新人教版高中化學第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體同步測試選修2

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體【基礎鞏固】1.(2022·廣東潮州)下列晶體分類中正確的一組是()選項離子晶體共價晶體分子晶體ANaOHArSO2BH2SO4石墨S8CCH3COONa水晶苯DBa(OH)2金剛石玻璃解析：NaOH屬于離子晶體，Ar屬于分子晶體，SO2屬于分子晶體，A項錯誤；石墨屬于混合型晶體，H2SO4、S8屬于分子晶體，B項錯誤；CH3COONa屬于離子晶體，水晶(SiO2)屬于共價晶體，苯屬于分子晶體，C項正確；Ba(OH)2屬于離子晶體，金剛石屬于共價晶體，玻璃屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，不屬于晶體，D項錯誤。答案：C2.(2022·廣東東莞)鐵有α、γ、δ三種晶體結(jié)構(gòu)，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中距離最近的鐵原子均相切。下列說法錯誤的是()α-鐵γ-鐵δ-鐵A.鐵的導電性、導熱性、延展性都可以用電子氣理論來解釋B.α-鐵、γ-鐵、δ-鐵的晶胞中鐵原子個數(shù)比為1∶4∶2C.α-鐵、γ-鐵、δ-鐵的晶胞邊長之比為1∶2∶3D.γ-鐵在一定條件下轉(zhuǎn)化為δ-鐵后密度變小解析：電子氣理論指出金屬陽離子“浸泡”在電子氣中，可以解釋鐵的導電性，導熱性和延展性，A項正確。α-鐵為簡單立方，γ-鐵為面心立方，δ-鐵為體心立方，故晶胞中鐵原子個數(shù)之比為1∶4∶2，B項正確。α-鐵中一條邊上的原子相互接觸，邊長即為鐵原子距離a，而γ-鐵中面對角線上的原子相互接觸，則邊長為2a，而δ-鐵中體對角線上原子相互接觸，邊長為2a3，C項錯誤；γ-鐵中平均一個鐵原子占據(jù)體積為(2a)34=22答案：C3.(2022·廣東東莞)下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中都正確的一組是()①I3+的空間結(jié)構(gòu)為V形，中心原子的雜化方式為sp3②金屬陽離子只能存在于離子晶體中③因為NH3分子間存在氫鍵，所以NH3極易液化，用作制冷劑④因金屬性K>Na>Mg，所以熔點：KCl>NaCl>MgCl2⑤干冰晶體中，每個二氧化碳分子周圍等距且緊鄰的二氧化碳分子有12個⑥因為1molSi晶體中含有2molSi—Si，所以1molSiC晶體中也含有2molSi—C⑦CH3Cl和CCl4均為正四面體構(gòu)型的非極性分子⑧H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵A.①③⑤ B.①③⑤⑥ C.④⑥⑦⑧ D.②③④⑥⑧解析：①將I

3+中一個碘原子看成中心原子，另兩個是與中心原子結(jié)合的原子，中心原子的價層電子對數(shù)為2+7-1-2×12=4，所以中心原子的雜化方式為sp3，正確；②金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的，所以金屬陽離子可能還存在于金屬晶體中，錯誤；③氨分子間存在氫鍵，使分子間作用力增大，所以NH3極易液化，液氨汽化吸收大量的熱，用作制冷劑，正確；④離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān)，與金屬性無關(guān)，離子半徑越小，電荷數(shù)越多，晶格能越大，離子晶體的熔點越高，所以熔點：KCl<NaCl<MgCl2，錯誤；⑤干冰晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子個數(shù)為3×8÷2=12，正確；⑥SiC晶體中每個Si原子形成4個Si—C，1molSiC晶體中含有1molSi原子，所以含有4molSi—C，錯誤；⑦CCl4答案：A4.下表給出幾種氯化物的熔點和沸點。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點/℃801712190-68沸點/℃1465141818357關(guān)于表中4種氯化物有下列說法：①AlCl3在加熱時可升華②CCl4屬于分子晶體③1500℃時NaCl的分子組成可用NaCl表示④AlCl3是典型的離子晶體⑤從NaCl到AlCl3，晶體類型由離子晶體過渡到分子晶體其中與表中數(shù)據(jù)一致的是()A.①②⑤ B.③ C.①②③⑤ D.①②③④⑤解析：根據(jù)各物質(zhì)的熔點、沸點判斷，AlCl3和CCl4為分子晶體；AlCl3的沸點低于熔點，所以易升華；NaCl為離子晶體，1500℃高于其沸點，故以分子NaCl形式存在。答案：C5.(2022·廣東東莞)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度較高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。則下列說法錯誤的是()A.鐵鎂合金的化學式可表示為Mg2FeB.晶胞中有14個鐵原子C.晶體中存在的化學鍵類型為金屬鍵D.該晶胞的質(zhì)量是416NAg(N解析：晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為8×18+6×12=4，含有鎂原子的數(shù)目為8，故化學式可表示為Mg2Fe，A項正確；據(jù)A項分析，晶胞中有4個鐵原子，B項錯誤；金屬合金仍為金屬，晶體中有金屬鍵，C項正確；一個晶胞中含有4個“Mg2Fe”，其質(zhì)量為4×104答案：B6.金晶體晶胞如圖所示，在立方體的8個頂角各有一個金原子，各個面的中心有一個金原子，每個金原子被相鄰的晶胞所共有。金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，M表示金的摩爾質(zhì)量。(1)金晶體每個晶胞中含有個金原子。

