金屬晶體與離子晶體(C級檢測練)(解析版)

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（限時(shí)：30分鐘）一、選擇題1．下列晶體按面心立方進(jìn)行緊密堆積的是A．干冰、NaCl、金屬銅 B．ZnS、金屬鎂、氮化硼C．水晶、金剛石、晶體硅 D．ZnS、NaCl、金屬鎂【答案】A【詳解】A．干冰、NaCl、Cu、ZnS均為A1型(面心立方)緊密堆積，A正確；B．Mg為A3型(六方)緊密堆積，氮化硼為共價(jià)晶體，不遵循緊密堆積原則，B錯(cuò)誤；C．水晶、金剛石、晶體硅為共價(jià)晶體，不遵循緊密堆積原則，C錯(cuò)誤；D．Mg為A3型(六方)緊密堆積，D錯(cuò)誤；故選：A。2．下列敘述不正確的是A．活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)，能形成離子鍵B．離子化合物中只含離子鍵C．離子所帶電荷的符號和數(shù)目與原子成鍵時(shí)得失電子有關(guān)D．陽離子半徑比相應(yīng)的原子半徑小，而陰離子半徑比相應(yīng)的原子半徑大【答案】B【詳解】A．活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)，能形成離子鍵，如NaCl，A正確；B．離子化合物中一定含離子鍵，可能含共價(jià)鍵，如NaOH，B錯(cuò)誤；C．離子所帶電荷的符號和數(shù)目與原子成鍵時(shí)得失電子有關(guān)，C正確；D．陽離子半徑比相應(yīng)的原子半徑小，而陰離子半徑比相應(yīng)的原子半徑大，D正確；故選：B。3．下列有關(guān)晶格能的敘述正確的是A．晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體吸收的能量B．晶格能通常取正值，但是有時(shí)也取負(fù)值C．晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定D．晶格能越大，物質(zhì)的硬度反而越小【答案】C【詳解】A．晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，A敘述錯(cuò)誤；B．晶格能通常取正值，而不取負(fù)值，B敘述錯(cuò)誤；C．晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，形成的離子晶體越穩(wěn)定，C敘述正確；D．晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，物質(zhì)的硬度越大，D敘述錯(cuò)誤；答案為C。4．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是A．用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋B．固態(tài)和熔融時(shí)易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．Al、Na、Mg的熔點(diǎn)逐漸升高D．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好【答案】B【詳解】A．用鉑金做首飾利用了金屬晶體的延展性，能用金屬鍵理論解釋，A錯(cuò)誤；B．金屬晶體在固態(tài)和熔融時(shí)能導(dǎo)電，其熔點(diǎn)差異很大，故題設(shè)條件下的晶體可能是金屬晶體，B正確；C．一般來說，金屬中單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬元素的原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，故金屬鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)锳l>Mg>Na，其熔點(diǎn)的高低順序?yàn)锳l>Mg>Na，C錯(cuò)誤；D．金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而降低，溫度越高，其導(dǎo)電性越差，D錯(cuò)誤；故選：B。5．下列關(guān)于晶體的說法正確的組合是①所有分子晶體中都存在共價(jià)鍵②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低④離子晶體中只有離子鍵⑤SiO2晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合⑥晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑦氯化鈉熔化時(shí)離子鍵被破壞⑧含有共價(jià)鍵的晶體熔沸點(diǎn)都比較高，因?yàn)槿刍瘯r(shí)需要破壞共價(jià)鍵A．①②⑤ B．