2024-2025学年新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质第2节第1课时金属晶体离子晶体课时分层作业含解析鲁科版选择性必修2

PAGE7-金属晶体离子晶体(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．金属晶体的形成是因为晶体中存在()A．金属离子间的相互作用B．金属原子间产生相互作用C．金属阳离子与自由电子间的相互作用D．金属原子与自由电子间的相互作用C[金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属键源于金属晶体中金属阳离子与自由电子间的强的相互作用。]2．下列有关离子晶体的叙述不正确的是()A．1mol氯化钠晶体中有6.02×1023个NaCl分子B．氯化钠晶体中，每个Na＋四周距离最近且相等的Cl－共有6个C．氯化铯晶体中，每个Cs＋四周紧邻8个Cl－D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－A[NaCl是离子化合物，其晶体中并不存在单独的“NaCl分子”，“NaCl”只表示阴、阳离子的个数比，表示晶体的组成。]3．下列物质形成的晶体中，属于含有极性共价键的离子晶体的是()A．AlCl3 B．KOHC．NaCl D．Na2O2B[AlCl3为共价化合物；KOH、NaCl、Na2O2均为离子化合物，形成的晶体均为离子晶体，KOH中含有离子键和极性共价键，NaCl中含有离子键，Na2O2中含有离子键和非极性共价键。综上，KOH形成的晶体为含有极性共价键的离子晶体。]4．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此推断下列各组金属熔、沸点凹凸依次，其中正确的是()A．Mg＞Al＞Ca B．Al＞Na＞LiC．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞AlC[电荷数：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金属阳离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，则A中熔、沸点：Al＞Mg，B中熔、沸点：Li＞Na，D中熔、沸点：Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。]5．下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试推断属于NaCl的晶体结构的图像为()B[由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知：A为ZnS的晶体结构，C、D为CsCl的晶体结构，只有B为NaCl的晶体结构。]6．(素养题)下图是金属晶体内部结构的简洁示意图细致视察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是()A．金属能导电是因为含有金属阳离子B．金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动C．金属能导电是因为含有电子且无规则运动D．金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用B[金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自由移动，在外加电场的作用下，自由电子定向移动，从而能够导电。]7．下列说法正确的是()A．硝酸钾和冰的熔化需克服相同类型的作用力B．氢化物HA的沸点比HB高，是因为1molHA分子中的H—A键断裂时汲取的能量比1molHB分子中的H—B键断裂时汲取的能量多C．离子晶体在熔融状态下能导电是因为晶体受热时离子键被减弱，形成了自由移动的离子D．非金属元素间只能形成共价化合物，金属和非金属元素间肯定形成离子化合物C[硝酸钾和冰的熔化需克服的作用力分别是离子键和分子间作用力，A错误；氢化物的沸点与分子间作用力有关，与共价键关系不大，B错误；离子晶体在熔融状态下能导电是因为晶体受热时离子键被减弱，形成了自由移动的离子，C正确；非金属元素间不肯定形成共价化合物，例如氯化铵是离子化合物，金属和非金属元素间也不肯定形成离子化合物，例如氯化铝是共价化合物，D错误。]8．萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，在氟化钙的晶胞中每个Ca2＋被8个F－包围，则每个F－四周距离最近的Ca2＋数目为()A．2 B．4C．6 D．8B[萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，F－为简洁立方积累，晶胞中Ca2＋数目比F－少一半，每个Ca2＋与8个F－配位，则每个F－与4个Ca2＋配位，B正确。]9．依据下表供应的数据，推断可以形成合金的是()金属或非金属钠铝铁硅硫熔点/℃97.8660.415351415112.8沸点/℃883246727502355444.6A.铝与硅 B．铝与硫C．钠与硫 D．钠与硅A[形成合金必需满意的条件是：熔融时不反应，且低熔点物质的沸点肯定高于高熔点物质的熔点。]10．X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，则下列推断不正确的是()A．晶格能：XCO3＞YCO3B．阳离子半径：X2＋＞Y2＋C．金属性：X＞YD．氧化物的熔点：XO＜YOA[碳酸盐的热分解温度与形成碳酸盐的金属元素的活泼性有关，金属越活泼，形成的盐越稳定，因此依据碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可推断出X的活泼性大于Y，即金属性：X＞Y，在周期表中，X位于Y的下面，阳离子半径：X2＋＞Y2＋，所以B、C选项正确。依据阳离子半径：X2＋＞Y2＋以及影响离子化合物晶格能、熔点、沸点的因素可知，晶格能：XCO3＜YCO3，氧化物的熔点：XO＜YO，A项错误，D项正确。]11．Al2O3的下列性质能用晶格能说明的是()A．Al2O3可用作耐火材料B．固态时不导电，熔融时能导电C．Al2O3是两性氧化物D．晶体Al2O3可以作宝石A[Al2O3中Al3＋和O2－所带电荷都比较多，半径又都很小，因此Al2O3的晶格能很大，熔点很高，故Al2O3可作耐火材料。]12．与一个离子(或原子)最邻近的离子(或原子)称为配位数。分析NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法正确的是()A．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阳离子的配位数相等C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为8和6D．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体，所以阴、阳离子的半径比相同A[NaCl和CsCl都是由离子构成的晶体，离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型离子晶体，故A正确；结合题图可知，NaCl中钠离子的配位数为6，CsCl中铯离子的配位数为8，故B、C错误；NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，由离子电子层越多，离子半径越大可知，钠离子的半径小于铯离子的半径，故D错误。]