2022-2023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 几种简单的晶体结构模型 第1课时 金属晶体与离子晶体课后习题 鲁科版选择性必修2.docx

1、第1课时金属晶体与离子晶体A级必备知识基础练1.下列离子晶体中阴、阳离子核间距最大的是()A.LiClB.NaBrC.KClD.KBr2.下列关于金属性质和原因的描述不正确的是()A.金属一般具有银白色光泽,是物理性质,与金属键没有关系B.金属具有良好的导电性,是因为金属晶体中共享了金属原子的自由电子,在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流C.金属具有良好的导热性能,是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞,传递了能量D.金属晶体具有良好的延展性,是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键3.下列关于NaCl晶体结构的说法正确的是()A.NaCl晶体中,每个Na+周围吸引的Cl-与每个C

2、l-周围吸引的Na+数目相等B.NaCl晶体中,每个Na+周围吸引1个Cl-C.NaCl晶胞中的质点代表一个NaClD.NaCl晶体中存在单个的NaCl分子4.下列关于金属晶体的六方最密堆积的结构型式的叙述中,正确的是()A.晶胞是六棱柱结构B.晶胞是六面体结构C.每个晶胞中含有6个原子D.每个晶胞中含有17个原子5.下列各组金属熔点高低顺序正确的是()A.MgAlCaB.AlNaLiC.AlMgCaD.MgBaAl6.下列关于晶格能的叙述正确的是()A.晶格能是气态原子形成1 mol离子晶体所释放的能量B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关C.晶格能是指相邻离子间的静电作用D.晶格能越大的离子

3、晶体,其熔点越高、硬度越大7.将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有()A.2种B.3种C.4种D.5种8.科学家通过X射线证明,MgO、CaO、NiO、FeO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。(1)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中的错误:_。(2)MgO是优良的耐高温材料,MgO的熔点比CaO的高,其原因是。9.(1)根据下列叙述判断,一定为金属晶体的是(填字母,下同)。A.由分子间作用力形成,熔点很低B.由共价键结合形成立体三维骨架结构的晶体,熔点很高C.固体有良好的导电性、导热性和延展性(2)同类晶体物质熔、

4、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:A组物质NaClKClCsCl熔点/K1 0741 049918B组物质NaMgAl熔点/K370922933晶体熔、沸点的高低,取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组物质是晶体。B组物质是晶体,价电子数由少到多的顺序是,粒子半径由大到小的顺序是。B级关键能力提升练以下选择题中有12个选项符合题意。10.下列叙述错误的是()A.金属单质或其合金在固态和液态时都能导电B.晶体中存在离子的一定是离子晶体C.金属晶体中的自由电子为整块晶体所共有D.钠比钾的熔点高是因为钠中金属阳离子与自由电子之间的作用力强11.已知金属钠能与两种卤族元素

5、形成化合物Q、P,它们的晶格能分别为923 kJmol-1、786 kJmol-1,下列有关说法不正确的是()A.Q的熔点比P的高B.若P是NaCl,则Q一定是NaFC.Q中键长较大D.若P是NaCl,则Q可能是NaBr12.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c分别代表这三种堆积方式形成的晶胞结构,则晶胞a、b、c内金属原子个数比为()A.321B.1184C.984D.2114913.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.a2B.3a4C.3a2D.2a14.如图所示为Na

6、Cl和CsCl的晶胞结构,下列说法错误的是()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C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数均为6D.NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同15.有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)6,经X射线研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体棱上。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MFe3(CN)6B.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+

7、距离最近且等距离的CN-为3个16.下列叙述不正确的是()A.Li2S晶胞结构如图1,S2-的配位数是8B.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图2,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为31C.氯化钠晶胞如图3,离钠离子最近的钠离子有6个D.铜与氧元素形成的晶胞如图4,晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(12,12,12),则d的坐标参数为(34,34,14)17.Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。若已知Al的原子半径为d cm,NA代表阿伏加德罗常数的值,Al的相对原子质量为M,请回答:(1)晶胞中一个

8、Al原子周围最近的Al原子个数为,一个晶胞中Al原子的数目为。(2)该晶体的密度为(用字母表示) gcm-3。18.ZnS、NaCl、CsCl、CaF2分别代表四种常见的离子晶体结构模型,根据图示回答下列问题:(1)试写出图中三种结构分别对应的化学式:图甲、图乙、图丙。在这三种晶体中,每个阳离子周围的阴离子在空间构成的空间构型分别为。(2)在NaCl、CsCl晶体中,每个Cl-的周围与它等距离且最近的Cl-分别有个、个。(3)下图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(填字母)。A.和B.和C.和D.只有C级学科素养拔高练19.回答

9、下列问题:(1)CaC2晶体的晶胞结构如图所示,CaC2晶体中含有哑铃形C22-,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为。(2)已知CaO晶体密度为a gcm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则CaO晶胞体积为cm3。(3)MgO具有NaCl型晶体结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为 nm。MnO也属于NaCl型晶体结构,晶胞参数为a=0.448 nm,则r(Mn2+)为 nm。第1课时金属晶体与离子晶体1.D三种阳离子Li+、Na+、K+都是碱金属离子,随核电荷数的增

10、加半径增大,故K+半径最大;两种阴离子Cl-、Br-是同主族元素形成的离子,Br-电子层数多,半径较大。综上所述,核间距最大的是KBr。2.A金属中的自由电子吸收了可见光,又把各种波长的光大部分再反射出来,因而金属一般显银白色光泽,A项错误。3.A氯化钠晶体中,每个Na+周围吸引6个Cl-,每个Cl-周围吸引6个Na+;NaCl晶体中的质点表示Na+或Cl-;NaCl晶体中不存在单个NaCl分子。4.B金属晶体的六方最密堆积的晶胞是平行六面体结构(),每个晶胞中含有的原子数为416+4112+1=2。5.C离子所带电荷数:Al3+Mg2+=Ca2+=Ba2+Li+=Na+,金属阳离子半径:r(