③⑤⑦ C．⑤⑥⑧ D．④⑦⑧【答案】B【詳解】①稀有氣體形成的分子晶體中不存在共價(jià)鍵，①不正確；②金屬晶體中有陽離子，但沒有陰離子，②不正確；③金剛石、SiC形成共價(jià)晶體，NaF、NaCl形成離子晶體，H2O、H2S形成分子晶體，金剛石的熔點(diǎn)比SiC高，NaF的熔點(diǎn)比NaCl高，H2O分子間能形成氫鍵，熔點(diǎn)比H2S高，所以晶體的熔點(diǎn)依次降低，③正確；④離子晶體中一定有離子鍵，可能有共價(jià)鍵，④不正確；⑤Si的最外層電子數(shù)為4，能形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以SiO2晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，⑤正確；⑥晶體中分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高，但不影響分子的穩(wěn)定性，⑥不正確；⑦氯化鈉熔化時(shí)，離子鍵被破壞，轉(zhuǎn)化為自由移動(dòng)的Na+、Cl-，⑦正確；⑧離子晶體熔化時(shí)不需要破壞共價(jià)鍵，所以含有共價(jià)鍵的晶體熔沸點(diǎn)不一定高，⑧不正確；通過以上分析，可確定③⑤⑦正確，故選B。6．下列關(guān)于晶體的說法正確的組合是①在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子②CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)每個(gè)Ti4＋和12個(gè)O2-相緊鄰③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低④分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑤SiO2晶體中每個(gè)硅原子與兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合⑥離子晶體熔化時(shí)晶格能越大，熔點(diǎn)越高⑦晶體狀態(tài)能導(dǎo)電的一定是金屬晶體A．①②③④ B．①②⑥⑦ C．②③④⑤ D．①②③⑥【答案】D【詳解】①晶體呈不帶電，在晶體中只要有陰離子、就一定有陽離子,對應(yīng)的晶體為離子晶體，說法正確；②CaTiO3晶體中，過每個(gè)Ti4＋且相互垂直的3個(gè)平面內(nèi)各有4個(gè)O2-相緊鄰,則每個(gè)Ti4＋和12個(gè)O2-相緊鄰,說法正確；③金剛石、SiC屬于共價(jià)晶體、NaF、NaCl屬于離子晶體、H2O、H2S晶體屬于分子晶體，共價(jià)晶體受熱熔化后，共價(jià)鍵被克服、共價(jià)晶體熔點(diǎn)高；離子晶體受熱熔化后，離子鍵被克服、離子晶體熔點(diǎn)較高；受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的只有分子晶體、克服的是氫鍵或分子間作用力、分子晶體熔點(diǎn)低。碳碳鍵比碳硅鍵牢固，故金剛石的熔點(diǎn)比碳化硅的高，NaF的離子鍵比NaCl強(qiáng)，NaF熔點(diǎn)比NaCl高、水分子間的氫鍵比硫化氫分子間的作用力強(qiáng)些，故冰的熔點(diǎn)高些，則金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低,說法正確；④分子晶體中分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高，分子內(nèi)共價(jià)鍵越牢固則分子越穩(wěn)定，說法錯(cuò)誤；⑤硅原子最外層有4個(gè)電子，SiO2晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，說法錯(cuò)誤；⑥離子晶體內(nèi)金屬鍵越強(qiáng)、熔化時(shí)晶格能越大，熔點(diǎn)越高,說法正確；⑦晶體狀態(tài)能導(dǎo)電的除了金屬晶體，還有石墨，說法錯(cuò)誤；則說法正確的是①②③⑥；則答案選D。7．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>Al【答案】C【分析】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+)，原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高?！驹斀狻緼．通過分析可知，選項(xiàng)中熔、沸點(diǎn)：Al>Mg，A錯(cuò)誤；B．通過分析可知，選項(xiàng)中熔、沸點(diǎn)：Li>Na，B錯(cuò)誤；C．通過分析可知，C正確；D．通過分析可知，選項(xiàng)中熔、沸點(diǎn)：Al>Mg>Ba，D錯(cuò)誤；答案選C。8．