新教材2024-2025學年高中化學第3章不同聚集狀態(tài)的物質與性質分層作業(yè)15金屬晶體與離子晶體魯科版選擇性必修2

第3章分層作業(yè)15金屬晶體與離子晶體A級必備學問基礎練1.下列離子晶體中陰、陽離子核間距最大的是()A.LiCl B.NaBrC.KCl D.KBr2.下列說法不正確的是()A.離子晶體可能全部由非金屬元素形成B.離子晶體中除含離子鍵外,還可能含有其他化學鍵C.金屬元素與非金屬元素形成的晶體不肯定是離子晶體D.熔化后能導電的晶體肯定是離子晶體3.下列關于NaCl晶體結構的說法正確的是()A.NaCl晶體中,每個Na+四周吸引的Cl-與每個Cl-四周吸引的Na+數(shù)目相等B.NaCl晶體中,每個Na+四周吸引1個Cl-C.NaCl晶胞中的質點代表一個NaClD.NaCl晶體中存在單個的NaCl分子4.下列關于金屬晶體的六方最密積累的結構型式的敘述中,正確的是()A.晶胞是六棱柱結構B.晶胞是六面體結構C.每個晶胞中含有6個原子D.每個晶胞中含有17個原子5.下列各組金屬熔點凹凸依次正確的是()A.Mg>Al>CaB.Al>Na>LiC.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al6.如圖是金屬晶體內部結構的簡潔示意圖,細致視察該結構,以下有關金屬能導電的理由正確的是()A.金屬能導電是因為含有金屬陽離子B.金屬能導電是因為含有的自由電子在外加電場作用下發(fā)生定向運動C.金屬能導電是因為含有電子且無規(guī)則運動D.金屬能導電是因為金屬陽離子和自由電子的相互作用7.將Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分別加熱熔化,須要克服相同類型作用力的物質有()A.2種 B.3種 C.4種 D.5種8.科學家通過X射線證明,MgO、CaO、NiO、FeO的晶體結構與NaCl的晶體結構相像。(1)某同學畫出的MgO晶胞結構示意圖如下圖所示,請改正圖中的錯誤:

。(2)MgO是優(yōu)良的耐高溫材料,MgO的熔點比CaO的高,其緣由是。

9.(1)依據(jù)下列敘述推斷,肯定為金屬晶體的是(填字母,下同)。

A.由分子間作用力形成,熔點很低B.由共價鍵結合形成立體三維骨架結構的晶體,熔點很高C.固體有良好的導電性、導熱性和延展性(2)同類晶體物質熔、沸點的改變是有規(guī)律的,試分析下列兩組物質熔點規(guī)律性改變的緣由:A組物質NaClKClCsCl熔點/K10741049918B組物質NaMgAl熔點/K370922933晶體熔、沸點的凹凸,取決于組成晶體微粒間的作用力的大小。A組物質是晶體。B組物質是晶體,價電子數(shù)由少到多的依次是,粒子半徑由大到小的依次是。

