必考点09 金属晶体 离子晶体-高二化学下学期期中期末必考题精准练（人教版选择性必修2）

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 必考点09 金属晶体 离子晶体

题型一 金属键、金属晶体的性质
例1．(2022·淄博高二检测)下图是金属晶体的“电子气”理论示意图。用该理论解释金属导电的原因是(　　)

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的电子作无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
【答案】B
【解析】“电子气”理论可以很好地解释金属的一些现象,如金属的导电、导热、延展性等。金属中含有金属阳离子和自由电子,在外加电场的作用下,自由电子定向移动形成电流。
例2．(2021·济南高二检测)下列有关金属的说法正确的是(　　)
A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B．金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C．金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强
D．金属晶体的堆积方式会影响金属的性质
【答案】D
【解析】因金属的价电子受原子核的吸引力小，则金属原
子中的价电子在金属晶体中为自由电子，而不是所有的核外电子，A错误；金属导电的实质是在外电场作用下自由电子定向移动而产生电流的结果，B错误；金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，C错误；金属晶体中原子的堆积方式会影响金属的性质，如延展性，D正确。
例3．(2022·烟台高二检测)（2022·山东·烟台市教育科学研究院高二期末）下列关于晶体结构或性质的描述正确的是
A．金属阳离子只能存在于离子晶体中
B．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C．共价晶体中共价键越强，熔点越高
D．分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态
【答案】C
【解析】A．金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，金属晶体中也含有金属阳离子，故A错误；
B．金属晶体的熔沸点差别很大，有的比共价晶体的熔点高，如W，有的比分子晶体的熔点低，如Hg，故B错误；
C．共价晶体熔化时破坏共价键，共价键键能越强，熔点越高，故C正确；
D．分子晶体的熔沸点低，常温下呈液态(如H2O)、气态(如CO2)、固态(如I2)，故D错误；
答案为C。
例4．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积,如图甲、乙、丙分别代表这三种堆积方式的单元结构,则甲、乙、丙三种单元内金属原子个数比为(　　)

A.1∶2∶1 B.3∶2∶1
C.9∶8∶4 D.21∶14∶9
【答案】B
【解析】由均摊思想可知,甲单元结构内金属原子的个数为3+2×1/2+12×1/6=6,乙单元结构内金属原子的个数为6×1/2+8×1/8=4,丙单元结构内金属原子的个数为1+8×1/8=2,则甲、乙、丙三种单元结构内金属原子个数比为3∶2∶1。

【解题技巧提炼】
1．金属键
(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。
(3)金属键的强弱和对金属性质的影响
①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。
特别提醒　金属键没有方向性和饱和性。
2．金属晶体
(1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。
(2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。
3．金属晶体的堆积方式
金属原子在二维平面中放置的两种方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——非
密置层和密置层
(1)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。分析上图非密置层的配位数是4，密置
层的配位数是6
(2)密置层放置，平面的利用率比非密置层的要高
4．金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型
堆积模型
采纳这种堆积
的典型代表
晶胞
配位数
空间利用率
每个晶胞
所含原子数
非密置层
简单立
方堆积
Po

6
52%
1
体心立
方堆积
Na、K、Fe

8
68%
2
密置层
六方最
密堆积
Zn、Ti、Mg

12
74%
2
面心立方
最密堆积
Cu、Ag、Au

12
74%
4
题型二、离子键、离子晶体的判断、结构和性质
例1．（2021·四川达州·高二期末）下列物质中，含有共价键的离子晶体是
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】A．溴单质是含有非极性键的分子晶体，故A不符合题意；
B．过氧化钠是含有离子键和非极性共价键的离子晶体，故B符合题意；
C．二氧化碳是只含有极性键的分子晶体，故C不符合题意；
D．氯化镁是只含有离子键的离子晶体，故D不符合题意；
故选B。

例2．（2022·云南·马关县第一中学校高二阶段练习）CaO的晶胞如下图所示,其中与Ca2+最近的O2-数为 (　　)

A.4 B.6
C.8 D.12
【答案】B
【解析】根据CaO的晶胞图示可知,与Ca2+最近的O2-有6个,分别位于Ca2+的前、后、左、右、上、下方位。
例3．（2022·山东聊城·高二期末）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是(　　)

A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B.与Ca2+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体
C.与Ca2+距离相同且最近的有4个
D.CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
【答案】B
【解析】CaC2晶体属于离子晶体,故有较高的熔点和较大的硬度,A正确;因为晶胞沿一个方向拉长,故和Ca2+距离相同且最近的只有4个(与拉长方向垂直的同一面上),4个构成的是正方形,B错;以Ca2+为中心,与之等距离且最近的是同一平面上的4个,C正确;该晶胞中含有Ca2+的个数=12×1/4+1=4,含有的个数=8×1/8+6×1/2=4,D正确。
例4．（2022·吉林·梅河口市第五中学高二期末）下列关于氯化铯晶体的叙述不正确的是( )
A.1 mol 氯化铯中有个CsCl分子
B.氯化铯晶体中，每个周围与它最近且等距离的有6个
C.氯化铯晶体的硬度较大是由于和存在着较强的离子键
D.每个晶胞中平均含有1个和1个
【答案】A
【解析】在氯化铯晶体中不存在CsCl分子，只存在和，化学式CsCl表示氯化铯晶体中和的个数比为1︰1

