2020-2021魯科化學(xué)性2課時(shí)3.2.1金屬晶體離子晶體含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材魯科化學(xué)選修性必修2課時(shí)分層作業(yè)：3.2.1金屬晶體離子晶體含解析課時(shí)分層作業(yè)（十二)金屬晶體離子晶體（建議用時(shí)：40分鐘）[合格過(guò)關(guān)練］1．金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（)A．金屬離子間的相互作用B．金屬原子間產(chǎn)生相互作用C．金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用D．金屬原子與自由電子間的相互作用C[金屬原子通過(guò)金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。金屬鍵源于金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子間的強(qiáng)的相互作用。]2．下列有關(guān)離子晶體的敘述不正確的是()A．1mol氯化鈉晶體中有6。02×1023個(gè)NaCl分子B．氯化鈉晶體中,每個(gè)Na＋周圍距離最近且相等的Cl－共有6個(gè)C．氯化銫晶體中,每個(gè)Cs＋周圍緊鄰8個(gè)Cl－D．平均每個(gè)NaCl晶胞中有4個(gè)Na＋、4個(gè)Cl－A[NaCl是離子化合物，其晶體中并不存在單獨(dú)的“NaCl分子"，“NaCl”只表示陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比，表示晶體的組成。]3．下列物質(zhì)形成的晶體中，屬于含有極性共價(jià)鍵的離子晶體的是（)A．AlCl3 B．KOHC．NaCl D．Na2O2B［AlCl3為共價(jià)化合物；KOH、NaCl、Na2O2均為離子化合物,形成的晶體均為離子晶體，KOH中含有離子鍵和極性共價(jià)鍵,NaCl中含有離子鍵，Na2O2中含有離子鍵和非極性共價(jià)鍵。綜上,KOH形成的晶體為含有極性共價(jià)鍵的離子晶體。]4．在金屬晶體中,金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多,原子半徑越小,金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高。由此判斷下列各組金屬熔、沸點(diǎn)高低順序，其中正確的是（）A．Mg＞Al＞Ca B．Al＞Na＞LiC．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞AlC［電荷數(shù)：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金屬陽(yáng)離子半徑：r(Ba2＋)＞r（Ca2＋)＞r(Na＋)＞r（Mg2＋）＞r(Al3＋）＞r(Li＋），則A中熔、沸點(diǎn)：Al＞Mg，B中熔、沸點(diǎn):Li＞Na，D中熔、沸點(diǎn)：Al＞Mg＞Ba,都不符合題意。］5．下列圖像是NaCl、CsCl、ZnS等離子晶體結(jié)構(gòu)圖或是從其中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖.試判斷屬于NaCl的晶體結(jié)構(gòu)的圖像為()B［由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)可知:A為ZnS的晶體結(jié)構(gòu),C、D為CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，只有B為NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。]6．（素養(yǎng)題）下圖是金屬晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單示意圖仔細(xì)觀察該結(jié)構(gòu)，以下有關(guān)金屬能導(dǎo)電的理由中正確的是（）A．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹薪饘訇?yáng)離子B．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹械淖杂呻娮釉谕怆妶?chǎng)作用下做定向運(yùn)動(dòng)C．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹须娮忧覠o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子和自由電子的相互作用B[金屬中含有金屬陽(yáng)離子和自由電子,自由電子屬于整塊金屬，能夠自由移動(dòng)，在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子定向移動(dòng)，從而能夠?qū)щ?]7．下列說(shuō)法正確的是（）A．硝酸鉀和冰的熔化需克服相同類型的作用力B．