2022年高三化学寒假同步测试卷：07金属晶体与离子晶体 Word版含答案

这是一份2022年高三化学寒假同步测试卷：07金属晶体与离子晶体 Word版含答案，共1页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．金属能导电的原因是( )
A．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
2．下列叙述中错误的是( )
A．金属单质或其合金在固态和液态时都能导电
B．存在离子的晶体一定是离子晶体
C．金属晶体中的“自由电子”为整块晶体所共有
D．钠比钾的熔点高是因为钠中金属阳离子与“自由电子”之间的作用力强
3．下列说法正确的是( )
A．离子晶体中可能含有共价键，但一定含有金属元素
B．分子晶体中一定含有共价键
C．离子晶体中一定不存在非极性键
D．含有离子键的晶体一定是离子晶体
4．下列化学式表示的物质中，属于离子晶体并且含有非极性共价键的是( )
A．CaCl2 B．Na2O2
C．N2 D．NH4Cl
5．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－形成的晶体结构如图所示。下列说法中错误的是( )
A．Xn＋的核外电子数为19
B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C．Xn＋中n＝1
D．晶体中每个Xn＋周围有2个等距离且最近的N3－
6．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是( )
A．观察常温下的状态，SbCl5是苍黄色液体，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
7．下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①组成金属的微粒是原子
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥ B．①②④
C．③⑤⑦ D．③⑤⑧
8．几种晶体的晶胞如图所示：
所示晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是( )
A．碘、锌、钠、金刚石 B．金刚石、锌、碘、钠
C．钠、锌、碘、金刚石 D．锌、钠、碘、金刚石
9．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子晶格能的大小，根据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( )
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl D．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
10．根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为160 ℃)，判断下列说法错误的是( )
A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强
B．SiCl4晶体是分子晶体
C．AlCl3晶体是离子晶体
D．晶体硼是原子晶体
11．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A．熔点：NaF＞MgF2＞AlF3
B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2
D．硬度：MgO＞CaO＞BaO
12．氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述不正确的是( )
A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多
B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体的类型与氯化钠晶体不同
D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定
13．下面是从NaCl或CsCl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)
14．如下图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是( )
δ­Feeq \(,\s\up7(1 394 ℃),\s\d5( ))γ­Feeq \(,\s\up7(912 ℃),\s\d5( ))α­Fe
A．γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个
B．α­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个
C．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
D．三种同素异形体的性质相同
15．钇钡铜氧化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是( )
A．YBa2Cu3O4 B．YBa2Cu2O5
C．YBa2Cu3O5 D．YBaCu4O4
16．北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出了碱金属的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性(超导临界温度为18 K)。下列关于K3C60的组成与结构的分析正确的是( )
A．K3C60中只含有离子键
B．1 ml K3C60中含有的离子数为63NA
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．该物质的化学式可写成KC20
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(12分)现有几组物质的熔点(单位：℃)数据：
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(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，其原因解释为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18．(10分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
请回答下列问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为________________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。
19．(12分)如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为－2价。
(1)该结构与________的结构相似(填选项字母，下同)。
A．NaCl B．CsCl
C．干冰 D．SiO2
(2)钾、氧两元素所形成化合物的化学式是________________。
A．K2O B．K2O2
C．K2O3 D．KO2
(3)下列对此晶体结构的描述正确的是________________。
A．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
B．晶体中每个K＋周围有8个Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)周围有8个K＋
C．每个Oeq \\al(－,2)周围最近且等距离的K＋所围成的空间构型为正八面体
D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
20．(18分)如图表示NaCl晶胞，直线交点处的圆圈为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Cl－的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶胞示意图。
(2)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角上、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________________(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·ml－1，NaCl晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA。NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________ cm。
参考答案与解析
1．【解析】选B。根据电子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下，发生了定向移动从而导电，故B项正确；有的金属中金属键较强，但依然导电，故A项错误；金属导电是靠自由电子的定向移动，而不是金属阳离子发生定向移动，故C项错误；金属导电是物理变化，而不是失去电子的化学变化，故D项错误。
2．【解析】选B。金属中有自由移动的电子，因此在固态和液态时均可导电，A项正确。离子晶体中存在阴、阳离子，而金属晶体中存在金属阳离子和“自由电子”，B项错误。“自由电子”在整块金属中可自由运动，为整块金属晶体所共有，C项正确。金属晶体的熔点高低取决于金属键的强弱，金属键越强，金属晶体的熔点越高；反之，越低。金属键即为金属阳离子和“自由电子”之间强烈的相互作用，D项正确。
