高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第2节金属晶体与离子晶体学业分层测评鲁科选修3

金属晶体与离子晶体

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[学业达标]

1．离子晶体不可能具有的性质是( ) A．较高的熔、沸点 C．溶于极性溶剂

B．良好的导电性 D．坚硬而易粉碎

【解析】 离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。离子晶体溶于水或在熔融状态下，解离成自由移动的离子，可以导电。

【答案】 B

2．(2016·唐山高二检测)元素X的某价态离子Xn＋与N3－所形成晶体的结构单元如图所示，则X中n的值为( )

n＋

A．1 C．3

B．2 D．4

【解析】 晶胞中小黑点为12×1/4＝3，空心圆圈为8×1/8＝1，根据化学式中化合价代数和为0，则n＝1。

【答案】 A

3．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是( )

A．Mg＞Al＞Ca C．Al＞Mg＞Ca

B．Al＞Na＞Li D．Mg＞Ba＞Al

【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(Mg)＞r(Al)＞r(Li)，则A中熔 、沸点Al＞Mg，B中熔、沸点Li＞Na，

＋2＋3＋＋

D中熔、沸点Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。

【答案】 C

4．(2016·成都七中期末)下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为( )

1

【解析】 由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知：A为ZnS的晶体结构，C、D为CsCl的晶体结构，只有B为NaCl的晶体结构。

【答案】 B

5．金属的下列性质中与金属晶体无关的是( ) A．良好的导电性 C．良好的延展性

B．反应中易失电子 D．良好的导热性

【解析】 A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的；B项，金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。

【答案】 B

6．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是( ) A．都可采取“紧密堆积”结构 B．晶体中都含有阳离子

C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体高 D．离子晶体都能导电

【解析】 A项中，金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶体均能形成紧密堆积结构；B项中，两类晶体都含有阳离子；C项中，离子晶体熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点是比较高的；D项中，离子晶体在固态时不导电。

【答案】 D

7．X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，则下列判断不正确的是( )

A．晶格能：XCO3＞YCO3 B．阳离子半径：X2＋＞Y2＋ C．金属性：X＞Y D．氧化物的熔点：XO＜YO

【解析】 碳酸盐的热分解温度与形成碳酸盐的金属元素的活泼性有关，金属越活泼，形成的盐越稳定，因此根据碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可判断出X的活泼性大于Y，即金属性：X＞Y，在周期表中，X位于Y的下面，阳离子半径：X2＋＞Y2＋，所以B、C选项正确。根据阳离子半径：X2＋＞Y2＋以及影响离子化合物晶格能、熔点、沸点的因素可知，晶格能：XCO3＜YCO3，氧化物的熔点：XO＜YO，D项正确。

【答案】 A

2

8．(2016·山师附中月考)下图是金属晶体内部结构的简单示意图

仔细观察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是( ) 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电子且无规则运动

D．金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用

【解析】 金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自由移动，在外加电场的作用下，自由电子定向移动，从而能够导电。

【答案】 B

9．Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是( ) A．Al2O3可用作耐火材料 B．固态时不导电，熔融时能导电 C．Al2O3是两性氧化物 D．晶体Al2O3可以作宝石

【解析】 Al2O3中Al和O所带电荷都比较多，半径又都很小，因此Al2O3的晶格能很大，熔点很高，故Al2O3可作耐火材料。

【答案】 A

10．在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：

【导学号：66240027】

(1)配位数为8的是________堆积。

(2)配位数为________的是面心立方最密堆积。

(3)配位数为________的是________堆积。其中以…ABAB…方式堆积的________和以…ABCABC…方式堆积的________空间利用率相等，就堆积层来看，二者的区别是在第________层。

【答案】 (1)体心立方最密 (2)12 (3)12 六方最密 六方最密堆积 面心立方最密堆积 三

11．同类晶体物质熔、沸点的变化是有的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：

物质 A组 B组 熔点(K) 物质 NaCl 1 074 Na KCl 1 049 Mg CsCl 918 Al 3＋

2－

3

熔点(K) 317 923 933 晶体熔、沸点的高低，决定于构成晶体微粒间的作用力的大小。A组晶体属__________晶体，晶体微粒之间通过________相连，微粒之间的作用力由大到小的顺序是________________。B组晶体属________晶体，价电子数由少到多的顺序是________________，离子半径由大到小的顺序是________________。金属键强度由小到大的顺序为________________。

【解析】 A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故离子键越弱，熔、沸点越低，而Na、K、Cs离子半径逐渐增大，故离子键Na与Cl、K与Cl、Cs

－

＋

＋

＋

＋

－

＋

－

＋

与Cl的键能逐渐减小，熔沸点依次降低；而B组中为Na、Mg、Al是金属晶体且为同一周期，因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大，形成金属键时，金属键越来越牢固，故熔、沸点依次升高，价电子数依次增多，离子半径逐渐减小。

【答案】 离子 离子键 NaCl＞KCl＞CsCl 金属 Na＜Mg＜Al Na＞Mg＞Al Na＜Mg＜Al

12．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

(1)Cu

位于元素周期表第ⅠB

族。Cu2

＋

＋

2＋

3＋

的核外电子排布式为

_____________________________________________________________。

(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu形成配离子，其原因是

_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)Cu2O的熔点比Cu2S的____________(填“高”或“低”)，请解释原因 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。

【解析】 (1)Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2＋的过程中，失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子，故Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)从图中可以看出，阴离子在晶胞中的位置有四类：顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；(3)N、

4

2＋

2＋