氫化物HA的沸點(diǎn)比HB高，是因?yàn)?molHA分子中的H-A鍵斷裂時(shí)吸收的能量比1molHB分子中的H—B鍵斷裂時(shí)吸收的能量多C．離子晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電是因?yàn)榫w受熱時(shí)離子鍵被削弱,形成了自由移動(dòng)的離子D．非金屬元素間只能形成共價(jià)化合物，金屬和非金屬元素間一定形成離子化合物C[硝酸鉀和冰的熔化需克服的作用力分別是離子鍵和分子間作用力，A錯(cuò)誤;氫化物的沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與共價(jià)鍵關(guān)系不大，B錯(cuò)誤;離子晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電是因?yàn)榫w受熱時(shí)離子鍵被削弱,形成了自由移動(dòng)的離子，C正確;非金屬元素間不一定形成共價(jià)化合物，例如氯化銨是離子化合物，金屬和非金屬元素間也不一定形成離子化合物，例如氯化鋁是共價(jià)化合物,D錯(cuò)誤。]8．螢石（CaF2)晶體屬于立方晶系，在氟化鈣的晶胞中每個(gè)Ca2＋被8個(gè)F－包圍,則每個(gè)F－周圍距離最近的Ca2＋數(shù)目為(）A．2 B．4C．6 D．8B［螢石(CaF2)晶體屬于立方晶系，F(xiàn)－為簡(jiǎn)單立方堆積，晶胞中Ca2＋數(shù)目比F－少一半，每個(gè)Ca2＋與8個(gè)F－配位,則每個(gè)F－與4個(gè)Ca2＋配位，B正確。]9．根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù),判斷可以形成合金的是(）金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點(diǎn)/℃97。8660.415351415112。8沸點(diǎn)/℃883246727502355444。6A.鋁與硅 B．鋁與硫C．鈉與硫 D．鈉與硅A［形成合金必須滿足的條件是：熔融時(shí)不反應(yīng)，且低熔點(diǎn)物質(zhì)的沸點(diǎn)一定高于高熔點(diǎn)物質(zhì)的熔點(diǎn)。］10．X、Y都是ⅡA(Be除外）族的元素，已知它們的碳酸鹽的熱分解溫度：T(XCO3）＞T(YCO3),則下列判斷不正確的是(）A．晶格能:XCO3＞YCO3B．陽(yáng)離子半徑:X2＋＞Y2＋C．金屬性：X＞YD．氧化物的熔點(diǎn)：XO＜YOA[碳酸鹽的熱分解溫度與形成碳酸鹽的金屬元素的活潑性有關(guān),金屬越活潑,形成的鹽越穩(wěn)定，因此根據(jù)碳酸鹽的熱分解溫度：T（XCO3）＞T（YCO3），可判斷出X的活潑性大于Y，即金屬性：X＞Y，在周期表中，X位于Y的下面,陽(yáng)離子半徑：X2＋＞Y2＋，所以B、C選項(xiàng)正確。根據(jù)陽(yáng)離子半徑：X2＋＞Y2＋以及影響離子化合物晶格能、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的因素可知，晶格能：XCO3＜YCO3，氧化物的熔點(diǎn)：XO＜YO,A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確.]11．Al2O3的下列性質(zhì)能用晶格能解釋的是（）A．Al2O3可用作耐火材料B．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)能導(dǎo)電C．Al2O3是兩性氧化物D．晶體Al2O3可以作寶石A［Al2O3中Al3＋和O2－所帶電荷都比較多，半徑又都很小,因此Al2O3的晶格能很大，熔點(diǎn)很高,故Al2O3可作耐火材料。］12．與一個(gè)離子(或原子）最鄰近的離子（或原子)稱為配位數(shù)。分析NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法正確的是()A．NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體B．NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同，所以陽(yáng)離子的配位數(shù)相等C．NaCl和CsCl晶體中陽(yáng)離子的配位數(shù)分別為8和6D．NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,所以陰、陽(yáng)離子的半徑比相同A［NaCl和CsCl都是由離子構(gòu)成的晶體，離子個(gè)數(shù)之比都為1∶1,則都屬于AB型離子晶體,故A正確；結(jié)合題圖可知，NaCl中鈉離子的配位數(shù)為6，CsCl中銫離子的配位數(shù)為8，故B、C錯(cuò)誤;NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體，由離子電子層越多，離子半徑越大可知，鈉離子的半徑小于銫離子的半徑，故D錯(cuò)誤。］13．