高中化學(xué)【金屬晶體與離子晶體】練習(xí)題

金屬晶體與離子晶體

(建議用時：40分鐘)

［基礎(chǔ)達標(biāo)練］

1.離子晶體不可能具有的性質(zhì)是()

A.較高的熔、沸點B.良好的導(dǎo)電性

C.溶于極性溶劑D.堅硬而易粉碎

B［離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的，在固態(tài)時，陰、陽離

子受到彼此的束縛不能自由移動，因而不導(dǎo)電。離子晶體溶于水或在熔融狀態(tài)

下，解離成自由移動的離子，可以導(dǎo)電。］

2.在金屬晶體中，金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬鍵越強,

金屬的熔、沸點越高。由此判斷下列各組金屬熔、沸點高低順序，其中正確的

是()

A.Mg>Al>CaB.Al>Na>Li

C.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al

C［電荷數(shù)：Al3+>Mg2+=Ca2+>Li+=Na+;而金屬陽離子半徑：r(Ba2+)

>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),則A中熔、沸點：Al>Mg,B

中熔、沸點：Li>Na,D中熔、沸點：Al>Mg>Ba,都不符合題意。］

3.下列圖像是NaCkCsCkZnS等離子晶體結(jié)構(gòu)圖或是從其中分割出來

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()

ABCD

B［由NaCl、CsCkZnS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)。］

4.下列關(guān)于金屬晶體和離子晶體的說法中，錯誤的是()

A.都可采取“緊密堆積”結(jié)構(gòu)

B.晶體中都含有陽離子

C.離子晶體的熔點不一定比金屬晶體高

D.離子晶體都能導(dǎo)電

D［A項中，金屬鍵和離子鍵均無方向性和飽和性，使金屬晶體和離子晶

體均能形成緊密堆積結(jié)構(gòu)；B項中，兩類晶體都含有陽離子；C項中，離子晶體

熔、沸點較高，金屬晶體的熔、沸點雖然有較大的差異，但大多數(shù)的熔、沸點

是比較高的；D項中，離子晶體在固態(tài)時不導(dǎo)電。］

5.X、Y都是HA(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>YCO3

B.陽離子半徑：X2+>Y2+

C.金屬性：X>Y

D.氧化物的熔點：XO<YO

A［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,

陽離子半徑：X2+>Y2+,所以B、C選項正確。根據(jù)陽離子半徑：X2+>Y2+以

及影響離子化合物晶格能、熔點、沸點的因素可知，晶格能：XCO3<YCO3,

氧化物的熔點：XO<YO,A項錯誤，D項正確。］

6.下圖是金屬晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡單示意圖

仔細觀察該結(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)電是因為含有金屬陽離子

B.金屬能導(dǎo)電是因為含有的自由電子在外電場作用下做定向運動

C.金屬能導(dǎo)電是因為含有電子且無規(guī)則運動

D.金屬能導(dǎo)電是因為金屬陽離子和自由電子的相互作用

B［金屬中含有金屬陽離子和自由電子，自由電子屬于整塊金屬，能夠自

由移動，在外加電場的作用下，自由電子定向移動，從而能夠?qū)щ?。?/p>

7.ALO3的下列性質(zhì)能用晶格能解釋的是()

2

A.AI2O3可用作耐火材料

B.固態(tài)時不導(dǎo)電，熔融時能導(dǎo)電

C.ALO3是兩性氧化物

D.晶體ALO3可以作寶石

A［AI2O3中AF+和。2-所帶電荷都比較多，半徑又都很小，因此ALO3的

晶格能很大，熔點很高，故AI2O3可作耐火材料。］

8.同類晶體物質(zhì)熔、沸點的變化是有的，試分析下列兩組物質(zhì)熔點規(guī)律性

變化的原因:

物質(zhì)NaClKCICsCl

A組

熔點(K)10741049918

物質(zhì)NaMgAl

B組

熔點(K)317923933

晶體熔、沸點的高低，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___相連，微粒之間的作用力由大到

小的順序是。15組晶體屬晶體，價電子數(shù)由少到多的

順序是,離子半徑由大到小的順序是-金屬鍵

強度由小到大的順序為。

［解析］A組NaCkKCkCsCl為同一主族的鹵化物且為離子化合物，故

離子鍵越弱，熔、沸點越低，而Na+、K+、Cs+離子半徑逐漸增大，故離子鍵

Na+與C「、K+與C「、Cs+與C「的鍵能逐漸減小，熔沸點依次降低；而B組

中為Na、Mg、AL是金屬晶體且為同一周期，價電子數(shù)依次增多，離子半徑逐

漸減小。因此金屬原子核對外層電子束縛能力越來越大，形成金屬鍵時，金屬

鍵越來越牢固，且熔、沸點依次升高。

［答案］離子離子鍵NaCl>KCl>CsCl金屬Na<Mg<AlNa+>

Mg2+>A13+Na<Mg<Al

9.結(jié)合金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，回答下列問題。

(1)已知下列金屬晶體：Na、K、Fe、Cu>Mg、Zn、Au。

①屬于體心立方密堆積的是；

②屬于六方最密堆積的是;