(2)欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應假定。

(3)一個晶胞的體積是。

(4)金晶體的密度是。

解析：利用“均攤法”解題，8個頂角上金原子有18屬于該晶胞，每個面上金原子有12屬于該晶胞，共有6個，故每個晶胞中含有金原子的個數(shù)為8×18+6×12=4。假設面對角線上的金原子間相接觸，則有，正方形的對角線的長為2d。正方形邊長為2d。V晶胞=(2d)3=22d3。1個晶胞質(zhì)量為m晶胞=4MNA，答案：(1)4(2)面對角線金原子間相接觸，即相切(3)22d3(4)27.現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點數(shù)據(jù)(單位：℃)：A組B組C組D組金剛石：大于3500Li：181HF：-83NaCl：801硅晶體：1410Na：98HCl：-115KCl：776硼晶體：2300K：64HBr：-89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：-51CsCl：645回答下列問題。(1)A組屬于晶體，其熔化時克服的粒子間的作用力是。

(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是(填序號)。

①有金屬光澤②有導電性③有導熱性④有延展性(3)C組中HF熔點反常是由于

。

(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是(填序號)。

①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態(tài)能導電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為

。

解析：通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷晶體的類型及晶體的性質(zhì)，A、B、C、D組分別代表共價晶體、金屬晶體、分子晶體、離子晶體。答案：(1)共價共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，離子鍵越強，相應晶體的熔點越高?！就卣固岣摺?.(2022·廣東東莞)“原子坐標參數(shù)”可以表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。CaF2是典型的離子晶體，A、B兩點坐標如圖所示，晶胞邊長為acm。下列說法錯誤的是()A.Ca2+周圍最近且等距離的F-為4個B.Ca2+和F-最近核間距為34aC.C點的坐標參數(shù)為34，D.CaF2的熔點高于CaCl2解析：由結(jié)構(gòu)圖可知，Ca2+周圍最近且等距離的F-為8個，A項錯誤；Ca2+和F-最近核間距為34a，B項正確；觀察A、B、C的相對位置，可知C點x軸坐標為34，y軸坐標為34，z軸坐標為14，所以C點的坐標參數(shù)為34，34，14，C項正確；由于CaF答案：A9.(2022·廣東揭陽)晶體世界豐富多彩，復雜多樣，各類晶體具有不同的結(jié)構(gòu)特點，決定著它們具有不同的性質(zhì)和用途。幾種晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如下：Cu晶胞回答下列問題。(1)這些晶體中粒子之間以共價鍵結(jié)合形成的是。

(2)每個Cu晶胞中包含的銅原子個數(shù)是。

(3)NaCl晶胞與MgO晶胞結(jié)構(gòu)相同，NaCl晶體的熔點(填“大于”或“小于”)MgO晶體的熔點，原因是。

(4)科學家合成了碳的一種新型同素異形體：T-碳。T-碳的結(jié)構(gòu)是將金剛石中的每個碳原子用一個由4個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元(如圖)取代形成的一種新型三維立方晶體結(jié)構(gòu)。已知T-碳晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則T-碳的密度為g·cm-3(列出計算式)。

解析：(1)共價晶體中原子之間以共價鍵結(jié)合；離子晶體中離子之間以離子鍵結(jié)合；分子晶體中分子之間以范德華力結(jié)合；金屬晶體中金屬陽離子與自由電子之間以金屬鍵結(jié)合，所以只有金剛石晶胞以共價鍵結(jié)合的。(2)銅晶胞為面心立方晶胞，Cu原子位于晶胞的6個面心和8個頂點上。每個面心是兩個晶胞所共用，頂點是8個晶胞所共用。所以平均每個晶胞中銅原子的個數(shù)為6×12+8×1(3)MgO和NaCl晶體都是離子晶體。離子半徑越小，離子帶有的電荷數(shù)越多，離子鍵就越強，斷裂離子鍵使物質(zhì)熔化、汽化消耗的能量就越多，物質(zhì)的熔點就越高。由于離子半徑：r(Mg2+)<r(Na+)，r(O2-)<r(Cl-)，且MgO中陰、陽離子都帶2個單位電荷，而NaCl的陰陽離子都只帶有1個單位電荷，所以離子鍵：MgO>NaCl，故物質(zhì)的熔點：MgO>NaCl，即NaCl的熔點比MgO的小。(4)晶胞中含有的正四面體結(jié)構(gòu)數(shù)目為8×18+6×12+4=8，每個正四面體結(jié)構(gòu)含有4個碳原子，則晶胞的質(zhì)量m=4×8×12NAg，晶胞的參數(shù)為anm，則該晶胞的密度ρ答案：(1)金剛石晶胞(2)4(3)小于Mg2+的半徑比Na+的小，O2-的半徑比Cl-的?。籑g2+所帶的電荷數(shù)比Na+的多，O2-所帶的電荷數(shù)比Cl-的多(4)410.(1)在金屬材料中添加AlCr2顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示。處于頂角位置的是___________原子。設Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl，則金屬原子空間占有率為___________(列出計算表達式)。

