人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体完美版课件ppt

 [课 时 分 层 作 业(十四)]

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1．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　 )

A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．一般情况下，金属元素在化合物中显正价

C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同

D．金属元素的单质在常温常压下均为金属晶体

B　[A项，对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋；C项，有的金属元素只有一种正化合价，如Mg；D项，金属汞在常温常压下为液体。]

2．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．根据晶体能否导电能判断晶体是否属于金属晶体

B　[金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子，A错误；晶体中只要有阴离子，根据电荷守恒，就一定有阳离子，B正确；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅，C错误；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨，D错误。]

3．下列关于金属晶体的叙述正确的是(　　)

A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释

B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体

C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高

D．温度越高，金属的导电性越好

B　[用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释，A错误；一般来说，金属中单位体积内自由电子的数目越多，金属元素的原子半径越小，金属键越强，故金属键的强弱顺序为Al＞Mg＞Na，其熔点的高低顺序为Al＞Mg＞Na，C错误；金属的导电性随温度的升高而降低，温度越高，其导电性越差，D错误。]

4．萤石(主要成分为CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2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

C　[难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明CaF2是离子晶体，故A不符合题意；熔点较高，硬度较大，也可能是共价晶体，不能说明CaF2是离子晶体，故B不符合题意；固体不导电，但熔融状态下可以导电，熔融状态下一定有自由移动的离子，说明CaF2是离子晶体，故C符合题意；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，不能说明CaF2是离子晶体，故D不符合题意。]

5．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是(　　 )

A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物

B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、－33 ℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物

C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

B　[离子化合物一般熔点较高，熔化后可导电；某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电。]

6．某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．K＋的配位数为12

B．该物质的化学式为KCaF3

C．与F－距离最近的是K＋

D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变

C　[K＋的配位数是和K＋距离最近且等距的F－个数，故K＋的配位数为3×4＝12，A正确；根据均摊法可知，K＋个数为8×＝1，F－个数为6×＝3，Ca2＋个数为1，故该物质的化学式为KCaF3，B正确；K＋与F－的距离是棱长，Ca2＋与F－的距离是棱长，故与F－距离最近的是Ca2＋，C错误；该晶胞面对角线的距离＝2[r( K＋)＋r( F－)]，而r(F)－＜r(Cl－)，故将F－换为Cl－，则晶胞棱长将变大，D正确。]

7．在石墨晶体中，每一层有无数个正六边形构成，同一层内每个碳原子与相邻的三个碳原子以C—C键相结合。则石墨晶体中碳原子数与C—C键之比为(　　)

A．1∶1　　　　　　 B．2∶1

C．2∶3     D．3∶2

C　[每一层内碳原子排列成正六边形，每个C原子连接3个C—C键，则每个C原子平均含有C—C个数＝×3＝1.5，则石墨晶体每一层内碳原子数与C—C化学键数的比＝1∶1.5＝2∶3。故选C。]

8．FeO、NiO的晶胞结构和NaCl相同。

(1)已知离子半径：r(Fe2＋)＞r(Ni2＋)，则熔点FeO________NiO(填“>” “<”或“＝”)。

(2)FeO晶胞如图，Fe2＋的配位数为________。

(3)FeO在氧气中加热，部分Fe2＋被氧化为Fe3＋。晶体结构产生铁离子缺位的缺陷，其组成变为FexO(x＜1)，测得晶胞边长为a pm，密度为ρ g•cm－3，则x＝________(填写计算表达式)。

解析　(1)离子半径：r(Fe2＋)＞r(Ni2＋)，离子半径越大，离子键键能越小，则熔点：FeO＜NiO。

(2)FeO晶胞中，离Fe2＋距离最近且相等的O2－有6个，Fe2＋的配位数为6。

(3)根据均摊原则，晶胞中含有O2－数为12×＋1＝4，设晶胞中Fe原子数为x，测得晶胞边长为a pm，密度为ρ g·cm－3，＝ρ，

x＝，

则x＝。

答案　(1)＜　(2)6　

(3)

9．请回答下列问题：

(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB…方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为________。

(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。1 mol石墨烯中含有的六元环个数为__________，下列有关石墨烯的说法正确的是________________(填字母)。

a．晶体中碳原子间全部是碳碳单键

b．石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面

c．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力

(3)金刚石晶胞如图丙所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为________。

解析　(1)由题图甲可知，石墨晶胞中处于顶点的8个碳原子分为两种，其中4个被6个晶胞共有，4个被12个晶胞共有；处于棱上的4个碳原子也分为两种，其中2个被3个晶胞共有，2个被6个晶胞共有；处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞共有；晶胞内还有1个碳原子，所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为4×＋4×＋2×＋2×＋2×＋1＝4。

