2024届高三化学一轮复习（小题训练）-金属晶体与离子晶体

这是一份2024届高三化学一轮复习（小题训练）-金属晶体与离子晶体，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三化学轮复习 （小题训练）-金属晶体与离子晶体
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．X、Y、Z、 W均为元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大。已知：X与Y可形成原子个数比为11的化合物。Z、W简单离子的电子层结构相同。下列说法正确的是
A．若X为IA族时，Y不可能是第三周期VIA族元素
B．由X、Y、Z、 W四种元素不可能形成其原子个数比为1131的化合物
C．Z元素的离子半径一定小于W元素的离子半径
D．若X为IVA族元素时，X、Y两元素可形成含有共价键的离子化合物
2．下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小无关的是
①F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
②HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
③金刚石、碳化硅、晶体硅熔点逐渐降低   
④NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
A．仅② B．①④ C．②③ D．①②③
3．下列叙述正确的是(　　)
A．仅由非金属元素组成的化合物中可能含离子键
B．只有在标准状况下才有气体摩尔体积
C．石墨和金刚石互为同位素
D．原子最外层有2个电子的短周期元素都在ⅡA族
4．下列变化过程需克服共价键的是
A．二氧化硅熔化 B．冰融化 C．氯化钾熔化 D．钠熔化
5．钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，该类化合物具有特殊的理化性质，比如吸光性、电催化性等，其晶体结构如图所示。

下列说法不正确的是
A．该晶体为离子晶体
B．钛酸钙的化学式为
C．每个晶胞中含有8个
D．每个Ca²⁺周围距离最近且等距的有12个
6．某荧光材料由与组成，其摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值。其晶胞结构如图所示。下列叙述不正确的是

A．该晶体的化学式是XY
B．该晶胞参数为anm，则其晶体密度为
C．的配位数是4，的配位数也是4
D．若A点的原子坐标为，则B点的原子坐标为
7．由键能数据大小，不能解释下列事实的是
A．熔点： B．活泼性：
C．热稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅
8．核潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金作载热介质。有关说法中正确的是
A．该合金的熔点介于钠、铝之间 B．铝钠合金的良好传热性与自由电子有关
C．钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物 D．原子半径钠大于铝，金属键钠强于铝
9．钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。该合金吸收氢气后的晶胞如图1所示，每个氢被4个钛原子和2个铁原子包围。下列说法不正确的是

A．钛铁合金属于金属晶体，主要作用力为金属键
B．未吸收氢气时，钛铁合金的晶胞示意图为图2
C．钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个
D．图1中形成的金属氢化物的化学式：TiFeH2
10．某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法中错误的是

A．该铁的氧化物化学式为 B．距离Fe3+最近的有6个
C．晶体中的只能构成正四面体空隙 D．晶胞的边长为
11．下列叙述正确的是
A．O的电负性比S的大，可推断H2O分子的极性比H2S的极性大
B．Al(OH)3是两性氢氧化物，推测Be(OH)3也是两性氢氧化物
C．键能：B—Cl＞Al—Cl，所以BCl3的沸点高于AlCl3
D．Na、Cs处于同一主族，则NaCl、CsCl晶胞结构完全相同
12．关于用辉铜矿制备粗铜反应的相关说法正确的是

A．转化为基态，得到的电子填充在3d轨道上
B．和都是非极性分子
C．晶胞中位置如图所示，则一个晶胞中含有8个
D．标准状况下，每有参与反应，转移电子
13．下列物质的性质不能用化学键解释的是
A．金属铜具有导电性 B．氮气化学性质稳定
C．金刚石硬度大 D．碘单质常温为固体
14．几种工业上常见的晶体晶胞或结构(氟化钙，氯化铵，氯化铝)如图所示，下列说法正确的是

A．图1中正负离子的配位数分别为4和8
B．熔点：图2所示物质>图1所示物质
C．图3中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个
D．图3中只存在离子键
15．下列各组物质晶体类型相同的是
A．SO2和SiO2 B．CCl4和KCl
C．干冰和冰 D．晶体Si和单质Na

二、填空题
16．回答下列问题：
(1)解释硝酸铵固体溶于水吸热的原因_______。
(2)请把、、三种物质熔点由高到低排序，并说明原因_______。
17．二氧化碳、二氧化硅和氧化镁的晶体结构或晶胞如下图。