金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式，六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方堆積，下圖分別代表著三種晶體的晶體結(jié)構(gòu)，其晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9【答案】A【詳解】根據(jù)均攤法可推知，第一個(gè)為六方最密堆積的晶胞，此晶胞中有兩個(gè)金屬原子；第二個(gè)為面心立方最密堆積的晶胞，此晶胞中有4個(gè)金屬原子；第三個(gè)為體心立方堆積的晶胞，此晶胞中有2個(gè)金屬原子；所以原子個(gè)數(shù)比為2∶4∶2，化簡為1∶2∶1，所以選A。9．下列關(guān)于氯化銫晶體的敘述不正確的是A．l氯化銫中有個(gè)分子B．氯化銫晶體中，每個(gè)周圍與它最近且等距離的有6個(gè)C．氯化銫晶體的硬度較大是由于和存在著較強(qiáng)的離子鍵D．每個(gè)晶胞中平均含有1個(gè)和1個(gè)【答案】A【詳解】A．氯化銫屬于離子晶體，不含分子，A錯(cuò)誤；B．每個(gè)周圍與它最近且等距離的有前、后、左、右、上、下共6個(gè)，B正確；C．由于和存在著較強(qiáng)的離子鍵，所以氯化銫晶體的硬度較大，C正確；D．化學(xué)式表示氯化銫晶體中和的個(gè)數(shù)比為1:1，D正確。故選：A。10．在冰晶石()晶胞中，占據(jù)的位置相當(dāng)于晶胞中占據(jù)的位置，則冰晶石晶胞中含個(gè)數(shù)為A．12 B．8 C．4 D．3【答案】A【詳解】晶胞中所含個(gè)數(shù)為，由題意知，冰晶石晶胞中的個(gè)數(shù)也應(yīng)為4，化學(xué)式中和的個(gè)數(shù)比為3：1，所以冰晶石晶胞中含個(gè)數(shù)為。故選：A。11．下表給出兩種化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。物質(zhì)熔點(diǎn)/℃190-22.9沸點(diǎn)/℃17876.8關(guān)于表中兩種化合物的說法正確的是①在加熱時(shí)可升華②屬于分子晶體③是典型的離子晶體A．僅① B．僅③ C．僅①② D．①②③【答案】C【詳解】和為分子晶體；的沸點(diǎn)低于熔點(diǎn)，所以可升華；

故選C。12．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點(diǎn)的高低和硬度的大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是A．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鋁 B．堿金屬的熔點(diǎn)從到是逐漸增大的C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉 D．金屬鈣的硬度小于金屬鋇【答案】C【詳解】A．鎂離子的半徑比鋁離子大且所帶電荷數(shù)少，所以金屬鎂的金屬鍵比金屬鋁弱，熔點(diǎn)和硬度都小，A錯(cuò)誤；B．從到，離子的半徑是逐漸増大的，所帶電荷數(shù)相同，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)和硬度都逐漸減小，B錯(cuò)誤；C．因離子的半徑小而所帶電荷數(shù)多，故金屬鋁的金屬鍵比金屬鈉強(qiáng)，所以金屬鋁的熔點(diǎn)和硬度比金屬鈉都大，C正確；D．鈣離子的半徑比鋇離子小而所帶電荷數(shù)相同，則金屬鈣的金屬鍵比金屬鋇強(qiáng)，所以金屬鈣的熔點(diǎn)和硬度比金屬鋇都大，D錯(cuò)誤；故選C。13．下列有關(guān)說法不正確的是A．水合銅離子的模型如圖1所示，1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個(gè)CaF2晶胞平均占有4個(gè)Ca2+C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外的大多數(shù)電子在原子核附近運(yùn)動(dòng)D．金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖4所示，該金屬晶體為最密堆積，每個(gè)Cu原子的配位數(shù)均為8【答案】CD【詳解】A．由圖可以看出，1個(gè)銅離子與4個(gè)水分子結(jié)合成[Cu(H2O)4]2+，Cu2+與H2O分子之間通過配位鍵相結(jié)合，則1個(gè)水合銅離子中有4個(gè)配位鍵，A正確；B．CaF2晶體的晶胞中，每個(gè)CaF2晶胞平均占有Ca2+的數(shù)目為=4，B正確；C．H原子核外只有1個(gè)電子，所以電子云圖中，黑點(diǎn)不表示電子，只表示電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多少，H原子核外電子大多在原子核附近運(yùn)動(dòng)，C不正確；D．