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3.3.1金属晶体 离子晶体 课时作业(含答案)

1、第三节第三节 金属晶体与离子晶体金属晶体与离子晶体 第第 1 1 课时课时 金属晶体金属晶体 离子晶体离子晶体 题组一 金属键及金属晶体 1下列有关金属晶体的说法中正确的是( ) A金属晶体所有性质均与金属键有关 B最外层电子数少于 3 个的原子一定都是金属 C任何状态下都有延展性 D都能导电、传热 答案 D 解析 金属键只影响金属的物理性质,A 项错误;H、He 最外层电子数都少于 3 个,但它们 不是金属,B 项错误;金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质,在液态时,由于 金属具有流动性,不具备延展性,C 项错误;金属晶体中存在自由电子,能够导电、传热, D 项正确。 2关于金属性质

2、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,是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子,形成了“电子 气”,在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流,所以金属易导电 C金属具有良好的导热性能,是因为自由电子在受热后,加快了运动速率,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 答案 A 解析 金属具有金属光泽是由于金属中的自由电子吸收了可见光以后,发生跃近,成为高能 态,然后又回到低能态时,把多余的能量以可见光的形式释放出来,因而金属一般显银白色 光泽;

3、金属导电性是由于在外加电场下,电子气中的电子定向移动形成电流;导热性是由于 自由电子受热后与金属离子发生碰撞,传递能量;良好的延展性是由于原子层滑动时,金属 键未被破坏。 3物质结构理论推出:金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属 键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。据研究表明,一般地,金属原子的半径越小, 价电子数越多,则金属键越强。由此判断下列说法正确的是( ) A镁的硬度大于铝 B镁的熔、沸点低于钙 C镁的硬度大于钾 D钙的熔、沸点低于钾 答案 C 解析 Mg 的半径大于 Al 的半径,且价电子数小于 Al 的价电子数,所以金属键:MgAl,A 项错;而 Mg

4、与 Ca 为同一主族,价电子数相同,半径:MgK,故金属键:CaK,D 项错。 4下列生活中的问题,不能用电子气理论知识解释的是( ) A铁易生锈 B用金属铝制成导线 C用金箔做外包装 D用铁制品做炊具 答案 A 解析 铁易生锈,是因为铁中含有碳,易发生电化学腐蚀,与金属键无关,故 A 选;用金属 铝制成导线,是利用金属的导电性,金属中存在金属阳离子和自由电子,当给金属通电时, 自由电子定向移动而导电,能用金属键理论知识解释,故 B 不选;用金箔做外包装,是因为 有金属光泽,金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光,能用金属键理论知识解释,故 C 不选;用铁制品做炊具,是利用了金属的导热性,金

5、属容易导热是因为自由电子在运动时 经常与金属离子碰撞而引起能量的交换,能用金属键理论知识解释,故 D 不选。 题组二 离子晶体及性质 5有关离子晶体的下列说法中不正确的是( ) A离子晶体在熔融状态时都能导电 B离子晶体具有较高的熔、沸点,较大的硬度 C离子晶体中阴、阳离子个数比为 11 D氯化钠溶于水时离子键被破坏 答案 C 解析 在熔融状态下,离子晶体中存在自由移动的离子,故能导电,A 项正确;离子晶体具 有较高的熔、沸点和较大的硬度,B 项正确;离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同,C 项 不正确;氯化钠溶于水时,电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏,D 项正确。 6据所学知识判断 K

6、Cl、NaCl、CaO、BaO 四种离子晶体熔点的高低顺序是( ) AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaOKClNaCl DCaOBaONaClKCl 答案 D 7AB、CD、EF 均为 11 型离子化合物,根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是 ( ) AB CD EF 离子电荷数 1 1 2 键长(10 10m) 2.31 3.18 2.10 A.CDABEF BABEFCD CABCDEF DEFABCD 答案 D 8北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与 C60形成的球碳盐 K3C60,实 验测知该物质属于离子化合物,具有良好的超导

7、性。下列有关分析正确的是( ) AK3C60中只有离子键 BK3C60中不含共价键 C该晶体在熔融状态下能导电 DC60与 12C 互为同素异形体 答案 C 解析 首先判断球碳盐 K3C60中,在 K 与 C 之间有离子键。而 60 个 C 之间为共价键。所以 该晶体在熔融状态下能电离出 K , 所以能导电。 D 选项中的同素异形体应该对应由相同元素 组成的不同单质,12C 不是单质而是元素符号或者代表一个碳原子。 9元素 X、Y 和 Z 可结合形成化合物 XYZ3;X、Y 和 Z 的原子序数之和为 26;Y 和 Z 在同 一周期。下列有关推测正确的是( ) AXYZ3是一种可溶于水的酸,且

8、X 与 Z 可形成共价化合物 XZ BXYZ3是一种微溶于水的盐,且 X 与 Z 可形成离子化合物 XZ CXYZ3是一种易溶于水的盐,且 Y 与 Z 可形成离子化合物 YZ DXYZ3是一种离子化合物,且 Y 与 Z 可形成离子化合物 YZ2 答案 B 解析 由题目可知,XYZ3可能的物质有:HClO3、NaNO3、MgCO3。若 XYZ3为一种可溶于 水的酸 HClO3,XZ(HO)不能形成共价化合物,且 Y、Z 不在同一周期,A 项错;若 XYZ3为 MgCO3,微溶于水,则 XZ 可形成离子化合物 MgO,B 项正确;若 XYZ3为 NaNO3,是易溶 于水的盐,YZ(NO)不是离子化

