高中人教版 (2019)第三章 晶体结构与性质第三节 金属晶体与离子晶体第1课时同步测试题

第1课时　金属晶体与离子晶体

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.下列关于晶体的说法正确的是(　　)。

A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C.共价晶体的熔点一定比金属晶体的高

D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

答案:A

解析:金属晶体中只有金属阳离子和自由电子,无阴离子。金属晶体的熔点相差比较大,金属钨的熔点(3410℃)高于晶体硅(1410℃),而金属汞的熔点(常温下呈液态)比白磷、碘等分子晶体的低。

2.萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是(　　)。

A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱

B.CaF2的熔、沸点较高,硬度较大

C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电

D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小

答案:C

解析:难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2一定是离子晶体;熔、沸点较高,硬度较大,也可能是共价晶体;固体不导电但熔融状态下可以导电,说明CaF2一定是离子晶体;CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小,只能说明CaF2是极性分子,不能说明CaF2一定是离子晶体。

3.依据“电子气”的金属键模型,下列对于金属导电性随温度变化的解释,正确的是(　　)。

A.温度升高,自由电子的动能变大,以致金属导电性增强

B.温度升高,自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞,以致金属导电性减弱

C.温度升高,自由电子互相碰撞的次数增加,以致金属导电性减弱

D.温度升高,自由电子间的吸引力变小,以致导电性增强

答案:B

解析:温度升高时,自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞,故温度越高,导电性越弱。

4.如下图,在氯化钠晶体中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间结构为(　　)。

A.十二面体 B.正八面体

C.正六面体 D.正四面体

答案:B

解析:首先要理解最近的离子在什么位置,以一个晶胞为例,处在体心位置上的Na+被六个面上的Cl-所包围,这6个Cl-离体心Na+最近,这六个面心的Cl-围成的空间几何构型为正八面体。

5.下列物质中,属于含有极性键的离子晶体的是(　　)。

A.CH3COOH

B.Na2O2

C.NaOH

D.MgCl2

答案:C

解析:CH3COOH中不含离子键,不属于离子晶体,A项不符合题意;Na2O2中含有离子键、非极性共价键,B项不符合题意;NaOH中含有离子键、极性共价键,C项符合题意;MgCl2只含离子键,D项不符合题意。

6.如图所示是从NaCl或CsCl的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              (　　)。

A.图(1)和(3) B.图(2)和(3)

C.图(1)和(4) D.只有图(4)

答案:C

解析:本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl的晶体结构。NaCl晶体中,每个Na+周围最邻近的Cl-有6个,构成正八面体;同理,每个Cl-周围最邻近的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图,C项正确。

7.合金是金属与一些非金属或其他金属在熔化状态下形成的一种熔合物,根据表中提供的数据,判断可以形成合金的是(　　)。

A.铝与硅 B.铝与硫

C.钠与硫 D.钠与硅

答案:A

解析:能发生反应的物质不能形成合金,故B、C项错误;钠的沸点远低于硅的熔点,当硅熔化时,钠已经变为气态,故它们不能形成合金,D项错误。

二、能力提升

1.(双选)金属键的强弱与金属原子的价电子数的多少有关,价电子数越多,金属键越强;与金属阳离子的半径大小也有关,金属阳离子的半径越大,金属键越弱。据此判断下列选项中金属的熔点逐渐升高的是(　　)。

A.K　Na　Li B.Na　Mg　Al

C.Li　Be　Mg D.Li　Na　Mg

答案:AB

解析:K、Na、Li原子的价电子数相同,金属阳离子的半径逐渐减小,K、Na、Li晶体中的金属键逐渐增强,熔点逐渐升高,A项正确;Na、Mg、Al原子的价电子数逐渐增多,金属阳离子的半径逐渐减小,Na、Mg、Al晶体中的金属键逐渐增强,熔点逐渐升高,B项正确;Be、Mg原子的价电子数相同,Be2+的半径比Mg2+的小,Be晶体中的金属键比Mg晶体中的强,Be晶体的熔点比Mg晶体的高,C项错误;Li、Na原子的价电子数相同,Li+的半径比Na+的小,Li晶体中的金属键比Na晶体中的强,Li晶体的熔点比Na晶体的高,D项错误。

