学业分层测评(十二)　金属晶体与离子晶体

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．离子晶体不可能具有的性质是(　　)

A．较高的熔、沸点 B．良好的导电性

C．溶于极性溶剂 D．坚硬而易粉碎

【解析】　离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。离子晶体溶于水或在熔融状态下，解离成自由移动的离子，可以导电。

【答案】　B

2．元素X的某价态离子Xn＋与N3－所形成晶体的结构单元如图所示，则Xn＋中n的值为(　　)

A．1　　 B．2

C．3 D．4

【解析】　晶胞中小黑点为12×1/4＝3，空心圆圈为8×1/8＝1，根据化学式中化合价代数和为0，则n＝1。

【答案】　A

3．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。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是(　　)

A．Mg＞Al＞Ca B．Al＞Na＞Li

C．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞Al

【解析】　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。

【答案】　C

4．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。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为(　　)

【解析】　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。

【答案】　B

5．金属的下列性质中与金属晶体无关的是(　　)

A．良好的导电性 B．反应中易失电子

C．良好的延展性 D．良好的导热性

【解析】　A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的；B项，金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。

【答案】　B

6．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是(　　)

A．都可采取“紧密堆积”结构

B．晶体中都含有阳离子

C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体高

D．离子晶体都能导电

【解析】　A项中，金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶体均能形成紧密堆积结构；B项中，两类晶体都含有阳离子；C项中，离子晶体熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点是比较高的；D项中，离子晶体在固态时不导电。

【答案】　D

7．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)，则下列判断不正确的是(　　)

A．晶格能：XCO3＞YCO3

B．阳离子半径：X2＋＞Y2＋

C．金属性：X＞Y

D．氧化物的熔点：XO＜YO

【解析】　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，因此根据碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可判断出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。根据阳离子半径：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，D项正确。

【答案】　A

8．下图是金属晶体内部结构的简单示意图

仔细观察该结构，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

【解析】　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。

【答案】　B

9．Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是(　　)

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

【解析】　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。

【答案】　A

10．在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：

【导学号：66240027】

(1)配位数为8的是________堆积。

(2)配位数为________的是面心立方最密堆积。

(3)配位数为________的是________堆积。其中以…ABAB…方式堆积的________和以…ABCABC…方式堆积的________空间利用率相等，就堆积层来看，二者的区别是在第________层。

【答案】　(1)体心立方最密　(2)12　(3)12　六方最密　六方最密堆积　面心立方最密堆积　三

11．同类晶体物质熔、沸点的变化是有的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：

晶体熔、沸点的高低，决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顺序是________________。B组晶体属________晶体，价电子数由少到多的顺序是________________，离子半径由大到小的顺序是________________。金属键强度由小到大的顺序为________________。

【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＋离子半径逐渐增大，故离子键Na＋与Cl－、K＋与Cl－、Cs＋与Cl－的键能逐渐减小，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，因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大，形成金属键时，金属键越来越牢固，故熔、沸点依次升高，价电子数依次增多，离子半径逐渐减小。

【答案】　离子　离子键　NaCl＞KCl＞CsCl　金属　Na＜Mg＜Al　Na＋＞Mg2＋＞Al3＋　Na＜Mg＜Al

12．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为_____________________________________________________________。

(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是

_______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

(4)Cu2O的熔点比Cu2S的____________(填“高”或“低”)，请解释原因

_______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

【解析】　(1)Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2＋的过程中，失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子，故Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)从图中可以看出，阴离子在晶胞中的位置有四类：顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；(3)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N，N对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键；(4)Cu2O、Cu2S都是离子晶体，阳离子一样，阴离子半径：O2－＜S2－，Cu2O中的离子键比Cu2S中的强，故Cu2O的熔点高。

【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(2)4　(3)F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子　(4)高　Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同，阴离子所带电荷也相同，但O2－的半径比S2－小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高

[能力提升]

13．下列关于离子键的强弱与晶格能的大小关系的叙述中正确的是(　　)

A.离子键的强弱在一定程度上可用晶格能大小来衡量

B．晶格能的大小完全由离子键的强弱来决定

C．通常情况下，晶格能越大，离子键越弱

D．晶格能的大小与离子键的强弱没有任何关系

【解析】　离子晶体的熔点、沸点高低决定于离子键的强弱，而离子键的强弱可用晶格能的大小来衡量，晶格能∝，晶格能越大，则离子键越强。晶格能的大小除与离子键强弱有关外，还与晶体的结构型式有关。

【答案】　A

14．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示，下列有关说法不正确的是(　　)

A．δ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个

B．γ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个

C．α­Fe晶胞边长若为a cm，γ­Fe晶胞边长若为b cm，则α­Fe和γ­Fe两种晶体的密度比为b3∶a3

D．将铁加热到1 500 ℃后分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不同

【解析】　δ­Fe为体心立方，中心Fe与8个顶点上的Fe距离相等且最近，晶胞含铁原子1＋8×＝2；γ­Fe为面心立方，与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8×3×＝12，晶胞含铁原子8×＋6×＝4，则α­Fe和γ­Fe两种晶体的密度比为∶＝b3∶2a3，故C项不正确；由转化温度可以看出急速冷却和缓慢冷却分别得体心立方和面心立方两种不同类型的晶体，故D项正确，A、B项正确。

【答案】　C

15．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　)

A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．金属元素在一般化合物中只显正价

C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同

D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体

【解析】　A项，对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋。B项，金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价。C项，金属元素有的有变价，有的无变价，如Na＋。D项，金属汞常温下为液体。

【答案】　B

16．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

【导学号：66240028】

(1)Ni原子的核外电子排布式为________；

(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)；

(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、

________；

(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。

【解析】　(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl相同，而NaCl晶体中Na＋、Cl－的配位数都是6，所以，NiO晶体中Ni2＋、O2－的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×＝1，Ni：1＋8×＝5。所以该合金的化学式为LaNi5。

【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2

(2)＞　(3)6　6　(4)LaNi5

2017-2018年高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第2节 金属晶体与离子晶体学业分层测