(2)(2022·全國甲，節(jié)選)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是；若該立方晶胞參數(shù)為apm，正負離子的核間距最小為pm。

【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】解析：(1)根據(jù)均攤法，晶胞中黑球位于晶胞的體心和頂點，含有的原子個數(shù)為8×18+1=2；8個灰球位于4條棱上，2個灰球位于晶胞內(nèi)部，含有的原子個數(shù)為8×14+2=4；根據(jù)顆粒化學式AlCr2，Al原子與Cr原子的個數(shù)比為1∶2，則處于頂角位置的黑球為Al，金屬原子的空間占有率為金屬原子的總體積晶胞的體積(2)根據(jù)螢石晶胞結(jié)構(gòu)，X分布在晶胞的頂點和面心上，則1個晶胞中X共有8×18+6×12=4個，Y分布在晶胞內(nèi)部，則1個晶胞中共有8個Y，因此該晶胞的化學式應為XY2，結(jié)合螢石的化學式可知，X為Ca2+。根據(jù)晶胞圖，將晶胞分成8個相等的小立方體，仔細觀察CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)-位于晶胞中小立方體的體心，小立方體邊長為12a，體對角線為32a，Ca2+與F-答案：(1)Al43(2)Ca2+3411.(2022·廣東東莞，節(jié)選)NaCl是重要的化工原料?；卮鹣铝袉栴}。(1)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu)，但其熔點比NaCl低，原因是

。

(2)NaCl晶體在50GPa~300GPa的高壓下與Cl2反應，可以形成一種晶體，其立方晶胞如圖所示(大球為Cl，小球為Na)。①若A的原子坐標為(0，0，0)，B的原子坐標為12，0，14，則C的原子坐標為。

②晶體中，Cl構(gòu)成的多面體包含個三角形的面。

③已知晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為g·cm-3(列出計算式)。

解析：(1)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu)，都屬于離子晶體。但其熔點比NaCl低，原因是K+半徑比Na+大，Br-半徑比Cl-大，KBr中離子鍵較弱，晶格能較低，所以KBr熔點比NaCl低。(2)①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)及A、B兩點的坐標可知，C的原子坐標為1，34，12。②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶體中Cl構(gòu)成的多面體包含20個三角形的面。③根據(jù)均攤法可知，該晶體中含有2個Na和6個Cl，ρ=mV=(23答案：(1)K+的半徑大于Na+，Br-半徑大于Cl-，KBr中離子鍵較弱，晶格能較低(2)①1，34，12②2012.(2022·全國乙，節(jié)選)(1)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為。解釋X的熔點比Y的高的原因

。

(2)α-AgI晶體中I-為體心立方堆積(如圖所示)，Ag+主要分布在由I-構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為。

已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm=____________m3·mol-1(列出算式)。

解析：(1)CsICl2發(fā)生非氧化還原反應，各元素化合價不變，生成無色晶體和紅棕色液體，則無色晶體為CsCl，紅棕色液體為ICl，而CsCl為離子晶體，熔化時，克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時，克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點比ICl的高。(2)由題意可知，在電場作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可發(fā)生遷移，因此α-AgI晶體是優(yōu)良的離子導體，在電池中可作為電解質(zhì)。每個晶胞中含碘離子的個數(shù)為8×18+1=2個，依據(jù)化學式AgI可知，銀離子個數(shù)也為2個，晶胞的物質(zhì)的量n=NNA=2NAmol，晶胞體積V=a3pm3=(504×10-12)3m3，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm=Vn=(504×10-答案：(1)CsClCsCl為離子晶體，ICl為分子晶體(2)電解質(zhì)N13.(2022·廣東廣州，節(jié)選)鐵是地球表面最豐富的金屬之一，其合金、化合物具有廣泛用途。回答下列問題。(1)已知FeF3的熔點(1000℃)顯著高于FeCl3的熔點(306℃)，原因是

。

(2)鐵和氨在640℃可發(fā)生置換反應，產(chǎn)物之一的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，寫出該反應的化學方程式：。

圖1(3)在一定條件下鐵形成的晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖2和圖3所示，則圖2和圖3的結(jié)構(gòu)中鐵原子的配位數(shù)之比為，兩種晶體中空間利用率較高的是。(填“圖2”或“圖3”)

圖2