3【解析】选D。根据离子晶体的概念可知，只要含有离子键，形成的晶体就是离子晶体，但离子晶体中不一定只含有离子键，如Na2O2中除离子键外，还含有非极性共价键，故C错，D正确；铵盐形成的晶体也是离子晶体，其中不含金属元素，如NH4Cl，故A错；由稀有气体形成的分子晶体中含范德华力而无共价键，故B错。
4．【解析】选B。CaCl2属于离子晶体，但只含离子键。Na2O2属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键(O—O键)。N2为分子晶体。NH4Cl属离子晶体，含有离子键和极性共价键。
5．【解析】选A。本题主要考查晶体的结构。利用均摊法可确定该晶体的化学式，N3－的个数为8×eq \f(1,8)＝1(个)，Xn＋的个数为12×eq \f(1,4)＝3(个)，即晶体的化学式为X3N，根据电荷守恒可以确定Xn＋中n＝1，由Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，知Xn＋为Cu＋，其核外电子数为28，晶体中与Cu＋等距离且最近的N3－有2个。综上分析可知A项错误。
6．【解析】选B。离子化合物一般熔、沸点较高，熔融态可导电；分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl等；HCl溶于水电离产生Cl－，也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，故A、C、D都不可靠。
7．【解析】选D。组成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，无阴离子；离子晶体内可能有共价键；SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；分子的稳定性由共价键的键能决定，与分子间作用力无关。
8．【解析】选C。第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式；第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；组成第三种晶胞的粒子为双原子分子，是碘；第四种晶胞的粒子结构为正四面体结构，为金刚石。
9．【解析】选D。对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半径大小顺序为Ba2＋＞K＋＞Ca2＋＞Na＋；阴离子半径：Cl－＞O2－，CaO与BaO中离子所带的电荷数大于KCl、NaCl中离子所带的电荷数，故其熔点较高，又因为阴、阳离子之间的距离：NaCl10．【解析】选C。NaCl与MgO均为离子晶体，MgO的熔点高，晶格能大，离子键强，A正确；SiCl4、AlCl3的熔点均较低，因此二者均为分子晶体，B正确，C错误；B为非金属单质，熔点很高，为原子晶体，D正确。
11．【解析】选A。掌握好离子半径的大小变法规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。r(Mg2＋)＜r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO中离子键依次减弱，晶格能依次减小，硬度依次减小。
12．【解析】选C。CaO和NaCl都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断，晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。
13．【解析】选C。本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl晶体结构。NaCl晶体是简单立方结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋距离最近且相等的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－距离最近且相等的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是属于NaCl晶体的。
14．【解析】选B。A项中，γ­Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为12个；C项中，冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同；D项，同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。
15．【解析】选C。位于顶角的铜原子(最上层平面和最下层平面)共8个，这个晶胞中只分摊到8×1/8＝1(个)；位于棱线(中间两个平面)的铜原子也是8个，这个晶胞分摊到的是8×1/4＝2(个)；所以，每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×1/2＋6×1/4＝5(个)。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5。
16．【解析】选C。该离子晶体由K＋与Ceq \\al(3－,60)组成，故K3C60中既有离子键，又有非极性键，A项不正确；1 ml K3C60中含有3 ml K＋和1 ml Ceq \\al(3－,60)，其离子总数为4NA，B项不正确；因离子晶体在熔融状态和水溶液中能导电，故C项正确；Ceq \\al(3－,60)是一个原子团，其化学式不能约简为KC20，D项不正确。
17．【解析】通过读取表格中数据先判断出晶体的类型，然后联想各类晶体的性质；应用氢键解释HF的熔点反常现象，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。
【答案】(1)原子 共价键
(2)①②③④
(3)HF分子间存在氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间有氢键即可)
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)18．【解析】(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl相同，而NaCl晶胞中Na＋、Cl－的配位数都是6，所以，NiO晶胞中Ni2＋、O2－的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×eq \f(1,8)＝1，Ni：1＋8×eq \f(1,2)＝5。所以该合金的化学式为LaNi5。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2
(2)＞ (3)6 6 (4)LaNi5
19．【解析】(1)该结构与NaCl晶体相似，相当于Na＋被K＋代替，Cl－被Oeq \\al(－,2)代替。(2)晶体中平均每个晶胞有K＋：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4(个)；有Oeq \\al(－,2)：1＋12×eq \f(1,4)＝4(个)，故其化学式为KO2。
(3)由图可看出，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，晶体中每个K＋周围有6个Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)周围有6个K＋，每个Oeq \\al(－,2)周围最近且等距离的K＋所围成的空间构型为正八面体，如图所示。设1 ml KO2中含有x ml 0价的氧原子，y ml －2价的氧原子，则有x＋y＝2，2y＝1，解得x＝eq \f(3,2)，y＝eq \f(1,2)，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1。
【答案】(1)A (2)D (3)CD
20．【解析】(1)如答案图。
(2)从体心Na＋看，与它最接近的且距离相等的Na＋共有12个。
(3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。由此可知，NaCl晶胞中，含Na＋：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4(个)；含Cl－：12×eq \f(1,4)＋1＝4(个)。
(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eq \r(2)a cm，一个晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，则eq \f(（a＋a）3·ρ,4)·NA＝M，即a＝eq \r(3,\f(M,2ρNA))，所以Na＋间的最近距离为eq \r(2) ×eq \r(3,\f(M,2ρNA))。
【答案】(1)如图
(2)12
(3)4 8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4 4 12×eq \f(1,4)＋1＝4
(4)eq \r(2) ×eq \r(3,\f(M,2ρNA))晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 800
－70
180
2 500
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550
Li：181
HF：－83
NaCl：801
晶体硅：1 410
Na：98
HCl：－115
KCl：776
晶体硼：2 300
K：64
HBr：－89
RbCl：718
二氧化硅：1 723
Rb：39
HI：－51
CsCl：645