③屬于面心立方最密堆積的是o

3

(2)根據(jù)下列敘述，能判斷一定為金屬晶體的是(填字母)。

A.由分子間作用力形成，熔點很低

B.由共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀晶體，熔點很高

C.固體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性

(3)下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是(填字母，雙選)。

A.常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體的形式存在

B.金屬陽離子與“自由電子”之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因

形變而消失

C.鈣的熔、沸點高于鉀

D.溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好

［解析］(1)體心立方密堆積是體心原子與位于八個頂點的原子相切，但位于

八個頂點的原子之間不接觸，這種堆積方式的空間利用率較低，少數(shù)金屬采取

這種堆積方式。六方最密堆積按…ABAB…方式堆積，面心立方最密堆積

按…ABCABC…方式堆積。屬于體心立方密堆積的金屬有Li、Na、K、Fe等，

屬于六方最密堆積的金屬有Mg、Zn、Ti等，屬于面心立方最密堆積的金屬有

Cu、Ag、Au等。(2)金屬晶體中無分子間作用力與共價鍵，只有C項是金屬的

通性。(3)常溫下，Hg為液態(tài)，A錯誤；因為金屬鍵無方向性，故金屬鍵在一定

范圍內(nèi)不因形變而消失，B正確；鈣的金屬鍵強于鉀，故其熔、沸點高于鉀，C

正確；溫度升高，金屬的導(dǎo)電性減弱，D錯誤。

［答案］(1)①Na、K、Fe②Mg、Zn③Cu、Au(2)C(3)BC

10.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，先制備無水氯化鎂，然后將其熔融電解，得到金屬鎂。

(1)以MgCL為原料用熔融鹽電解法制備鎂時，常加入Na。、KC1或CaCL

等金屬氯化物，其主要作用除降低熔點之外還有

(2)已知MgO的晶胞結(jié)構(gòu)屬于NaCl型。某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意

4

圖如圖所示，請改正圖中的錯誤:

(3)用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成煙花。燃放時，煙花發(fā)出五

顏六色的光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(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如下表所示:

氟化物

NaFMgFiSiF4

熔點/K12661534183

解釋表中氟化物熔點差異的原因：

［解析］(2)因為氧化鎂與氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)相似，所以在晶體中每個Mg2+

周圍應(yīng)該有6個最鄰近的02,每個。2-周圍應(yīng)該有6個最鄰近的Mg2+,根據(jù)

此規(guī)律可得⑧應(yīng)該改為表示。2-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，爆、沸點越高。

［答案］(1)增大熔融鹽中的離子濃度，從而增強熔融鹽的導(dǎo)電能力

⑵⑧應(yīng)為表示-的黑色球

(3)基態(tài)原子中的電子獲得能量后，向高能級躍遷，躍遷到高能級的電子處

于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，會回到較低能級，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的熔點遠比SiF4的高，又Mg2+的半徑小于Na卡的半徑，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,MgF?的熔點高于

NaF

［能力提升練］

11.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，實驗測得鈉的

5

密度為0(g-cm-3)。已知鈉的相對原子質(zhì)量為a,假定金屬鈉原子為等徑的剛性

小球且處于體對角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r(cm)%()

C［在體心立方晶胞中，位于體心的原子與位于八個頂點的原子相切，而

位于八個頂點的原子之間不接觸，故該晶胞邊長為關(guān),該晶胞中實際含有的鈉

化筒后可得片式禹。

原子數(shù)為2,則0=—]

NA閭'

12.CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示)，但CaCz晶體中

由于C歹的存在，使晶胞沿一個方向拉長。下列關(guān)于CaC2晶體的說法中正確的

是()

A.1個Ca2+周圍距離最近且等距離的C廣的數(shù)目為6

B.該晶體中的陰離子與F2互為等電子體

C.6.4gCaC2晶體中含陰離子0.1mol

D.與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+共有12個

C［依據(jù)晶胞示意圖可以看出，晶胞豎直方向上的平面的長與寬不相等，

再由圖中體心可知1個Ca2+周圍距離最近的C于有4個，而不是6個，故A錯

誤；C廠含價電子總數(shù)為2X4+2=10,F2的價電子總數(shù)為14,二者價電子總數(shù)

不同，不互為等電子體，故B錯誤；6.4gCaC2的物質(zhì)的量為0.1mol,CaCz晶

體中含陰離子為C2,則含陰離子的物質(zhì)的量為0.1mol,故C正確；晶胞豎直

方向上的平面的長與寬不相等，所以與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+應(yīng)為4

個，故D錯誤。］

13.有一種藍色晶體，化學(xué)式可表示為MJFey(CN)6】，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn),

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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，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

C.該晶體屬于離子晶體，M呈+2價

D.晶體中與每個Fe3+距離最近且相等的CW有3個

B[由題圖可得出，晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元中Fe2+的個數(shù)為4X：=

Fe3+的個數(shù)也為1,CV的個數(shù)為12X^=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錯誤。由陰、陽離子形成的晶體為離

子晶體，M的化合價為+1,B正確，C錯誤。由題圖可看出與每個Fe3+距離最

近且相等的CPC有6個，D錯誤。]

14.(1)口2。具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm,

阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為g?cm-3(列出計算式)。

(2)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為anm,FeSz相對式量為M