高中化学新人教版选择性必修2 第3章第3节金属晶体与离子晶体 作业

第3节金属晶体与离子晶体一、选择题：共13小题1．下列叙述错误的是()A．构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子B．金属晶体内部都有自由电子C．金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子D．同一类晶体中熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体2．(2021·湖北武汉高二月考)下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A．由分子间作用力结合而成，熔点低B．固态时或熔融后易导电，熔点在1000℃左右C．以共价键结合成三维骨架结构，熔点高D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电3．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是()A．金属镁的硬度大于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C．金属镁的熔点大于金属钠D．金属镁的硬度小于金属钙4．下列关于晶体的说法正确的是()A．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子B．晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子C．有金属光泽的晶体，一定是金属晶体D．根据晶体能否导电，可以判断晶体是否属于金属晶体5．下图为某金属的面心立方晶胞，则该金属的一个晶胞中实际拥有的微粒数为()A．3B．4C．7D．96．依据“电子气”理论的金属键模型，下列对于金属导电性随温度变化的解释，正确的是()A．温度升高，自由电子的动能变大，以致金属导电性增强B．温度升高，阳离子的动能变大，阻碍自由电子的运动，以致金属导电性减弱C．温度升高，自由电子互相碰撞的次数增加，以致金属导电性减弱D．温度升高，阳离子的动能变大，自由电子与阳离子间的吸引力变小，以致金属的导电性增强7．金属钠晶体的晶胞为体心立方晶胞()，晶胞的边长为a。假定金属钠原子为等径的刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r为()A．eq\f(a,2)B．eq\f(\r(3)a,4)C．eq\f(\r(3)a,2)D．2a8．(2021·河北冀州中学高三期中)碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测得该物质属于离子晶体，且有良好的超导性，下列K3C60的组成和结构分析正确的是()A．该物质分子式为K3C60B．K3C60的摩尔质量是837C．K3C60中的阴、阳离子通过静电引力相结合D．K3C60中既有离子键，又有共价键，在熔融状态下能导电9．如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是()A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同10．石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为CxK，其平面图形如图所示。x的值为()A．8B．12C．24D．6011．经研究证明，PCl5在固态时由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是()A．PCl5固体为分子晶体B．PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，且离子数之比为1∶1C．PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，且离子数之比为1∶1D．PCl5晶体具有良好的导电性12．(双选)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中不正确的是()A．该晶体属于离子晶体B．晶体的化学式为Ba2O2C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个13．一种离子晶体的晶胞如图所示。其中阳离子A以表示，阴离子B以表示。关于该离子晶体的说法正确的是()A．阳离子的配位数为8，化学式为ABB．阴离子的配位数为4，化学式为A2BC．每个晶胞中含4个AD．每个A周围有4个与它等距且最近的A二、非选择题：共2小题14．完成下列问题。(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，该合金储氢后的晶胞结构如图所示：1mol镧形成的该合金能储存________mol氢气。(2)镍铜合金具有优良的性能，其晶胞结构如图所示。若晶胞的边长为acm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为________。15．(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为__________。甲石墨晶胞乙石墨烯丙金刚石晶胞丁C60(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。1mol石墨烯中含有的六元环个数为__________，下列有关石墨烯的说法正确的是________________________________________________(填序号)。a．晶体中碳原子间全部是碳碳单键b．石墨烯中所有碳原子处于同一个平面内c．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力(3)金刚石晶胞如图丙所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为__________，原子空间利用率为__________。(4)石墨烯可转化为C60，C60的结构如图丁所示，该分子是由五边形和六边形碳环构成的球体，其中五边形碳环有12个，六边形碳环有__________个。一、选择题：共13小题1．下列叙述错误的是()A．构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子B．金属晶体内部都有自由电子C．金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子D．同一类晶体中熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体C[金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，故A、B正确，C错误；由于金属键的强度差别很大，不同金属晶体的熔、沸点相差较大，故D正确。]2．(2021·湖北武汉高二月考)下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A．由分子间作用力结合而成，熔点低B．固态时或熔融后易导电，熔点在1000℃左右C．以共价键结合成三维骨架结构，熔点高D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电B[由分子间作用力结合而成，熔点低，为分子晶体的特点，A错误；固态或熔融后能导电，熔点在1000℃左右，可能为金属晶体，B正确；以共价键结合成三维骨架结构，熔点高，是共价晶体的特点，C错误；固态时不导电，不符合金属晶体的特征，D错误。]3．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是()A．金属镁的硬度大于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C．金属镁的熔点大于金属钠D．金属镁的硬度小于金属钙C[镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因镁离子的半径比钠离子的小且所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁离子的半径比钙离子的小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。]