同類晶體物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的變化是有的，試分析下列兩組物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律性變化的原因:A組物質(zhì)NaClKClCsCl熔點(diǎn)(K)10741049918B組物質(zhì)NaMgAl熔點(diǎn)(K）317923933晶體熔、沸點(diǎn)的高低，決定于構(gòu)成晶體微粒間的作用力的大小。A組晶體屬__________晶體，晶體微粒之間通過(guò)__________相連，微粒之間的作用力由大到小的順序是________________。B組晶體屬________晶體,價(jià)電子數(shù)由少到多的順序是________________，離子半徑由大到小的順序是________________。金屬鍵強(qiáng)度由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______________。[解析]A組NaCl、KCl、CsCl為同一主族的鹵化物且為離子化合物，故離子鍵越弱,熔、沸點(diǎn)越低，而Na＋、K＋、Cs＋離子半徑逐漸增大，故離子鍵Na＋與Cl－、K＋與Cl－、Cs＋與Cl－的鍵能逐漸減小，熔沸點(diǎn)依次降低；而B(niǎo)組中為Na、Mg、Al，是金屬晶體且為同一周期，價(jià)電子數(shù)依次增多，離子半徑逐漸減小。因此金屬原子核對(duì)外層電子束縛能力越來(lái)越大,形成金屬鍵時(shí)，金屬鍵越來(lái)越牢固,且熔、沸點(diǎn)依次升高.［答案]離子離子鍵NaCl＞KCl＞CsCl金屬Na＜Mg＜AlNa＋＞Mg2＋＞Al3＋Na＜Mg＜Al14．鎂、銅等金屬的離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子。工業(yè)上從海水中提取鎂時(shí)，先制備無(wú)水氯化鎂,然后將其熔融電解,得到金屬鎂。（1)以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備鎂時(shí),常加入NaCl、KCl或CaCl2等金屬氯化物，其主要作用除降低熔點(diǎn)之外還有_______________________________________________________________________________________。(2）已知MgO的晶胞結(jié)構(gòu)屬于NaCl型。某同學(xué)畫(huà)出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，請(qǐng)改正圖中的錯(cuò)誤:________________________________________________________________________________________________。(3)用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成煙花。燃放時(shí)，煙花發(fā)出五顏六色的光，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4)Mg是第3周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點(diǎn)如下表所示：氟化物NaFMgF2SiF4熔點(diǎn)/K12661534183解釋表中氟化物熔點(diǎn)差異的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析］(2）因?yàn)檠趸V與氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)相似，所以在晶體中每個(gè)Mg2＋周圍應(yīng)該有6個(gè)最鄰近的O2－,每個(gè)O2－周圍應(yīng)該有6個(gè)最鄰近的Mg2＋,根據(jù)此規(guī)律可得⑧應(yīng)該改為表示O2－的黑色球。(4)在離子晶體中，離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多,則離子晶體的晶格能越大,熔、沸點(diǎn)越高。[答案］（1）增大熔融鹽中的離子濃度,從而增強(qiáng)熔融鹽的導(dǎo)電能力(2）⑧應(yīng)為表示O2－的黑色球（3）基態(tài)原子中的電子獲得能量后,向高能級(jí)躍遷,躍遷到高能級(jí)的電子處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，會(huì)回到較低能級(jí)，并向外界釋放能量(光能)(4)NaF與MgF2均為離子晶體,常溫下為固體，SiF4常溫下為氣體，所以NaF與MgF2的熔點(diǎn)遠(yuǎn)比SiF4的高，又Mg2＋的半徑小于Na＋的半徑,Mg2＋所帶電荷數(shù)大于Na＋所帶電荷數(shù),所以MgF2的晶格能大于NaF,MgF2的熔點(diǎn)高于NaF[素養(yǎng)培優(yōu)練]15．金晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，為面心立方最密堆積。