9、合物,C 项错;若 XYZ3是离子化合物,YZ2为 NO2或 CO2, 均不是离子化合物,D 项错。 题组三 离子晶体晶胞的分析与应用 10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 正确的是( ) A该晶体属于离子晶体 B晶体的化学式为 Ba2O2 C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 8 个 答案 A 解析 晶体中含有 Ba2 和 O2 2,则该晶体属于离子晶体,A 正确;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、D 不正确;该氧 化物的 1

10、 个晶胞中含有 4 个 Ba2 和 4 个 O2 2,则晶体的化学式应为 BaO2,B 不正确。 11已知食盐的密度为 g cm 3,其摩尔质量为 M g mol1,阿伏加德罗常数为 N A,则在食 盐晶体中 Na 和 Cl的核间距大约是( ) A. 3 2M NA cm B. 3 M 2NA cm C. 3 2NA M cm D. 3 M 8NA cm 答案 B 解析 已知一个晶胞中有 4 个 Na 和 4 个 Cl, 且食盐晶体中 Na与 Cl的核间距的 2 倍正好 是晶胞的边长。设晶胞的边长为 a,故有a 3 M NA4,解得 a 3 4M NA,则 a 2 3 M 2NA cm。 12

11、已知 CsCl 晶体的密度为 g cm 3,N A为阿伏加德罗常数,相邻的两个 Cs 的核间距为 a cm,如图所示,则 CsCl 的相对分子质量可以表示为( ) ANA a3 B.NA a 3 6 C.NA a 3 4 D.NA a 3 8 答案 A 解析 该立方体中含 1 个氯离子, Cs 的个数为 81 81, 根据 V M NA知, MVNAa 3N A, 摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量 Mr a3NA,故选 A。 13.结合金属晶体的结构和性质,回答下列问题: (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

12、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)下列关于金属晶体的叙述正确的是_。 A常温下,金属单质都以金属晶体形式存在 B金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用,在一定外力作用下,不因形变而消失 C钙的熔、沸点高于钾 D温度越高,金属的导电性越好 .同类晶体物质熔、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 NaCl KCl CsCl 熔点/K 1 074 1 049 918 B 组物质 Na Mg Al 熔点/K 370 922 933 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,

13、 晶体中微粒之间通过_相连。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_。 答案 .(1)C (2)BC .离子 离子键 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)常温下,Hg 为液态,A 项错误;因为金属键无方向性,故金属键在一定范围内不因形变 而消失,B 项正确;钙的金属键强于钾,故钙的熔、沸点高于钾,C 项正确;温度升高,金 属的导电性减弱,D 项错误。 . A 组物质为离子晶体,离子之间通过离子键相结合。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。 14

14、镁、铜等金属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 主要作用除了降低熔点之外还有_。 (2)已知 MgO 的晶体结构属于 NaCl 型。某同学画出的 MgO 晶胞结构示意图如图所示,请改 正图中错误:_。 (3)Mg 是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表: 氟化物 NaF MgF2 SiF4 熔点/K 1 266 1 534 183 解释表中氟化物熔点差异的原因:_。 答案 (1)增大熔融盐中的离子浓度,从而增强

15、熔融盐的导电性 (2)应为黑色 (3)NaF 与 MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以 NaF 与 MgF2的熔点远比 SiF4的高,又因为 Mg2 的半径小于 Na 的半径,且 Mg2的电荷数大于 Na的电荷数,所以 MgF 2的离子键强度大于 NaF 的离子键强度,故 MgF2的熔点高于 NaF 的熔点 解析 (1)钠、 钾、 钙等氯化物在熔融盐中电离, 所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外, 还能够增大熔融盐中的离子浓度,增强导电性。(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞相似,所以在 晶体中每个 Mg2 周围应该有 6 个 O2,每个 O2周围应该有 6 个 Mg2,根据此规则可得 应

16、该改为黑色。 (3)物质的熔点与其晶体的类型有关, 如果形成的是分子晶体, 则其熔点较低, 而如果形成的是离子晶体,则其熔点较高,在离子晶体中,离子半径越小,电荷数越多,则 形成的离子键越强,所得物质的熔、沸点越高。三种物质中,氟化钠和氟化镁是离子晶体, 而氟化硅是分子晶体。 15如图所示,直线交点处的圆圈为 NaCl 晶体中 Na 或 Cl所处的位置。这两种离子在空间 三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。 (1)将其中代表 Cl 的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成 NaCl 晶体结构示意图。 (2)晶体中,在每个 Na 周围与它最近且距离相等的 Na共有_个。 (3)晶体中每一个重复的

17、结构单元叫晶胞。在 NaCl 晶胞中,正六面体的顶点上、面上、棱上 的 Na 或 Cl为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中 Cl的个数等于_,即(计 算式)_;Na 的个数等于_,即(填计算式)_。 (4)设 NaCl 的摩尔质量为 M g mol 1,NaCl 晶体的密度为 g cm3,阿伏加德罗常数为 N A。 NaCl 晶体中两个钠离子间的最近距离为_ cm。 答案 (1) (2)12 (3)4 81 86 1 24 4 12 1 414 (4) 2 3 M 2NA 解析 (4)设 Cl 与 Na的最近距离为 a cm,则两个最近的 Na间的距离为 2a cm,晶胞中有 4 个 NaCl,则aa 3 4 NAM,即 a 3 M 2NA,所以 Na 间的最近距离为 2 3 M 2NA cm。