2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)第1課時金屬晶體離子晶體課時分層作業(yè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE7-金屬晶體離子晶體(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．金屬晶體的形成是因為晶體中存在()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NaCl分子B．氯化鈉晶體中，每個Na＋四周距離最近且相等的Cl－共有6個C．氯化銫晶體中，每個Cs＋四周緊鄰8個Cl－D．平均每個NaCl晶胞中有4個Na＋、4個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、陽離子的個數(shù)比，表示晶體的組成。]3．下列物質(zhì)形成的晶體中，屬于含有極性共價鍵的離子晶體的是()A．AlCl3 B．KOHC．NaCl D．Na2O2B[AlCl3為共價化合物；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鍵，NaCl中含有離子鍵，Na2O2中含有離子鍵和非極性共價鍵。綜上，KOH形成的晶體為含有極性共價鍵的離子晶體。]4．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(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高。由此推斷下列各組金屬熔、沸點(diǎn)凹凸依次，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的部分結(jié)構(gòu)圖。試推斷屬于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)的簡潔示意圖細(xì)致視察該結(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(yùn)動C．金屬能導(dǎo)電是因為含有電子且無規(guī)則運(yùn)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?。]7．下列說法正確的是()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，是因為1molHA分子中的H—A鍵斷裂時汲取的能量比1molHB分子中的H—B鍵斷裂時汲取的能量多C．離子晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電是因為晶體受熱時離子鍵被減弱，形成了自由移動的離子D．非金屬元素間只能形成共價化合物，金屬和非金屬元素間肯定形成離子化合物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錯誤；氫化物的沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與共價鍵關(guān)系不大，B錯誤；離子晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電是因為晶體受熱時離子鍵被減弱，形成了自由移動的離子，C正確；非金屬元素間不肯定形成共價化合物，例如氯化銨是離子化合物，金屬和非金屬元素間也不肯定形成離子化合物，例如氯化鋁是共價化合物，D錯誤。]8．螢石(CaF2)晶體屬于立方晶系，在氟化鈣的晶胞中每個Ca2＋被8個F－包圍，則每個F－四周距離最近的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)－為簡潔立方積累，晶胞中Ca2＋數(shù)目比F－少一半，每個Ca2＋與8個F－配位，則每個F－與4個Ca2＋配位，B正確。]9．依據(jù)下表供應(yīng)的數(shù)據(jù)，推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[形成合金必需滿意的條件是：熔融時不反應(yīng)，且低熔點(diǎn)物質(zhì)的沸點(diǎn)肯定高于高熔點(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)，則下列推斷不正確的是()A．晶格能：XCO3＞YCO3B．陽離子半徑：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，因此依據(jù)碳酸鹽的熱分解溫度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可推斷出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。依據(jù)陽離子半徑：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項錯誤，D項正確。]11．Al2O3的下列性質(zhì)能用晶格能說明的是()A．Al2O3可用作耐火材料B．固態(tài)時不導(dǎo)電，熔融時能導(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、陽離子個數(shù)比相同，所以陽離子的配位數(shù)相等C．NaCl和CsCl晶體中陽離子的配位數(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錯誤。]13．同類晶體物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的改變是有的，試分析下列兩組物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律性改變的緣由：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)的凹凸，確定于構(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依次是________________。B組晶體屬________晶體，價電子數(shù)由少到多的依次是________________，離子半徑由大到小的依次是________________。金屬鍵強(qiáng)度由小到大的依次為________________。[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＋離子半徑漸漸增大，故離子鍵Na＋與Cl－、K＋與Cl－、Cs＋與Cl－的鍵能漸漸減小，熔沸點(diǎn)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，離子半徑漸漸減小。因此金屬原子核對外層電子束縛實力越來越大，形成金屬鍵時，金屬鍵越來越堅固，且熔、沸點(diǎn)依次上升。[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，先制備無水氯化鎂，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，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)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，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)出五彩繽紛的光，請用原子結(jié)構(gòu)的學(xué)問說明發(fā)光的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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說明表中氟化物熔點(diǎn)差異的緣由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](2)因為氧化鎂與氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)相像，所以在晶體中每個Mg2＋四周應(yīng)當(dāng)有6個最鄰近的O2－，每個O2－四周應(yīng)當(dāng)有6個最鄰近的Mg2＋，依據(jù)此規(guī)律可得⑧應(yīng)當(dāng)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，從而增加熔融鹽的導(dǎo)電實力(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(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，為面心立方最密積累。設(shè)金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個面的對角線上，3個金原子彼此兩兩相切，M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯誤的是()A．金晶體每個晶胞中含有4個金原子B．金屬鍵無方向性，金屬原子盡可能實行密積累C．一個晶胞的體積是16eq\r(,2)d3D．金晶體的密度是eq\f(\r(,2)M,d3NA)C[在立方體的各個面的對角線上3個金原子彼此兩兩相切，金原子的直徑為d，故面對角線長度為2d，棱長為eq\f(\r(,2),2)×2d＝eq\r(,2)d，故C錯誤。]16．金屬鈉晶體屬于體心立方密積累，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，試驗測得鈉的密度為ρ(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)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頂點(diǎn)的原子相切，而位于八個頂點(diǎn)的原子之間不接觸，故該晶胞邊長為eq\f(4r,\r(3))cm，該晶胞中實際含有的鈉原子數(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)于該晶體的說法正確的是()A．1個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X2＋距離最近且相等的X2＋共有12個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個電子，為Zn元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，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項錯誤；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項錯誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，與頂點(diǎn)上每個X2＋距離最近且相等的X2＋在其面心，則共有12個，C、D項正確。]18．有一種藍(lán)色晶體，化學(xué)式可表示為Mx[Fey(CN)6]，經(jīng)X射線探討發(fā)覺，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CN－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4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，F(xiàn)e3＋的個數(shù)也為eq\f(1,2)，CN－的個數(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