(2)由题图乙可知，石墨烯中六个碳原子组成一个环，每个碳原子属于三个环，相当于两个碳原子组成一个环，1 mol碳原子组成的环的个数为0.5NA。根据碳原子成键特点，每个碳原子形成两个碳碳单键和一个碳碳双键；石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面；从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力。

答案　(1)4　(2)0.5NA　bc　(3)4

10．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。

(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________________。

(3)一个晶胞的体积是________。

(4)金晶体的密度是________。

解析　利用均摊法解题，8个顶点上金原子有属于该晶胞，每个面上金原子有属于该晶胞，共有6个，故每个晶胞中金原子个数＝8×＋6×＝4。假设金原子间相接触，则有，正方形的对角线为2d，正方形边长为d，所以V晶＝(d)3＝2d3；1个晶胞质量为m晶＝，所以ρ＝＝。

答案　(1)4　(2)金属原子间相接触，即相切　(3)2d3　(4)

11．下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　 )

A．石墨属于过渡晶体

B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理

C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体

D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%

B　[石墨属于混合型晶体，A项错误；SiO2属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，B项正确；大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，C项错误；Na2O晶体中离子键的百分数为62%，D项错误。]

12．元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.该晶体的阳离子与阴离子个数比为3∶1

B．该晶体中Xn＋离子中n＝1

C．该晶体中每个N3－被6个等距离的Xn＋离子包围

D．X元素的原子序数是19

D　[由题图可知， Xn＋位于晶胞的12个棱上，其个数为12×＝3，N3－位于晶胞的8个顶角，其个数为8×＝1，故Xn＋与N3－的个数比为3∶1，化学式为X3N，A正确；由晶体的化学式X3N知，晶体中Xn＋离子中 n＝1，B正确；N3－位于晶胞顶角，故其被6个X＋在上、下、左、右、前、后包围，C正确；D.因为X＋的K、L、M三个电子层充满，故为2、8、18，所以X的原子序数是2＋8＋18＋1＝29，D错误；故选D。]

13．如图为金属钾晶体的晶胞结构，实验测得钾的密度为ρ(g·cm－3)，已知钾的摩尔质量为a(g·mol－1)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，假定金属钾原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钾原子的半径r(cm)为(　　 )

A．　　　　　　　 B．

C．      D．

C　[在晶胞中含有钾原子数为1＋8×＝2，设晶胞边长为x，根据ρ＝得ρ＝，x＝，则晶胞的体对角线长度为 ，所以钾原子半径＝ 。]

14．黄铜矿是工业炼铜的原料，含有的主要元素是硫、铁、铜，请回答下列问题：

(1)基态硫原子核外电子有________种运动状态。Fe2＋的电子排布式是__________________。

(2)CuCl熔点为426 ℃，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908 ℃，沸点为1 100 ℃。二者都是铜(I)的卤化物，熔、沸点相差这么大的原因是______________________________

________________________________________________________________________。

(3)乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体，分子中硫原子的杂化形式是________。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点______(填“高”或“低”)，原因是______________________

________________________________________________________________________。

(4)黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示，X的化学式是________，其密度为__________g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

解析　(1)基态硫原子核外电子有16种运动状态；Fe是26号元素，原子核外有26个电子，铁原子失去最外层的两个电子变成Fe2＋，Fe2＋的电子排布式是1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。

(2)由题意知CuCl熔点为426 ℃，熔化时几乎不导电，可以确定CuCl为分子晶体，熔、沸点比较低；CuF的熔点为908 ℃，沸点为1 100 ℃，可确定CuF为离子晶体，熔、沸点比较高。

(3)乙硫醇(C2H5SH)里的S形成两个σ键，还有两对孤电子对，所以是sp3杂化。乙醇中有电负性较大的氧原子，分子间可以形成氢键，沸点比乙硫醇的高。

(4)对晶胞结构分析可知，晶胞中的Cu原子数目＝8×＋4×＋1＝4，Fe原子数目＝6×＋4×＝4，S原子数目为8，原子个数比为Cu∶Fe∶S＝1∶1∶2，所以X的化学式为CuFeS2。由上述计算可知晶胞内共含4个“CuFeS2”，晶胞的质量＝4× g＝ g，晶胞的体积＝a nm×a nm×b nm＝a2b×10－21 cm3，所以晶胞的密度＝＝

×1021 g/cm3。

答案　(1)16　1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6

(2)CuCl为分子晶体，CuF为离子晶体，离子晶体的熔、沸点比分子晶体高

(3)sp3　低　乙醇分子间存在氢键，而乙硫醇分子间不存在氢键

(4)CuFeS2　×1021