設(shè)金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個(gè)面的對(duì)角線上,3個(gè)金原子彼此兩兩相切，M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．金晶體每個(gè)晶胞中含有4個(gè)金原子B．金屬鍵無(wú)方向性，金屬原子盡可能采取密堆積C．一個(gè)晶胞的體積是16eq\r(，2)d3D．金晶體的密度是eq\f（\r（,2)M,d3NA)C[在立方體的各個(gè)面的對(duì)角線上3個(gè)金原子彼此兩兩相切,金原子的直徑為d，故面對(duì)角線長(zhǎng)度為2d,棱長(zhǎng)為eq\f(\r(,2），2）×2d＝eq\r(,2）d，故C錯(cuò)誤。］16．金屬鈉晶體屬于體心立方密堆積，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,實(shí)驗(yàn)測(cè)得鈉的密度為ρ(g·cm－3）。已知鈉的相對(duì)原子質(zhì)量為a，假定金屬鈉原子為等徑的剛性小球且處于體對(duì)角線上的三個(gè)球相切.則鈉原子的半徑r(cm）為（）A.eq\r(3，\f（2a,NAρ)） B.eq\r（3)eq\r（3,\f（2a,NAρ）)C。eq\f（\r(3）,4）eq\r(3，\f(2a，NAρ）） D.eq\f（1,2)eq\r（3，\f(2a,NAρ））C[在體心立方晶胞中，位于體心的原子與位于八個(gè)頂點(diǎn)的原子相切，而位于八個(gè)頂點(diǎn)的原子之間不接觸，故該晶胞邊長(zhǎng)為eq\f（4r，\r(3)）cm,該晶胞中實(shí)際含有的鈉原子數(shù)為2,則ρ＝eq\f(2a,NA·\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（4r，\r（3)）))eq\s\up12(3）），化簡(jiǎn)后可得r＝eq\f（\r（3）,4)eq\r(3，\f（2a,NAρ）).]17．（雙選）元素X位于第4周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2;元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子。X與Y形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于該晶體的說(shuō)法正確的是()A．1個(gè)晶胞中所含離子總數(shù)為18B．X2＋的配位數(shù)為8，Y2－的配位數(shù)為4C．與每個(gè)X2＋距離最近且相等的X2＋共有12個(gè)D．該化合物的化學(xué)式為ZnSCD［元素X位于第4周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)為2＋8＋18＝28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個(gè)電子，為Zn元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p4，則Y是S元素.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,1個(gè)晶胞中所含離子總數(shù)為8×eq\f（1，8)＋6×eq\f(1，2）＋4＝8，A項(xiàng)錯(cuò)誤;該化合物的化學(xué)式為ZnS，Y2－的配位數(shù)為4，X2＋的配位數(shù)也為4，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，與頂點(diǎn)上每個(gè)X2＋距離最近且相等的X2＋在其面心,則共有12個(gè)，C、D項(xiàng)正確。]18．有一種藍(lán)色晶體,化學(xué)式可表示為Mx［Fey（CN）6］，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn)，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3＋和Fe2＋分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN－位于立方體的棱上.其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（)A．該晶體的化學(xué)式為M2[Fe2（CN)6］B．該晶體屬于離子晶體，M呈＋1價(jià)C．該晶體屬于離子晶體，M呈＋2價(jià)D．晶體中與每個(gè)Fe3＋距離最近且相等的CN－有3個(gè)B［由題圖可得出，晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元中Fe2＋的個(gè)數(shù)為4×eq\f（1,8）＝eq\f(1，2),Fe3＋的個(gè)數(shù)也為eq\f(1，2）,CN－的個(gè)數(shù)為12×eq\f(1，4)＝3，因此陰離子的化學(xué)式為［Fe2（CN）6］－，則該晶體的化學(xué)式為M[Fe2（CN)6］,A錯(cuò)誤。由陰、陽(yáng)離子形成的晶體為離子晶體，M的化合價(jià)為＋1，B正確，C錯(cuò)誤。由題圖可看出與每個(gè)Fe3＋距離最近且相