B級關鍵實力提升練以下選擇題中有1~2個選項符合題意。10.下列敘述錯誤的是()A.金屬單質或其合金在固態(tài)和液態(tài)時都能導電B.晶體中存在離子的肯定是離子晶體C.金屬晶體中的“自由電子”為整塊晶體所共有D.鈉比鉀的熔點高是因為鈉中金屬陽離子與自由電子之間的作用力強11.已知金屬鈉能與兩種鹵族元素形成化合物Q、P,它們的晶格能分別為923kJ·mol-1、786kJ·mol-1,下列有關說法不正確的是()A.Q的熔點比P的高B.若P是NaCl,則Q肯定是NaFC.Q中鍵長較大D.若P是NaCl,則Q可能是NaBr12.金屬晶體中金屬原子有三種常見的積累方式,a、b、c分別代表這三種積累方式形成的晶胞結構,則晶胞a、b、c內金屬原子個數(shù)比為()A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶913.視察表中數(shù)據(jù),下列說法錯誤的是()化合物MgOBaONH4NO3C2H5NH3NO3熔點/℃2800191817012A.離子晶體的熔點肯定高于分子晶體B.CaO的熔點介于1918~2800℃之間C.向離子晶體中引入有機基團可顯著降低其熔點D.離子晶體的熔點與離子所帶電荷數(shù)、離子半徑、是否含有機基團等因素都有關14.要使金屬晶體熔化必需破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點凹凸和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱。由此推斷下列說法正確的是()A.金屬鎂的熔點高于金屬鋁B.堿金屬單質的熔點從Li到Cs是漸漸上升的C.金屬鎂的硬度大于金屬鈣D.金屬鋁的硬度大于金屬鈉15.已知某金屬晶體的晶胞結構如圖所示,則與該晶胞中隨意一個頂點的原子距離相等且最近的原子數(shù)為()A.6 B.4C.8 D.1216.如圖所示為NaCl和CsCl的晶胞結構,下列說法錯誤的是()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C.NaCl和CsCl晶體中陽離子的配位數(shù)均為6D.NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,所以陽離子與陰離子的半徑比相同17.有一種藍色晶體[可表示為MxFey(CN)6],經(jīng)X射線探討發(fā)覺,它的結構特征是Fe3+和Fe2+相互占據(jù)立方體互不相鄰的頂點,而CN-位于立方體棱上。其晶體中陰離子的最小結構單元如圖所示。下列說法正確的是()A.該晶體的化學式為MFe3(CN)6B.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+距離最近且等距離的CN-為3個18.下列敘述不正確的是()A.Li2S晶胞結構如圖1,S2-的配位數(shù)是8B.某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖2,晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3∶1C.氯化鈉晶胞如圖3,離鈉離子最近的鈉離子有6個D.銅與氧元素形成的晶胞如圖4,晶胞中Cu勻稱地分散在立方體內部,a、b的坐標參數(shù)依次為(0,0,0)、(12,119.Al的晶體中原子的積累方式如圖甲所示,其晶胞特征如圖乙所示,原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示。若已知Al的原子半徑為dcm,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,Al的相對原子質量為M,請回答:(1)晶胞中一個Al原子四周最近的Al原子個數(shù)為,一個晶胞中Al原子的數(shù)目為。

(2)該晶體的密度為(用字母表示)g·cm-3。

20.ZnS、NaCl、CsCl、CaF2分別代表四種常見的離子晶體結構模型,依據(jù)圖示回答下列問題:(1)試寫出圖中三種結構分別對應的化學式:圖甲、圖乙、圖丙。在這三種晶體中,每個陽離子四周的陰離子在空間構成的空間結構分別為。

(2)在NaCl、CsCl晶體中,每個Cl-的四周與它等距離且最近的Cl-分別有個、個。

(3)下圖所示是從NaCl或CsCl晶體結構中分割出來的部分結構圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結構圖是(填字母)。

A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅱ和ⅢC.Ⅰ和Ⅳ D.只有ⅣC級學科素養(yǎng)拔高練21.回答下列問題:(1)CaC2晶體的晶胞結構如圖所示,CaC2晶體中含有啞鈴形C22-,使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2+四周距離最近的C(2)已知CaO晶體密度為ag·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則CaO晶胞體積為cm3。

(3)MgO具有NaCl型晶體結構(如圖),其中陰離子采納面心立方最密積累方式,X射線衍射試驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型晶體結構,晶胞參數(shù)為a'=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。

22.金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題:(1)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm,則熔點NiO(填“<”或“>”)FeO。