回答下列问题：
(1)每个晶胞a中平均含有_______个CO2分子。
(2)晶体b中粒子间作用力是_______，其中Si原子与Si-O键的数目比是_______。
(3)晶胞c中，O2-的配位数为_______。
(4)二氧化碳与二氧化硅比较，熔点较高的是_______(填化学式)。
18．回答下列问题：
(1)已知4种物质的熔点如下表：
物质
NaCl



熔点/℃
801
712
190
-68
的熔点远高于的原因是_______。
(2)请比较氮元素与氧元素的非金属性强弱：N_______O(填“>”、“＜”或“=”)，用一个化学方程式说明强弱关系_______。
19．回答下列问题：
(1)立方氮化硼(BN)是一种超硬材料，硬度仅次于金刚石；砷化镓(GaAs)是一种重要半导体材料，具有空间网状结构，比较立方氮化硼和砷化镓熔点的高低并说明理由：____。
(2)四种有机物的沸点数据如表：
物质
CH3OH
C2H6
CH3(CH2)9OH
CH3(CH2)9CH3
相对分子质量
32
30
158
156
沸点/℃
64.5
-88.6
228
196
CH3OH和C2H6沸点相差较大，CH3(CH2)9OH和CH3(CH2)9CH3沸点相差较小，原因是____。
20．回答下列问题：
(1)两种有机物的相关数据如表：
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是______。
(2)四种晶体的熔点数据如表：
物质
CF4
SiF4
BF3
AlF3
熔点/℃
-183
-90
-127
＞1000
CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是______。