13．同类晶体物质熔、沸点的改变是有的，试分析下列两组物质熔点规律性改变的缘由：A组物质NaClKClCsCl熔点(K)10741049918B组物质NaMgAl熔点(K)317923933晶体熔、沸点的凹凸，确定于构成晶体微粒间的作用力的大小。A组晶体属__________晶体，晶体微粒之间通过__________相连，微粒之间的作用力由大到小的依次是________________。B组晶体属________晶体，价电子数由少到多的依次是________________，离子半径由大到小的依次是________________。金属键强度由小到大的依次为________________。[解析]A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故离子键越弱，熔、沸点越低，而Na＋、K＋、Cs＋离子半径渐渐增大，故离子键Na＋与Cl－、K＋与Cl－、Cs＋与Cl－的键能渐渐减小，熔沸点依次降低；而B组中为Na、Mg、Al，是金属晶体且为同一周期，价电子数依次增多，离子半径渐渐减小。因此金属原子核对外层电子束缚实力越来越大，形成金属键时，金属键越来越坚固，且熔、沸点依次上升。[答案]离子离子键NaCl＞KCl＞CsCl金属Na＜Mg＜AlNa＋＞Mg2＋＞Al3＋Na＜Mg＜Al14．镁、铜等金属的离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除降低熔点之外还有_______________________________________________________________________________________。(2)已知MgO的晶胞结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中的错误：________________________________________________________________________________________________。(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟花。燃放时，烟花发出五彩缤纷的光，请用原子结构的学问说明发光的缘由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Mg是第3周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点如下表所示：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183说明表中氟化物熔点差异的缘由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞结构相像，所以在晶体中每个Mg2＋四周应当有6个最邻近的O2－，每个O2－四周应当有6个最邻近的Mg2＋，依据此规律可得⑧应当改为表示O2－的黑色球。(4)在离子晶体中，离子半径越小，所带电荷数越多，则离子晶体的晶格能越大，熔、沸点越高。[答案](1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增加熔融盐的导电实力(2)⑧应为表示O2－的黑色球(3)基态原子中的电子获得能量后，向高能级跃迁，跃迁到高能级的电子处于一种不稳定的状态，会回到较低能级，并向外界释放能量(光能)(4)NaF与MgF2均为离子晶体，常温下为固体，SiF4常温下为气体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又Mg2＋的半径小于Na＋的半径，Mg2＋所带电荷数大于Na＋所带电荷数，所以MgF2的晶格能大于NaF，MgF2的熔点高于NaF[素养培优练]15．金晶体的晶胞结构如图所示，为面心立方最密积累。设金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，在立方体的各个面的对角线上，3个金原子彼此两两相切，M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是()A．金晶体每个晶胞中含有4个金原子B．金属键无方向性，金属原子尽可能实行密积累C．一个晶胞的体积是16eq\r(,2)d3D．金晶体的密度是eq\f(\r(,2)M,d3NA)C[在立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切，金原子的直径为d，故面对角线长度为2d，棱长为eq\f(\r(,2),2)×2d＝eq\r(,2)d，故C错误。]16．金属钠晶体属于体心立方密积累，其晶胞结构如图所示，试验测得钠的密度为ρ(g·cm－3)。已知钠的相对原子质量为a，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为()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[在体心立方晶胞中，位于体心的原子与位于八个顶点的原子相切，而位于八个顶点的原子之间不接触，故该晶胞边长为eq\f(4r,\r(3))cm，该晶胞中实际含有的钠原子数为2，则ρ＝eq\f(2a,NA·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))eq\s\up12(3))，化简后可得r＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(2a,NAρ))。]17．(双选)元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是()A．1个晶胞中所含离子总数为18B．X2＋的配位数为8，Y2－的配位数为4C．与每个X2＋距离最近且相等的X2＋共有12个D．该化合物的化学式为ZnSCD[元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数为2＋8＋18＝28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则Y是S元素。由晶胞结构可知，1个晶胞中所含离子总数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，A项错误；该化合物的化学式为ZnS，Y2－的配位数为4，X2＋的配位数也为4，B项错误；由晶胞结构可知，与顶点上每个X2＋距离最近且相等的X2＋在其面心，则共有12个，C、D项正确。]18．有一种蓝色晶体，化学式可表示为Mx[Fey(CN)6]，经X射线探讨发觉，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋分别占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()A．该晶体的化学式为M2[Fe2(CN)6]B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且相等的CN－有3个B[由题图可得出，晶体中阴离子的最小结构单元中Fe2＋的个数为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，Fe3＋的个数也为eq\f(1,2)，CN－的个数为12×eq\f(1,4)＝3，因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式为