11、Ba2+)r(Ca2+)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)r(Li+),故C正确,A错误,B中LiNa,D中AlMgBa。6.D晶格能是将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量,晶格能不仅与形成晶体的离子半径有关,还与离子所带电荷的多少有关。晶格能越大,晶体的熔点越高,硬度也越大,所以D项正确。7.CNa是金属晶体,熔化时破坏的是金属键;Na2O是离子晶体,熔化时破坏的是离子键;NaOH是离子化合物,熔化时断裂的是离子键;Na2S是离子化合物,熔化时断裂的是离子键;Na2SO4是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。故上述五种物质分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有4种

12、。8.答案(1)空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;8号空心球应改为实心球(2)Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能大解析(1)Mg2+的半径小于O2-,故空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;图中黑、白球应该交替出现,故8号球应为实心球。(2)MgO与CaO的离子所带电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。9.答案(1)C(2)离子金属NaMgMgAl解析(1)A项属于分子晶体;B项属于共价晶体;C项是金属的通性。(2)A组物质为离子晶体。B组物质为金属晶体,是由金属键结合而成的,价电子数排列顺序:NaMgMgAl。10.B离子晶体中存在阴、阳离子,而在金属晶体中

13、存在金属阳离子和自由电子,所以B错误;自由电子在整块金属中可自由移动,为整块晶体所共有,所以C正确;金属晶体的熔点高低取决于金属键的强弱,金属键越强,金属晶体的熔点越高,反之,越低,所以D正确。11.CDQ的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔点比P高,A项正确;因F-的半径比Cl-的小(其他卤素离子的半径比Cl-的大),故NaF的晶格能大于NaCl的,故B项正确,D项错误;因Q、P中成键离子所带电荷数相同,故二者晶格能的差异是由键长决定的,晶格能越大,表明键长越小,C项错误。12.Aa晶胞中,顶点的微粒被6个晶胞共用,所以a中原子个数为1216+212+3=6;b中原子个数为818+612=4;c

14、中原子个数为818+1=2。13.B如果沿着某一体对角线对晶胞进行切割,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=2a,结合AB2+BC2=AC2得:r=3a4。14.CDNaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数比都为11,则都属于AB型离子晶体,故A正确、B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C错误;NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体,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的阳离子与阴离子的半径比,故D错误

15、。15.B由题图可推出,晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2+的个数为418=12,含Fe3+的个数也为12,CN-的个数为1214=3,因此阴离子为Fe2(CN)6-,则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6,由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1价,故B项正确;由题图可看出与每个Fe3+最近且距离相等的CN-为6个。16.CLi+与S2-的个数比为21,则Li+与S2-的配位数之比为12,由Li2S的晶胞结构可知,Li+的配位数为4,则S2-的配位数是8,A正确;用切割法可知,晶胞中Ni原子的个数为818=1,Cu原子的个数为612=3,则晶胞中铜原子与镍原子的数量比为31,B

16、正确;以1个顶点Na+为研究对象,在题图晶胞中离其最近的Na+为位于面心上的3个Na+,由于顶点Na+为8个晶胞共有,面心Na+为2个晶胞共有,则氯化钠晶胞中离钠离子最近的钠离子有832=12个,C错误;晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部,由晶胞可知Cu位于体对角线上、与体心O的距离为体对角线的14,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(12,12,12),则d的坐标参数为(34,34,14),D正确。17.答案(1)124(2)M42d3NA解析(1)该晶胞中,一个Al原子周围最近的Al原子个数为12,一个晶胞中Al原子的数目为818+612=4。(2)利用公式求金属晶体的密度,关键是找出正

17、方体晶胞的边长。本题中面对角线的长度为4dcm,然后根据边长的2倍等于面对角线的长度可求得晶胞正方体的边长,进而根据公式=mV计算可得晶体密度。18.答案(1)CsClNaClZnS立方体、正八面体、正四面体(2)126(3)C解析在ZnS晶体中,阴、阳离子的配位数都是4,故图丙可表示该晶体结构,在Zn2+周围的S2-构成正四面体结构;在NaCl晶体中,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+,故图乙可表示该晶体结构,在Na+周围的6个Cl-形成正八面体,每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有12个;在CsCl晶体中,每个Cs+周围的8个Cl-形成立方体,图甲可表示该晶体结构,

18、设定图甲中心离子为Cl-,该Cl-周围与它等距离且最近的Cl-位于该立方体前、后、左、右、上、下的6个立方体的体心。(3)根据NaCl和CsCl两种典型离子晶体的结构特点分析图示。图中与黑球最近的白球有6个,图为简单立方结构,故和应表示NaCl的晶体结构。图中与黑球最近的白球有8个,图为体心立方结构,故和应表示CsCl的晶体结构。19.答案(1)4(2)224aNA(3)0.1480.076解析(1)一个Ca2+吸引6个C22-,由于晶胞沿一个方向拉长,结合题图可知,1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个。(2)由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子,因此CaO晶胞体积为456NAacm3=224aNAcm3。(3)因为O2-采用面心立方最密堆积方式排列,所以晶胞面对角线长度是O2-半径的4倍,则有4r(O2-)2=2a2,解得r(O2-)=240.420nm0.148nm;MnO也属于NaCl型晶体结构,根据晶胞的结构可得2r(Mn2+)+2r(O2-)=a,代入数据解得r(Mn2+)=0.076nm。