参考答案：
1．D
【详解】A．若X为IA族时，Y是第三周期VIA族元素，为S元素，二者不能形成XY或X2Y2形化合物，故A错误；
B．X与Y可形成原子个数比为1:1的化合物，X与Y可能是C、H、Z、W简单离子的电子层结构相同，可能是O、Na，可能组成原子个数比为1:1:3:1的化合物为碳酸氢钠，故B错误；
C．Z、W简单离子的电子层结构相同，则Z为第2周期的后半段元素，W为第3周期前半段的元素，或Z为第3周期的后半段元素，W为第4周期前半段的元素，根据电子层结构相同的元素，核电荷数越大，离子半径越小，Z元素的离子半径一定大于W元素的离子半径，故C错误；
D．若X为IVA族的碳元素时，Y可能为钠元素，X、Y两元素可形成Na2C2，属于含有共价键的离子化合物，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】①F2、Cl2、Br2、I2都是分子晶体，通过分子间作用力结合。分子间作用力越大，晶体的熔点、沸点就越高。对于结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高。相对分子质量：F2 ②HF、HCl、HBr、HI的热稳定性的强弱与这几种元素的非金属性大小有关。元素的非金属性越强，其氢化物中含有的共价键就越强，断裂它消耗的能量就越高，氢化物就越稳定。非金属性：F>Cl>Br>I,所以稳定性：HF>HCl>HBr>HI，②正确；
③金刚石、碳化硅、晶体硅都是由原子通过共价键结合的原子晶体，共价键越强，破坏它使物质融化或汽化需要消耗的能量就越高，物质的熔沸点就越高。而共价键的强弱与形成共价键的原子半径的大小有关。原子半径越小，共价键就越强。原子半径：Si>C，所以键长：Si-Si>Si-C>C-C，故熔点逐渐降低，③正确；
④NaF、NaCl、NaBr、NaI都是通过离子键结合而成的晶体。离子键越强，熔沸点就越高。而离子键的强弱与离子所带电荷的多少盒离子半径有关。离子所带的电荷越多，离子半径越小，离子键就越强。其熔沸点就越高。离子键：NaF>NaCl>NaBr>NaI，所以熔沸点：NaF>NaCl>NaBr>NaI。与共价键无关，④错误；
与共价键的键能大小无关的是①④；
故选B。
3．A
【详解】A．仅由非金属元素组成的化合物中可能含离子键，如硝酸铵、氯化铵等，故A正确；
B．气体摩尔体积是指在一定温度和压强下单位物质的量的气体所具有的体积，即任温度和压强下都有气体摩尔体积，只是在标准状况下近似等于22.4L/mol，故B错误；
C．石墨和金刚石是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，故C错误；
D．原子最外层有2个电子的短周期元素除了在ⅡA族外，还有0族的He，故D错误；
故选A。
4．A
【分析】共价晶体熔化克服共价键，离子晶体熔化或电离均克服离子键，分子晶体发生三态变化只破坏分子间作用力，金属晶体熔化克服金属键，以此来解答。
【详解】A．二氧化硅是共价晶体，熔化克服共价键，故A符合题意；
B．冰融化克服的是分子间作用力，故B不符合题意；
C．氯化钾熔化克服的是离子键，故C不符合题意；
D．钠熔化克服金属阳离子和自由电子之间的金属键，故D不符合题意；
答案选A。
5．C
【详解】A．由晶胞结构可知，钛酸钙由Ca2+、Ti4+和O2-构成，属于离子晶体，故A正确；
B．由均摊法可知，1个晶胞中含有O2-的个数是=3，Ti4+的个数是1，Ca2+的个数为8 =1，则钛酸钙的化学式为，故B正确；
C．每个晶胞中含有8 =1个，故C错误；
D．由晶胞结构可知，以顶点为研究对象，在1个晶胞中Ca²⁺周围距离最近且等距的有3个，该顶点被8个晶胞共用，则每个Ca²⁺周围距离最近且等距的有=12个，故D正确；
故选C。
6．B
【详解】A．由晶胞图可知，1个晶胞中含有X2+的个数为，Y2-个数为4，X2+与Y2-个数比为1：1，因此该晶体的化学式是XY，故A项正确；
B．1个晶胞中含有4个XY，即1个晶胞的质量为，晶胞体积为，因此晶体密度，故B项错误；
C．由图可知，距离X2+最近且等距的Y2-有4个，距离Y2-最近且等距的X2+有4个，故C项正确；
D．若A点的原子坐标为，则原点位于左下前X2+的顶点，该晶胞自下至上可分为4层(X2+-Y2--X2+-Y2--X2+)，同理从左至右也可分为4层(X2+-Y2--X2+-Y2--X2+)，因此B点的原子坐标为，故D项正确；
综上所述，不正确的是B项。
7．A
【详解】A．是分子晶体，是共价晶体，所以熔点：，不能用键能数据大小来解释，故A符合题意；
B．中两个N原子之间以氮氮三键连接，中P原子之间以单键连接，三键的键能大于单键的键能，所以活泼性：吗，可以用键能数据大小来解释，故B不符合题意；
C．由于C原子半径小于Si原子半径，所以键长：C-HSi-H，热稳定性：，可以用键能数据大小来解释，故C不符合题意；
D．由于C原子半径小于Si原子半径，所以键长：C-CSi-Si，硬度：金刚石>晶体硅，可以用键能数据大小来解释，故D不符合题意；
故选A。
8．B
【详解】A．一般情况下，合金的熔点比各组分的熔点都低，则合金的熔点比钠、铝的熔点都低，故A错误；
B．铝钠合金属于金属晶体，温度高的区域自由电子的能量增大，运动速率加快，与金属离子的碰撞频率增加，自由电子把能量传递给金属离子，从而具有导热性，所以合金的良好传热性与自由电子有关，故B正确；
C．钠或铝形成的氧化物中过氧化钠属于过氧化物，氧化铝属于两性氧化物，都不是碱性氧化物，故C错误；
D．钠和铝形成的晶体都是金属晶体，钠原子的原子半径大于铝，价电子数小于铝，所以钠的金属键弱于铝，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．合金属于金属晶体，金属晶体的主要作用力为金属键，故A正确；
