高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3

高中化学第三章第四节离子晶体教案新人教版选修3第四节离子晶体[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的晶体，能从微观角度理解晶格能对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。

2.证据推理与模型认知：通过对常见离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。

一、离子晶体1．概念由阴离子和阳离子通过离子键结合而成的晶体。

2．离子晶体中离子的配位数(1)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。

(2)影响配位数的因素几何因素晶体中正负离子的半径比电荷因素晶体中正负离子的电荷比键性因素离子键的纯粹程度3.典型离子晶体的结构模型化学式NaCl CsCl CaF2晶胞晶胞中离子数目Na＋：4Cl－：4Cs＋：1Cl－：1Ca2＋：4F－：8 阳离子的配位数 6 8 8阴离子的配位数 6 8 44.离子晶体的性质(1)熔、沸点较高，硬度较大。

(2)离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。

(3)大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。

(1)离子晶体中无分子，物质的化学式只表示物质的阴、阳离子个数比，不是分子式。

(2)离子晶体中一定含有离子键，也可能含有共价键。

(3)离子晶体中离子键没有方向性和饱和性，但每个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷的离子数目都是固定的。

(4)常见的离子晶体包括强碱、活泼金属的氧化物、大部分盐。

例1自然界中的CaF 2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。

下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的性质及应用答案 C解析离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。

例2(2018·长沙高二期中)如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是( )A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同【考点】离子晶体的结构特点【题点】离子晶体的结构分析答案 D解析NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，故A、B正确；结合题图可知，NaCl为面心立方结构，钠离子的配位数为6，CsCl为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确；NaCl和CsCl都属于AB 型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl 的阳离子与阴离子的半径比r ＋r －小于CsCl 的，故D 错误。

二、晶格能 1．概念气态离子形成1mol 离子晶体释放的能量。

晶格能通常取正值，单位为kJ·mol －1。

2．影响因素3．晶格能与晶体的熔点、硬度的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，晶体的熔点越高，硬度越大。

例3 下列关于晶格能的叙述中正确的是( ) A ．晶格能仅与形成晶体的离子所带电荷数有关 B ．晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C ．晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D ．晶格能越大的离子晶体，其熔点越高 【考点】 晶格能的理解和应用 【题点】 晶格能的概念及影响因素 答案 D解析 晶格能与离子所带电荷数的乘积成正比，与阴、阳离子半径的大小成反比，A 、B 项错误；晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，D 项正确。

例4 (2018·南京高二期中)MgO 、Rb 2O 、CaO 、BaO 四种离子晶体熔点的高低顺序是( ) A ．MgO ＞Rb 2O ＞BaO ＞CaO B ．MgO ＞CaO ＞BaO ＞Rb 2O C ．CaO ＞BaO ＞MgO ＞Rb 2O D ．CaO ＞BaO ＞Rb 2O ＞MgO 【考点】 晶格能的理解与应用【题点】 晶格能对离子晶体物理性质的影响 答案 B解析 四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。

对Mg 2＋、Rb ＋、Ca 2＋、Ba 2＋进行比较，Rb ＋所带电荷数少，离子半径最大，其与O 2－形成的离子键最弱，故Rb 2O 的熔点最低。

对Mg2＋、Ca 2＋、Ba 2＋进行比较，它们所带电荷数一样多，离子半径Mg 2＋＜Ca 2＋＜Ba 2＋，与O 2－形成的离子键由强到弱的顺序是MgO ＞CaO ＞BaO ，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO ＞CaO ＞BaO 。