2.有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6],经X射线衍射实验研究发现,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)6

B.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+距离最近的CN-为3个

答案:B

解析: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4×,含Fe3+的个数也为,含CN-的个数为12×=3,因此阴离子的化学式为[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+距离最近的CN-为6个。

3.(双选)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的强烈作用,在一定外力作用下,不因形变而消失

C.钙的熔、沸点分别高于钾的熔、沸点

D.温度越高,金属的导电性越好

答案:BC

解析: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;Ca2+所带的电荷数比K+所带的电荷数多,且Ca2+半径比K+半径小,故钙的金属键比钾的金属键强,故钙的熔、沸点分别高于钾的熔、沸点,C项正确;温度升高,金属的导电性减弱,D项错误。

4.(双选)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,下列有关说法中不正确的是(　　)。

A.该晶体属于离子晶体

B.晶体的化学式为Ba2O2

C.该晶体晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似

D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8个

答案:BD

解析:Ba是活泼金属,O是活泼非金属,两者形成的是离子化合物,A项正确;根据Ba2+和在晶胞中的位置,晶胞中含有Ba2+的个数为8×+6×=4,含个数为12×+1=4, 所以晶胞中Ba2+与的个数比为1∶1,该晶体的化学式为BaO2,B项错误;该晶体的晶胞与NaCl的晶胞结构相似,C项正确;与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+处于顶点和面心位置,则共有12个,D项错误。

5.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图,则图示结构内金属原子个数比为(　　)。

A.3∶2∶1 B.11∶8∶4

C.9∶8∶4 D.21∶14∶9

答案:A

解析:图a中所含原子的个数为12×+2×+3=6;图b中所含原子的个数为8×+6×=4;图c中所含原子的个数为8×+1=2。

6.下图表示一些晶体结构,请回答下列问题:

(1)代表金刚石的结构是　　　(填字母),其中每个碳原子与　　　　个碳原子距离最近。金刚石属于　　　晶体。 

(2)代表干冰的结构是　　　　(填字母),它属于　　　晶体,每个CO2分子与　　　　个CO2分子紧邻。 

(3)代表NaCl的结构是　　　　(填字母),每个Na+周围与它距离最近的Na+有　　　个。 

(4)代表CsCl的结构是　　　　(填字母),它属于　　　晶体,每个Cs+与　　　个Cl-紧邻。 

答案:(1)D　4　共价

(2)B　分子　12

(3)A　12

(4)C　离子　8

解析:根据晶体的结构特点可辨别图形所代表的物质。(1)金刚石的基本结构单元是正四面体,每个碳原子紧邻4个其他碳原子。(2)干冰的晶胞也是立方体结构,但在立方体的每个正方形的面心都有一个CO2分子,每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。(3)NaCl晶体的晶胞是立方体结构,每个Na+与6个Cl-紧邻,每个Cl-又与6个Na+紧邻,每个Na+(或Cl-)周围与它距离最近的Na+(或Cl-)有12个。(4)CsCl晶体的晶胞由Cs+、Cl-构成立方体结构,但Cs+组成的立方体中心有1个Cl-,Cl-组成的立方体中心有1个Cs+,每个Cl-与8个Cs+紧邻,每个Cs+与8个Cl-紧邻。

7.现有几组物质的熔点(℃)的数据:

据此回答下列问题。

(1)A组属于　　　　晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是　　　　。 

(2)B组晶体共同的物理性质是　　　(填序号)。 

①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性

(3)C组中HF熔点反常是由于　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)D组晶体可能具有的性质是　　　(填序号)。 

①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电

(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,解释其原因: 　　　　　　　　。 

答案:(1)共价　共价键

(2)①②③④

(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多

(4)②④

(5)D组晶体都为离子晶体且阴离子相同,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在阳离子所带电荷数相同的情况下,阳离子半径越小,离子晶体的熔点就越高