(2)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為、。

(3)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結構示意圖如圖所示。該合金的化學式為。

答案：1.D解析三種陽離子Li+、Na+、K+都是堿金屬離子,隨核電荷數(shù)的增加半徑增大,故K+半徑最大;兩種陰離子Cl-、Br-是同主族元素形成的離子,Br-電子層數(shù)多,半徑較大。綜上所述,核間距最大的是KBr。2.D解析離子晶體中不肯定含有金屬離子,如氯化銨晶體,A項正確;離子晶體中除含離子鍵外,還可能含有其他化學鍵,如銨鹽、NaOH、Na2O2等離子晶體中存在離子鍵和共價鍵,B項正確;金屬元素與非金屬元素形成的晶體不肯定是離子晶體,如AlCl3為分子晶體,C項正確;熔融狀態(tài)下能導電的晶體可能是金屬晶體或離子晶體,D項錯誤。3.A解析氯化鈉晶體中,每個Na+四周吸引6個Cl-,每個Cl-四周吸引6個Na+;NaCl晶體中的質點表示Na+或Cl-;NaCl晶體中不存在單個NaCl分子。4.B解析金屬晶體的六方最密積累的晶胞是平行六面體結構(),每個晶胞中含有的原子數(shù)為4×16+4×1125.C解析離子所帶電荷數(shù):Al3+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金屬陽離子半徑:r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,金屬鍵就越強,熔點越高,故C正確。6.B解析金屬中含有金屬陽離子和自由電子,在外加電場的作用下,自由電子定向移動,從而能夠導電。7.C解析Na是金屬晶體,熔化時破壞的是金屬鍵;Na2O是離子晶體,熔化時破壞的是離子鍵;NaOH是離子化合物,熔化時斷裂的是離子鍵;Na2S是離子化合物,熔化時斷裂的是離子鍵;Na2SO4是離子化合物,熔化時斷裂的是離子鍵。故上述五種物質分別加熱熔化,須要克服相同類型作用力的物質有4種。8.答案(1)空心球應為O2-,實心球應為Mg2+;8號空心球應改為實心球(2)Mg2+半徑比Ca2+小,MgO的晶格能大解析(1)Mg2+的半徑小于O2-,故空心球應為O2-,實心球應為Mg2+;圖中黑、白球應當交替出現(xiàn),故8號球應為實心球。(2)MgO與CaO的離子所帶電荷數(shù)相同,Mg2+半徑比Ca2+小,MgO晶格能大,熔點高。9.答案(1)C(2)離子金屬Na<Mg<AlNa>Mg>Al解析(1)A項屬于分子晶體;B項屬于共價晶體;C項是金屬的通性。(2)A組物質為離子晶體。B組物質為金屬晶體,是由金屬鍵結合而成的,價電子數(shù)排列依次:Na<Mg<Al,而粒子半徑排列依次:Na>Mg>Al。10.B解析離子晶體中存在陰、陽離子,而在金屬晶體中存在金屬陽離子和自由電子,所以B錯誤;自由電子在整塊金屬中可自由移動,為整塊晶體所共有,所以C正確;金屬晶體的熔點凹凸取決于金屬鍵的強弱,金屬鍵越強,金屬晶體的熔點越高,反之,越低,所以D正確。11.CD解析Q的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔點比P高,A項正確;因F-的半徑比Cl-的小(其他鹵素離子的半徑比Cl-的大),故NaF的晶格能大于NaCl的,故B項正確,D項錯誤;因Q、P中成鍵離子所帶電荷數(shù)相同,故二者晶格能的差異是由鍵長確定的,晶格能越大,表明鍵長越小,C項錯誤。