B．未吸收氢气时，钛位于立方体的顶点，铁位于体心，故B正确；
C．由图2可知，该晶体中每个Fe被8个Ti所形成的立方体包围，每个Ti亦被8个Fe所形成的立方体包围，即钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个，故C正确；
D．由图1可知，Ti位于晶胞的顶点和棱上，Fe位于晶胞内部，H位于体心和面上，因此每个晶胞中含有的Ti原子个数=8×+4×=2，含有的Fe原子个数=2，含有的H原子个数=10×+1=6，Ti：Fe：H=2：2：6=1：1：3，则理论上形成的金属氢化物的化学式：TiFeH3，故D错误；
故选D。
10．C
【分析】由A方块可知，位于顶点和体心的亚铁离子个数为4×+1=、位于体内的氧离子个数为4，B方块则位于顶点的亚铁离子个数为4×=，位于体内的铁离子和氧离子都为4，则由4个A方块和4个B方块组成的晶胞中亚铁离子、铁离子和氧离子的个数比为(+)×4：4×4：(4+4)×4=1：2：4，所以晶胞的化学式为。
【详解】A．由分析可知，铁的氧化物化学式为，故A正确；
B．由B方块可知，小立方体中位于顶点的铁离子与位于顶点的氧离子个数的距离最近，所以距离铁离子最近的氧离子有6个，故B正确；
C．由B方块可知，晶体中的氧离子构成正四面体空隙，由B方块可知，晶体中的氧离子构成正八面体空隙，故C错误；
D．由分析可知，晶胞中含有8个，设晶胞的边长为anm，由晶胞的质量公式可得：=10—21a3d，解得a=，故D正确；
故选C。
11．A
【详解】A．水分子和硫化氢分子的空间构型都为V形，由于氧元素的电负性大于硫元素，与硫化氢分子相比，水分子中成键电子对更偏向氧原子，成键电子对之间的排斥力大于硫化氢，所以键角大于硫化氢，分子的极性大于硫化氢，故A正确；
B．由对角线规则可知，氢氧化铝是是两性氢氧化物，所以氢氧化铍也是两性氢氧化物，故B错误；
C．氯化硼和氯化铝是结构相似的分子晶体，结构相似的分子晶体，分子的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，所以氯化硼的沸点小于氯化铝，故C错误；
D．氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子、每个氯离子周围有6个钠离子，而氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子、每个氯离子周围有8个铯离子，两者的晶体结构不同，故D错误；
故选A。
12．C
【详解】A．Cu+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10，Cu+转化为基态Cu，得到的电子填充在4s轨道上，A错误；
B．O2是非极性分子；SO2的空间构型是V型结构，分子中正负电荷中心不重合，故SO2是极性分子，B错误；
C．Cu2S晶胞中S2-位置如图所示，则一个晶胞中含有S2-数目为=4，由于Cu+和S2-的数目比为2:1，故一个晶胞中所含Cu+数目为8个，C正确；
D．用辉铜矿制备粗铜反应为Cu2S+O22Cu+SO2，在该反应中，Cu元素的化合价由+1价降为0价，O元素化合价由0价降为-2价，S元素化合价由-2价升至+4价，标准状况下，每有22.4L O2（即1mol）参与反应，转移电子是物质的量是6mol，D错误；
故选C。
13．D
【详解】A．金属铜具有导电性，是因为金属中自由电子和金属阳离子形成金属键，金属的导电性能用化学键解释，故不选A；    
B．氮分子内存在氮氮三键，键能大，所以氮气化学性质稳定，能用化学键解释，故不选B；
C．金刚石是原子晶体，碳原子间通过共价键结合，所以金刚石硬度大，能用化学键解释，故不选C；    
D．碘单质常温为固体，是因为碘分子间作用力大，与化学键无关，故选D；
选D。
14．C
【详解】A．由图1可知，晶胞中黑球个数为，白球个数为8，个数比为4:8=1:2，根据化学式CaF2可知，黑球代表Ca2+，白球代表F-，白球位于相邻的4个黑球所形成的正四面体的体心，因此，所示CaF2晶体中F-配位数为4，则Ca2+配位数为8，故A错误；
B．氯化铝是共价化合物，图2代表AlCl3，图1代表CaF2，是离子晶体，一般离子晶体的熔点高于共价晶体，故CaF2的熔点高于AlCl3，故B错误；
C．图3中与体心原子小黑球等距离且最近的顶点原子大黑球有8个，故C正确；
D．图3晶胞中大黑球个数为，白球个数为4，小黑球个数为1，根据氯化铵的化学式NH4Cl可知图3代表该物质，NH4Cl中铵根和氯离子间存在离子键，铵根内N和H原子间存在共价键，故D错误；
故选：C。
15．C
【详解】A．SO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，故A不同；
B．CCl4是分子晶体，CCl4中只含共价键，KCl是离子晶体，KCl中只含离子键，故B不同；
C．干冰是固态二氧化碳，干冰和冰都是分子晶体，故C相同；
D．晶体Si是原子晶体，只含共价键，单质Na是金属晶体，只含金属键，故D不同；
答案选C。
【点睛】根据晶体的类型和所含化学键的类型分析，离子化合物含有离子键，可能含有共价键，属于离子晶体；相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体，分子晶体是分子间通过分子间作用力构成的晶体。
16．(1)硝酸铵固体为离子晶体，溶于水离子键断裂吸收的能量大于、分别形成水合离子放出的能量，所以整体表现为吸热
(2)熔点：。形成内盐，类似于离子晶体，熔点升高；存在分子间氢键，只有分子间作用力，氢键强于分子间作用力，所以熔点：