金屬Cu原子形成的金屬晶體為最密堆積，每個(gè)Cu原子周圍同一層有6個(gè)Cu原子，上、下層各有3個(gè)Cu原子，所以其配位數(shù)均為12，D不正確；故選CD。14．已知某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為dg/cm3。則下列說法正確的是A．晶胞中陰、陽離子的個(gè)數(shù)都為4B．該晶體中兩個(gè)距離最近的同種離子的核間距為cmC．陰、陽離子的配位數(shù)都是4D．該晶胞可能是NaCl晶體的晶胞【答案】AD【詳解】A．晶胞中白色球、黑色球的個(gè)數(shù)分別為，，則晶胞中陰、陽離子的個(gè)數(shù)都為4，A正確；B．因?yàn)榫О嘘帯㈥栯x子的個(gè)數(shù)都為4，則晶胞的體積為cm3，晶胞的邊長為，因?yàn)閮蓚€(gè)距離最近的同種離子的核間距為晶胞面對角線長度的一半，所以晶體中兩個(gè)距離最近的同種離子的核間距為，B錯(cuò)誤；C．由晶胞的結(jié)構(gòu)可知，陰、陽離子的配位數(shù)都是6，C錯(cuò)誤；D．由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶胞可能為NaCl晶體的晶胞，D正確；故選AD。二、非選擇題15．(1)鈉的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于該晶胞的Na原子數(shù)目是_______。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則的配位數(shù)是_______。(2)鈦的一種氟化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，其化學(xué)式為_______。(3)元素X的某價(jià)態(tài)離子與形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示。該晶體中陽離子與陰離子個(gè)數(shù)比為_______，中_______，晶體中每個(gè)被_______個(gè)等距離的包圍?！敬鸢浮?816【詳解】(1)鈉的晶胞屬于體心立方，則鈉處于晶胞的頂點(diǎn)和體心，則屬于該晶胞的Na原子數(shù)目是。由氯化銫晶體的晶胞示意圖知，Cs處于立方體的體心時(shí)，氯離子處于頂點(diǎn)，則的配位數(shù)是8。(2)由鈦晶胞結(jié)構(gòu)知，Ti處于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為，F(xiàn)處于晶胞的體心，數(shù)目為8，則其化學(xué)式為。(3)Xn+處于棱邊的中點(diǎn)，數(shù)目為，N3-處于頂點(diǎn)，數(shù)目為，則該晶體中陽離子與陰離子個(gè)數(shù)比為3:1，按化合價(jià)代數(shù)和為0知，中1，由結(jié)構(gòu)示意圖知：晶體中每個(gè)被6個(gè)等距離的包圍。16．上世紀(jì)60年代，第一個(gè)稀有氣體化合物Xe[PtF6]被合成出來后，打破了“絕對惰性”的觀念。在隨后的幾年內(nèi)，科學(xué)家又相繼合成了氙的氟化物、氧化物等。(1)Pt與Ni在周期表中位于同一族，寫出基態(tài)Ni原子的核外電子排布式_______。(2)金屬Pt內(nèi)部原子的堆積方式與銅及干冰中的CO2相同，如圖(正方體)是Pt晶胞的示意圖，試說出Pt原子在晶胞中的位置_______。(3)稀有氣體(氡除外)中，只有較重的氙能合成出多種化合物，其原因可能是_______。A．氙的含量比較豐富B．氙的相對原子質(zhì)量大C．氙原子半徑大，電離能小D．氙原子半徑小，電負(fù)性大(4)已知XeO3分子中氙原子上有1對孤電子對，則XeO3為_______(填“極性”或“非極性”)分子。【答案】1s22s22p63s23p63d84s2正方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面心C極性【詳解】(1)Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則可寫出基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2；(2)銅的堆積模型為最緊密堆積，配位數(shù)為12，銅原子位于頂點(diǎn)和面心，與二氧化碳分子晶胞結(jié)構(gòu)相似，Pt原子在晶胞中的位置為正方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面心；(3)氙能合成出多種化合物，即發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則與F、O形成的化合物中，氙顯正化合價(jià)，答案為C；(4)XeO3分子中含有3個(gè)δ鍵和一個(gè)孤電子對，為三角錐形分子，結(jié)構(gòu)不對稱，為極性分子。