【解题技巧提炼】
1．离子键及其影响因素
(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
(2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。
特别提醒　离子键没有方向性和饱和性。
2．离子晶体及其物理性质
(1)概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较高，硬度较大。
②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
3．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞

NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。
(2)CsCl晶胞

CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：
①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。
②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。



题型一 金属键、金属晶体的性质
1．（2022·天津静海·高二阶段练习）下列关于金属及金属键的说法不正确的是
A．金属键不具有方向性和饱和性
B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性
【答案】C
【解析】A．金属键存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A项正确；
B．金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用，B项正确；
C．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，C项错误；
D．金属具有具有良好的延展性，受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，D项正确；
答案选C。

2．（2022·山东济宁·高二期中）下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是(　　)
A．由分子间作用力结合而成，熔点低
B．固态时或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右
C．以共价键结合成三维骨架结构，熔点高
D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电
【答案】B
【解析】由分子间作用力结合而成，熔点低，为分子晶体的特点，A错误；固态或熔融后能导电，熔点在1 000 ℃左右，可能为金属晶体，B正确；以共价键结合成三维骨架结构，熔点高，是共价晶体的特点，C错误；固态时不导电，不符合金属晶体的特征，D错误。

3．（2022·河北·石家庄一中高二期末）关于金属性质和原因的描述正确的是
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，电子与电子间传递了能量，与金属阳离子无关
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破坏了金属键
【答案】B
【解析】A、金属一般具有银白色光泽是由于金属键中的自由电子在吸收可见光以后，发生跃迁，成为高能态，然后又会回到低能态，把多余的能量以可见光的形式释放出来的缘故，所以金属一般具有金属光泽与金属键有关系，故A错误；B、金属内部有自由电子，当有外加电压时电子定向移动，故B正确；C、金属自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故C错误；D、当金属晶体受到外力作用时，金属正离子间滑动而不断裂，所以表现出良好的延展性，故D错误；故选B。
4．（2022·黑龙江·绥化市第一中学高二期中）要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　)
A．金属镁的硬度大于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属镁的熔点大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
【答案】C
【解析】镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因镁离子的半径比钠离子的小且所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁离子的半径比钙离子的小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。
题型二、离子键、离子晶体的判断、结构和性质
1．（2022·全国·高二课时练习）下表给出了几种氯化物的熔点和沸点。
物质
NaCl
MgCl2
AlCl3
CCl4
熔点/℃
801
708
190
-23
沸点/℃
1 413
1 418
180
77

关于表中4种氯化物有下列说法:
(1)AlCl3在加热时可升华
(2)CCl4属于分子晶体
(3)MgCl2的晶体属于离子晶体
(4)AlCl3是典型的离子晶体
其中正确的是(　　)
A.只有(1)和(2) B.只有(3)
C.只有(1)(2)(3) D.全部一致
【答案】C
【解析】根据各物质的熔、沸点判断,NaCl和MgCl2是离子晶体,AlCl3和CCl4为分子晶体;AlCl3的沸点低于熔点,所以易升华。
2．（2022·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）根据下图推测,若CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为　　　　,每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为　　　　,距离为　　　　;每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为　　　　　,距离为　　　　;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为　　　　。 

【答案】6　12　a　8　a　8
【解析】根据左图的晶体结构分析,以体心的Cs+为研究对象,每个Cs+周围距离为a的Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位,即6个;每个与其次近(距离为a)的Cs+分别位于通过体心Cs+的3个切面的大正方形的顶点,个数为4×3=12;与其第三近(距离为a)的Cs+分别位于大立方体的8个顶点上;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8。

3．（2022·河南辉县第一中学高二阶段练习）如图表示NaCl晶体的一个晶胞,直线交点处的圆圈表示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)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶胞结构示意图。
(2)在NaCl晶体中,在每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有　　　　个。 
(3)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。根据(1)中画出的NaCl的晶胞结构示意图分析,一个晶胞中Cl-的个数等于　　　　,即　　　　　　　　(填计算式);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ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。则NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离为　　　　　　　 cm。 
【答案】(1)答案不唯一,合理即可

(2)12
(3)4　12×+1=4　4　8×+6×=4
(4)
【解析】(1)根据题意可画出NaCl的晶胞结构示意图如下:
(或其他合理的情况)
(2)根据(1)中画出的NaCl晶胞结构示意图分析,每个Na+的周围最接近且距离相等的Na+共有12个。
(3)根据(1)中画出的NaCl晶胞结构示意图分析,在一个NaCl晶胞中,含Cl-的个数为12×+1=4;含Na+的个数为8×+6×=4。
(4)设Cl-与Na+中心之间的最近距离为a cm,则两个最近的Na+中心之间的距离为a cm,根据·NA=M,则a=。所以Na+间的最近距离为 cm。