【解析】(1)
硝酸铵固体为离子晶体，溶于水离子键断裂吸收的能量，、分别形成水合离子放出的能量，溶于水离子键断裂吸收的能量大于、分别形成水合离子放出的能量，所以整体表现为吸热。
(2)
能形成内盐，类似于离子晶体，熔点升高；存在分子间氢键，只有分子间作用力，氢键强于分子间作用力，所以熔点：。
17．(1)4
(2) 共价键 1：4
(3)6
(4)SiO2


【详解】（1）晶胞a表示的是CO2晶体，对于CO2晶体，CO2分子位于晶胞的顶点和面心上，则每个晶胞中含有的的CO2分子数目是8×+6×=4；
（2）晶胞b表示的是SiO2共价晶体，每个Si原子与4个O原子形成4个Si-O共价键，每个O原子与2个Si原子形成2个Si-O共价键，则晶胞中含有的Si原子与Si-O共价键的个数比是1：4；
（3）晶胞c是MgO晶体，在其中O2-的上、下、前、后、左、右六个方向各有1个Mg2+，故O2-的配位数为6个；
（4）二氧化碳晶体属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，断裂分子间作用力消耗较少能量，因此二氧化碳晶体的熔沸点比较低；而二氧化硅属于共价晶体，原子之间以共价键结合，共价键是强烈的相互作用力，断裂需消耗较高能量，因此二氧化硅的熔沸点较高，故二氧化碳与二氧化硅比较，熔点较高的是SiO2。
18．(1)、分别为离子晶体、分子晶体，前者熔融需要克服离子键，后者克服分子间作用力，所以的熔点远高于
(2) ＜ 或

【解析】(1)
一般熔点高低顺序是原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，根据表中数据，氯化镁为离子晶体，熔融时破坏离子键，氯化铝为分子晶体，熔融是破坏分子间作用力，因此氯化镁的熔点高于氯化铝的熔点，答案为氯化镁、氯化铝分别为离子晶体、分子晶体，前者熔融需要克服离子键，后者克服分子间作用力，因此氯化镁熔点远高于氯化铝；
(2)
同周期从左向右非金属性增强(稀有气体除外)，因此氧元素的非金属性强于氮元素，利用氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可以用或进行比较；答案为＜；或。
19．(1)立方氮化硼熔点高。两种晶体均为原子晶体，N和B原子半径更小(或键长更短)，键能更大，熔点更高
(2)甲醇分子间可形成氢键，比乙烷分子间作用力强得多，所以沸点相差较大；CH3(CH2)9OH由于烃基较大，氢键作用被削弱，分子间以分子间作用力为主，所以与分子量接近的CH3(CH2)9CH3沸点相差较小

【解析】(1)
GaAs和BN均为原子晶体，N和B原子半径更小(或键长更短)，键能更大，熔点更高，故答案为：立方氮化硼熔点高。两种晶体均为原子晶体，N和B原子半径更小(或键长更短)，键能更大，熔点更高；
(2)
CH3OH和C2H6沸点相差较大是因为甲醇分子间可形成氢键，比乙烷分子间作用力强得多，但是CH3(CH2)9OH由于烃基较大，氢键作用被削弱，分子间以分子间作用力为主，所以与分子量接近的CH3(CH2)9CH3沸点相差较小，故答案为：甲醇分子间可形成氢键，比乙烷分子间作用力强得多，所以沸点相差较大；CH3(CH2)9OH由于烃基较大，氢键作用被削弱，分子间以分子间作用力为主，所以与分子量接近的CH3(CH2)9CH3沸点相差较小。
20．(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低。
(2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。

【详解】（1）HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低；
（2）CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。
【点睛】比较分子晶体的熔沸点，需要考虑分子间是否存在氢键，若存在分子间氢键，则分子的熔沸点较高。