4．下列关于晶体的说法正确的是()A．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子B．晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子C．有金属光泽的晶体，一定是金属晶体D．根据晶体能否导电，可以判断晶体是否属于金属晶体B[金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子；根据电荷守恒，晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨晶体。]5．下图为某金属的面心立方晶胞，则该金属的一个晶胞中实际拥有的微粒数为()A．3B．4C．7D．9B[根据均摊法计算：面心立方晶胞中有8个原子位于顶点，6个原子位于面心，所以晶胞中的原子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。]6．依据“电子气”理论的金属键模型，下列对于金属导电性随温度变化的解释，正确的是()A．温度升高，自由电子的动能变大，以致金属导电性增强B．温度升高，阳离子的动能变大，阻碍自由电子的运动，以致金属导电性减弱C．温度升高，自由电子互相碰撞的次数增加，以致金属导电性减弱D．温度升高，阳离子的动能变大，自由电子与阳离子间的吸引力变小，以致金属的导电性增强B[温度升高，自由电子和金属阳离子的动能均增加，金属阳离子对自由电子的阻碍作用增大，所以金属导电性减弱。]7．金属钠晶体的晶胞为体心立方晶胞()，晶胞的边长为a。假定金属钠原子为等径的刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r为()A．eq\f(a,2)B．eq\f(\r(3)a,4)C．eq\f(\r(3)a,2)D．2aB[如果沿着某一面的对角线对晶胞作横切面，可得如图所示的结构，其中AB为晶胞的边长，BC为晶胞的面对角线，AC为晶胞的体对角线。根据立方体的特点可知：BC＝eq\r(2)a，结合AB2＋BC2＝AC2得：r＝eq\f(\r(3)a,4)。]8．(2021·河北冀州中学高三期中)碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测得该物质属于离子晶体，且有良好的超导性，下列K3C60的组成和结构分析正确的是()A．该物质分子式为K3C60B．K3C60的摩尔质量是837C．K3C60中的阴、阳离子通过静电引力相结合D．K3C60中既有离子键，又有共价键，在熔融状态下能导电D[该物质属于离子晶体，K3C60为其化学式而非分子式，A错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，B错误；离子晶体中阴、阳离子通过静电作用相互结合，静电作用包括静电吸引力和静电排斥力，C错误；离子晶体中一定存在离子键，熔融状态下能导电，K3C60中的C原子间以共价键连接，D正确。]9．如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是()A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同D[NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，故A、B正确；结合题图可知，NaCl为面心立方结构，钠离子的配位数为6，CsCl为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确；NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的，故D错误。]10．石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为CxK，其平面图形如图所示。x的值为()A．8B．12C．24D．60A[可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元，每个钾原子被3个这样的正六边形共用，则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×eq\f(1,3)＋1＝3，该六边形内实际含有的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。]11．经研究证明，PCl5在固态时由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是()A．PCl5固体为分子晶体B．PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，且离子数之比为1∶1C．PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，且离子数之比为1∶1D．PCl5晶体具有良好的导电性C[由题意知，晶体由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，所以PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－按1∶1构成，为离子化合物，A、B项错误，C项正确；离子晶体中虽含有离子，但不能自由移动，不能导电，只有在熔融状态下或水溶液中才能导电，D项错误。]12．(双选)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中不正确的是()A．该晶体属于离子晶体B．晶体的化学式为Ba2O2C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个BC[图示晶体中含有Ba2＋和Oeq\o\al(2－,2)，则该晶体属于离子晶体，A项正确；根据晶胞结构计算Ba2＋、Oeq\o\al(2－,2)的个数均为4，则该晶体的化学式为BaO2，B项错误；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C项不正确，D项正确。]13．一种离子晶体的晶胞如图所示。其中阳离子A以表示，阴离子B以表示。关于该离子晶体的说法正确的是()A．阳离子的配位数为8，化学式为ABB．阴离子的配位数为4，化学式为A2BC．每个晶胞中含4个AD．每个A周围有4个与它等距且最近的AC[用均摊法可知，晶胞中含有阳离子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，阴离子显然是8个，故化学式为AB2，A、B项错误；每个A周围最近且等距离的A有12个(类似于干冰晶体)，D项错误。]二、非选择题：共2小题14．完成下列问题。(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，该合金储氢后的晶胞结构如图所示：1mol镧形成的该合金能储存________mol氢气。(2)镍铜合金具有优良的性能，其晶胞结构如图所示。若晶胞的边长为acm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为________。[解析](1)由晶胞结构知，1个晶胞中含有La的个数为8×eq\f(1,8)＝1，含有Ni的个数为8×eq\f(1,2)＋1＝5，因此该合金的化学式为LaNi5。1个晶胞中含有H2的个数为8×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＝3，因此1molLa形成的该合金能储存3molH2。(2)1个晶胞中含有铜原子个数为8×eq\f(1,8)＝1，镍原子个数为6×eq\f(1,2)＝3，故该合金的化学式为CuNi3，该晶胞的体积为a3cm3，则合金的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(64＋59×3,NA×a3)g·cm－3＝eq\f(241,a3NA)g·cm－3。[答案](1)3(2)eq\f(241,a3NA)g·cm－315．(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为__________。甲石墨晶胞乙石墨烯丙金刚石晶胞丁C60(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。1mol石墨烯中含有的六元环个数为__________，下列有关石墨烯的说法正确