1．（2022·全国·高二期末）2．由单质形成的晶体一定不存在的微粒是
A．原子 B．分子 C．阴离子 D．阳离子
【答案】C
【解析】由单质形成的晶体可能有：硅、金刚石(原子晶体)，S8、Cl2(分子晶体)，Na、Mg(金属晶体)，在这些晶体中，构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属阳离子和自由电子，构成离子晶体的微粒是阴、阳离子，但离子晶体不可能是单质，故选C。
2．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是
A．易传热 B．加工易变性但不碎
C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽
【答案】C
【解析】A．金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故A正确；
B．金属有延展性，加工易变形，发生形变时，自由电子仍然可以在金属子离子之间流动，使金属不会断裂破碎，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故B正确；
C．金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关，金属的化学性质比较活泼，容易被空气中的氧气所氧化，故金属易锈蚀不能用金属晶体结构加以解释，故C错误；
D．自由电子很容易被激发，所以它们可以吸收许多光并发射各种可见光，所以大部分金属为银白色，能用金属晶体结构加以解释，即能用金属键理论解释加以解释，故D正确；
故选C。
3．下列关于晶体的说法正确的是(　　)
A．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子
B．晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子
C．有金属光泽的晶体，一定是金属晶体
D．根据晶体能否导电，可以判断晶体是否属于金属晶体
【答案】B
【解析】金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子；根据电荷守恒，晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨晶体。
4．银是导电性最好的金属材料，银能导电的原因是（ ）
A．金属银晶体中银离子与自由电子间的相互作用力较大
B．银晶体中的自由电子在外加电场的作用下可发生定向移动
C．银晶体中的银离子在外加电场的作用下可发生定向移动
D．银晶体在外加电场作用下可失去电子
【答案】B
【解析】组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下电子可发生定向移动，故能导电，与金属阳离子无关，故答案选B。
5．下图是金属晶体内部电子气理论图：

电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是(　　)
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
【答案】C
【解析】金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A项错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子碰撞，从而发生热的传导，B项错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D项错误。
6．仔细观察下图，这种堆积方式是：

A．简单立方堆积 B．体心立方堆积
C．六方最密堆积 D．面心立方最密堆积
【答案】C
【解析】由图可知，该晶胞中原子的堆积方式为ABABAB型，属于六方最密堆积，故C正确；
故选：C。
7．金属原子在二维空间里的放置有下图所示的两种方式，下列说法中正确的是

A．图(a)为非密置层，配位数为6 B．图(b)为密置层，配位数为4
C．图(a)在三维空间里堆积可得镁型和铜型 D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
【答案】D
【解析】A.把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起，金属晶体是一种“巨型分子”，故A正确；B.把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整快晶体的“电子气”，被所有原子所共有，故B正确；C.金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方52%，体心立方68%，面心立方为74%．因此简单立方的空间利用率最低，面心立方空间利用率最高，故C正确；D. 金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方52%，体心立方68%，面心立方为74%，因此简单立方的空间利用率最低，面心立方空间利用率最高，故D错误；故选D。
8．下列叙述正确的是

A．如图所示为面心立方体银的晶胞，其晶胞中有14个银原子
B．11号到18号元素位于元素周期表中同一周期，所以元素的电负性逐渐增大
C．固态时能导电的晶体一定是金属晶体
D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同
【答案】D
【解析】A．用均摊法计算可知，银的晶胞中有8×+6×=4个银原子，故A错误；
B．11号到17号元素位于元素周期表中同一周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以元素的电负性逐渐增大，但稀有气体元素的电负性不满足，故B错误；
C．固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，例如石墨能导电，但石墨不是金属晶体，故C错误；
D．在同一能级上运动的电子，其自旋状态不同，故其运动状态肯定不同，故D正确；
故选D。
9．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是

A．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12
B．空间利用率的大小关系为①Mg>Ca D．Mg>Ba>Al
【答案】C
【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+)，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。
A．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg，A错误；
B．通过分析可知，选项中熔、沸点：Li>Na，B错误；
C．通过分析可知，C正确；
D．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg>Ba，D错误；
答案选C。
13．下图为某金属的面心立方晶胞，则该金属的一个晶胞中实际拥有的微粒数为(　　)

A．3　　　　B．4　　　　C．7　　　　D．9
【答案】B
【解析】根据均摊法计算：面心立方晶胞中有8个原子位于顶点，6个原子位于面心，所以晶胞中的原子个数为8×＋6×＝4。
14．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是（ ）

A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积
B．图1~图4分别是简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积
C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4
D．图1~图4堆积方式的空间利用率大小关系是图1