12.A解析a晶胞中,頂點的微粒被6個晶胞共用,所以a中原子個數(shù)為12×16+2×1b中原子個數(shù)為8×18+6×12=4;c中原子個數(shù)為8×13.A解析離子晶體的熔點有高有低,不肯定都比分子晶體高,故A錯誤;Mg、Ca、Ba屬于同一主族,氧化物的組成結構相像,離子晶體熔點與離子所帶電荷數(shù)成正比、與離子半徑成反比,離子半徑:Mg2+<Ca2+<Ba2+,因此CaO的熔點應介于MgO和BaO之間,故B正確;依據(jù)題表中數(shù)據(jù)分析,C2H5NH3NO3的熔點低于NH4NO3,說明在NH4NO3中引入有機基團(—C2H5),熔點降低,故C正確;離子晶體的熔點與離子所帶電荷數(shù)成正比、與離子半徑成反比,引入有機基團也會對離子晶體的熔點產(chǎn)生影響,故D正確。14.CD解析鎂離子帶2個正電荷,而鋁離子帶3個正電荷,且鋁離子半徑小于鎂離子,所以鎂的金屬鍵比鋁弱,金屬鎂的熔點低于金屬鋁,故A錯誤;堿金屬都屬于金屬晶體,從Li到Cs金屬陽離子半徑增大,對外層電子束縛實力漸漸減弱,金屬鍵漸漸減弱,所以熔點漸漸降低,故B錯誤;因為鎂離子的半徑比鈣離子小,所以鎂的金屬鍵比鈣強,則金屬鎂的硬度大于金屬鈣,故C正確;因為鋁離子帶3個正電荷,而鈉離子帶1個正電荷,且鋁離子半徑小于鈉離子,所以鋁的金屬鍵比鈉強,則金屬鋁的硬度大于金屬鈉,故D正確。15.D解析與該晶胞中隨意一個頂點的原子距離相等且最近的原子共有12個。16.CD解析NaCl和CsCl都是由陰、陽離子通過離子鍵構成的晶體,陰、陽離子個數(shù)比都為1∶1,則都屬于AB型離子晶體,故A正確、B正確;結合題圖可知,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C錯誤;NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,但鈉離子半徑小于銫離子半徑,則NaCl的陽離子與陰離子的半徑比小于CsCl的陽離子與陰離子的半徑比,故D錯誤。17.B解析由題圖可推出,晶體中陰離子的最小結構單元中含F(xiàn)e2+的個數(shù)為4×18=12,含F(xiàn)e3+的個數(shù)也為12,CN-的個數(shù)為12×14=3,因此陰離子為Fe2(CN)6-,則該晶體的化學式只能為MFe18.C解析Li+與S2-的個數(shù)比為2∶1,則Li+與S2-的配位數(shù)之比為1∶2,由Li2S的晶胞結構可知,Li+的配位數(shù)為4,則S2-的配位數(shù)是8,A正確;用切割法可知,晶胞中Ni原子的個數(shù)為8×18=1,Cu原子的個數(shù)為6×12=3,則晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3∶1,B正確;以1個頂點Na+為探討對象,在題圖晶胞中離其最近的Na+為位于面心上的3個Na+,由于頂點Na+為8個晶胞共有,面心Na+為2個晶胞共有,則氯化鈉晶胞中離鈉離子最近的鈉離子有8×32=12個,C錯誤;晶胞中Cu勻稱地分散在立方體內部,由晶胞可知Cu位于體對角線上、與體心O的距離為體對角線的119.答案(1)124(2)M解析(1)該晶胞中,一個Al原子四周最近的Al原子個數(shù)為12,一個晶胞中Al原子的數(shù)目為8×18+6×1(2)利用公式求金屬晶體的密度,關鍵是找出正方體晶胞的邊長。本題中面對角線的長度為4dcm,然后依據(jù)邊長的2倍等于面對角線的長度可求得晶胞正方體的邊長,進而依據(jù)公式ρ=mV20.答案(1)CsClNaClZnS立方體、正八面體、正四面體(2)126(3)C解析在ZnS晶體中,陰、陽離子的配位數(shù)都是4,故圖丙可表示該晶體結構,在Zn2+四周的S2-構成正四面體結構;在NaCl晶體中,每個Na+四周有6個Cl-,每個Cl-四周有6個Na+,故圖乙可表示該晶體結構,在Na+四周的6個Cl-形成正八面體,每個Cl-四周與它等距離且最近的Cl-有12個;在CsCl晶體中,每個Cs+四周的8個Cl-形成立方體,圖甲可表示該晶體