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。