17．已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號元素，A與B，C、D與E分別位于同一周期。A原子L層上有2對成對電子，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體X，CE、FA為電子數(shù)相同的離子晶體。(1)A元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式：_______。(2)X的化學(xué)名稱為_______。(3)試解釋工業(yè)冶煉D不以DE3而是以D2A3為原料的原因：______________。(4)CE、FA的晶格能分別為786kJ·mol-1、3401kJ·mol-1，試分析導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是_______。(5)F與B可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。F與B形成的離子化合物的化學(xué)式為_______；該離子化合物晶體的密度為ag·cm-3，則晶胞的體積是_______(只要求列出算式)?！敬鸢浮?s22p4六氟合鋁酸鈉Al2O3為離子晶體(或者離子化合物)，而AlCl3為分子晶體(或者共價(jià)化合物)CaO晶體中Ca2+、O2-帶的電荷大于NaCl晶體中Na+、Cl-帶的電荷CaF2【分析】已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號元素，A原子L層上有2對成對電子，所以A為O元素，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p4；由于B與A同周期且原子序數(shù)比A大，則B為F元素；B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體X，且C、D分別位于同一周期，所以X為Na3AlF6，即C是Na元素、D是Al元素；CE、FA為電子數(shù)相同的離子晶體，則E為Cl元素、F為Ca元素?！驹斀狻?1)根據(jù)分析，A為O元素，其基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4；(2)根據(jù)分析，X的化學(xué)式為Na3AlF6，名稱為六氟合鋁酸鈉；(3)因?yàn)锳l2O3為離子晶體，熔融狀態(tài)可導(dǎo)電，而AlCl3為分子晶體，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，故工業(yè)上工業(yè)冶煉Al不以AlCl3而是以Al2O3為原料；(4)根據(jù)分析，CE、FA分別為NaCl、CaO，其晶格能分別為786kJ·mol-1、3401kJ·mol-1，導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是因?yàn)镃a2＋和Cl－電子層結(jié)構(gòu)相同，O2－和Na＋電子層結(jié)構(gòu)相同，且Ca2＋、O2－帶的電荷數(shù)大于NaCl晶體中Na＋、Cl－，故NaCl晶格能低于CaO晶格能；(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，用均攤法進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)晶胞中鈣原子的個(gè)數(shù)＝×8+×6＝4(個(gè))，F(xiàn)原子位于晶胞內(nèi)部，未被其他晶胞共用，故F原子的個(gè)數(shù)為8，所以該化合物的化學(xué)式為CaF2。假設(shè)現(xiàn)有1molCaF2，其中含有NA個(gè)鈣離子，則含有個(gè)晶胞，再假設(shè)一個(gè)晶胞的體積為Vcm3，則1molCaF2的體積為×Vcm3，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系列關(guān)系式得×V×a＝78，解得該晶胞的體積V＝。18．A、B、C、D、E是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，B、C同周期，C的非金屬性在元素周期表中最強(qiáng)，A、D同主族、隔周期，E元素原子最外層的p能級電子數(shù)是最外層的s能級電子數(shù)的一半。A、B能形成常溫常壓下兩種液態(tài)化合物甲和乙，原子個(gè)數(shù)比分別為2：1和1：1.根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)甲、乙兩種化合物中含有非極性共價(jià)鍵的物質(zhì)的電子式是________