综上所述，四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO ＞CaO ＞BaO ＞Rb 2O 。

1．正误判断(1)离子晶体一定是离子化合物( )(2)离子晶体中一定含有金属元素( )(3)离子晶体的熔点一定低于原子晶体的熔点( )(4)金属晶体与离子晶体的导电原理相同( )(5)含有阴离子的晶体一定是离子晶体( )(6)晶格能是指破坏1mol离子键所吸收的能量( )答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×2．下列说法中正确的是( )A．固态时能导电的物质一定是金属晶体B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的性质及应用答案 D解析四种晶体在不同状态下的导电性区别如下：分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体固态不导电不导电(晶体硅导电) 导电不导电熔融状态不导电不导电导电可导电水溶液有的可导电－－可导电3.(2018·西安月考)下列说法中正确的是( )A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B．第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物C．离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高D．离子化合物中可能只含有非金属元素【考点】离子晶体的综合考查【题点】离子晶体结构与性质的综合答案 D解析形成离子键的阴、阳离子之间不但存在阴、阳离子之间的相互吸引，也存在着电子之间的相互排斥和原子核之间的相互排斥，A项错误；氢是ⅠA族元素，与ⅦA族元素形成的化合物HX都是共价化合物，B项错误；NaCl是离子化合物，SiO2是共价化合物，但前者的熔点较低，C项错误；NH4Cl、(NH4)2SO4等都是只含有非金属元素的离子化合物，D项正确。

4.一种离子晶体的晶胞如图所示。

其中阳离子A以表示，阴离子B以表示。

关于该离子晶体的说法正确的是( )A．阳离子的配位数为8，化学式为ABB．阴离子的配位数为4，化学式为A2BC．每个晶胞中含4个AD．每个A周围有4个与它等距且最近的A【考点】离子晶体的结构特点【题点】离子晶体的结构分析答案 C解析用均摊法可知，晶胞中含有阳离子数为8×18＋6×12＝4，阴离子显然是8个，故化学式为AB2，A、B项错误；每个A周围最近且等距离的A有12个(类似于干冰晶体)，D项错误。

5．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它的晶格能与1d0成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。

下面说法错误的是( )晶格能/kJ·mol－1离子半径/pm①LiF LiCl LiBr LiI1031845 807 752Li＋Na＋K＋60 95 133②NaF NaCl NaBr NaI915 777 740 693F－Cl－Br－I－136 181 195 216③KF KCl KBr KI812 708 676 641A.晶格能的大小与离子半径成反比B ．阳离子相同、阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小C ．阳离子不同、阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大D ．金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强 【考点】 晶格能的理解与应用 【题点】 晶格能的概念及影响因素 答案 D解析 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，A 项正确；由NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 晶格能的大小即可确定B 项正确；由LiF 、NaF 、KF 晶格能的大小即可确定C 项正确；表中晶格能最小的是碘化物，因还原性：F －<Cl －<Br －<I －，可知D 项错误。

6．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

(1)Cu 位于元素周期表第ⅠB 族。

Cu 2＋的核外电子排布式为____________________。

(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

(3)Cu 2O 的熔点比Cu 2S 的________(填“高”或“低”)，请解释原因：_____________。

【考点】 离子晶体的综合考查 【题点】 离子晶体结构与性质的综合答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 9(或[Ar]3d 9) (2)4 (3)高 Cu 2O 与Cu 2S 相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相同，但O 2－的半径比S 2－的小，所以Cu 2O 的晶格能较大，熔点较高 解析 (1)Cu 为29号元素，位于元素周期表的ds 区，其价电子排布式为3d 104s 1，则Cu 2＋的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 9或[Ar]3d 9。

(2)由铜的氧化物的晶胞结构可知，有8个O 处于顶点位置，4个O 处于棱上，2个O 处于面上，1个O 处于体心，故一个晶胞中实际拥有的O 个数为：8×18＋4×14＋2×12＋1＝4。

(3)Cu 2O 与Cu 2S 相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相同，但O 2－的半径比S 2－的小，所以Cu 2O 的晶格能较大，熔点较高。

题组一离子晶体的组成与性质1．(2019·南充高二月考)仅由下列各组元素所构成的化合物，不可能形成离子晶体的是( )A．H、O、S B．Na、H、OC．K、Cl、O D．H、N、Cl【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体的判断答案 A解析强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。

B项NaOH、C项KClO、D项NH4Cl 都是离子晶体。

2．离子晶体中一定不会存在的相互作用是( )A．离子键B．极性键C．非极性键D．范德华力【考点】离子晶体的组成与性质【题点】离子晶体中微粒间作用力的判断答案 D解析离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键，主要是OH－和含氧酸根中的极性共价键，还有O2－2中的非极性共价键。