高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时习题，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

离子晶体　过渡晶体与混合型晶体
一、选择题(本题包括8小题)
1．(2021·石家庄高二检测)下列关于晶体的说法正确的是(　　)
A．离子晶体中一定含金属阳离子
B．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
C．在共价化合物分子中，各原子都形成8电子结构
D．分子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点低
2．(2021·丽江高二检测)下列说法不正确的是(　　)
A．离子晶体可能全部由非金属元素构成
B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体
D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
3．(2021·西安高二检测)下列说法不正确的是(　　)
A．离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性
B．并不是只有活泼的金属原子和非金属原子化合才形成离子键
C．离子键的实质是静电作用
D．静电作用只有引力
4．(2021·绵阳高二检测)根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 852
－70
180
2 500
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．晶体硼是共价晶体
5.(2021·太原高二检测)如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，则氯化铯晶体的密度为(　　)

A．g·cm－3　　　　 B．g·cm－3
C．g·cm－3 D．g·cm－3
6．(2021·徐州高二检测)石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　　)

A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
7．(2021·金华高二检测)由短周期元素组成的某离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20。下列关于该离子化合物形成的晶体的说法正确的是(　　 )
A．晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等
B．晶体中一定只存在离子键不存在共价键
C．晶体所含元素一定不在同一周期也不在第一周期
D．晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径
8．(2021·济南高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．Na2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同
B．离子晶体中一定存在共价键
C．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
D．石墨晶体中有共价键、范德华力、金属键等几种电性作用
二、非选择题(本题包括2小题)
9．(15分)(2021·福州高二检测)元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_____。
(2)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(3)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为
154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________键(填“σ”或“π”，下同)，而石墨层内的C—C间不仅存在________键，还有________键。
(4)金刚石晶胞含有________个碳原子。
10．(15分)(2020·福州高二检测)参考下表中物质的熔点，回答下列问题。
物质
NaF
NaCl
NaBr
NaI
熔点(℃)
995
801
755
651
物质
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点(℃)
801
776
715
646
物质
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点(℃)
－90.4
－70.2
5.2
120
物质
SiCl4
GeCl4
SbCl4
PbCl4
熔点(℃)
－70.2
－49.5
－36.2
－15
(1)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与__________有关，因为一般__________比__________熔点高。
(2)钠的卤化物及碱金属氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的__________有关，随着__________增大，熔点依次降低。
(3)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与__________有关，随着______增大，__________增强，熔点依次升高。
能力达标
一、选择题(本题包括3小题)
11．(2021·福州高二检测)下列关于晶体的说法正确的组合是(　　)
①分子晶体中都存在共价键　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⑤SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合　⑥晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑦氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥　　B．①②④　　C．③⑤⑥　　D．③⑦
12．(2021·潍坊高二检测)如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是(　　)

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以二者的阴、阳离子的配位数也相同
C．CsCl晶体中阴、阳离子的配位数均为8
D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子的半径比不同
13．(2021·南昌高二检测)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂，但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，正确的是(　　)

A．立方相氮化硼含配位键B→N
B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软，熔点低
C．两种氮化硼中的硼原子都是采用sp2杂化
D．六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子
二、非选择题(本题包括1小题)
14．(2021·长春高二检测)(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅　②硝酸钾
③金刚石　④碳化硅　⑤干冰　⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是________
(填序号)。
(2)下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。

以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A.________，B.________，C.________，D.________。
(3)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。

一、选择题(本题包括8小题)
1．(2021·石家庄高二检测)下列关于晶体的说法正确的是(　　)
A．离子晶体中一定含金属阳离子
B．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
C．在共价化合物分子中，各原子都形成8电子结构
D．分子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点低
【解析】选D。离子晶体中不一定含金属阳离子，如NH4Cl，A错误；含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体，B错误；在共价化合物分子中，各原子不一定都形成8电子结构，如H2O中H原子只形成2电子稳定结构，C错误；分子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点低，如白磷与铯或汞，D正确。
2．(2021·丽江高二检测)下列说法不正确的是(　　)
A．离子晶体可能全部由非金属元素构成
B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体
D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
【解析】选D。离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体，选项A正确；离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如铵盐、NaOH、Na2O2等离子晶体中存在离子键和共价键，选项B正确；金属与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3为分子晶体，选项C正确；熔融状态下能导电的晶体可能是金属晶体或离子晶体，选项D不正确。
3．(2021·西安高二检测)下列说法不正确的是(　　)
A．离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性
B．并不是只有活泼的金属原子和非金属原子化合才形成离子键
C．离子键的实质是静电作用
D．静电作用只有引力
【解析】选D。离子键没有方向性和饱和性，形成共价键的原子之间存在共用电子对，且原子的电负性大小不同，共用电子对存在着偏移，因此共价键有方向性和饱和性，A正确；离子键存在于阴、阳离子之间，并不是只有活泼的金属和非金属化合才形成离子键，非金属元素组成的铵盐中阴、阳离子间也是离子键，B正确；离子键的实质是阴、阳离子间的静电作用，C正确；静电作用包括阴、阳离子间的静电吸引力及电子之间、原子核之间的静电排斥力，D错误。
4．(2021·绵阳高二检测)根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 852
－70
180
2 500
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．晶体硼是共价晶体
【解析】选C。根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，故熔点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔点较低，为分子晶体；硼为非金属单质，熔点很高，是共价晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。
5.(2021·太原高二检测)如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，则氯化铯晶体的密度为(　　)

A．g·cm－3　　　　 B．g·cm－3
C．g·cm－3 D．g·cm－3
【解析】选C。晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，相邻顶点上铯离子核间距离最近，为a cm，即晶胞的棱长为a cm，体积V＝a3 cm3，该晶胞中Cs＋个数＝8×＝1，Cl－个数为1，根据晶胞密度公式ρ＝＝＝
(g·cm－3)。
6．(2021·徐州高二检测)石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　　)

A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
【解析】选C。石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，故B错误；石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键，故C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，故D错误。
7．(2021·金华高二检测)由短周期元素组成的某离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20。下列关于该离子化合物形成的晶体的说法正确的是(　　 )
A．晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等
B．晶体中一定只存在离子键不存在共价键
C．晶体所含元素一定不在同一周期也不在第一周期
D．晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径
【解析】选A。符合题设条件的物质有NaF、Na2O、MgO、 NaOH、NH4F等，A选项正确；NaOH、NH4F中除了含有离子键外，还含有共价键， B选项错误；所含元素可能在同一周期，也可能在第一周期，如NH4F，C选项错误；NaF、Na2O、MgO中阳离子半径都比阴离子半径小，D选项错误。
8．(2021·济南高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．Na2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同
B．离子晶体中一定存在共价键
C．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
D．石墨晶体中有共价键、范德华力、金属键等几种电性作用
【解析】选D。Na2O只含离子键，Na2O2既有离子键又有非极性键，所以化学键类型不相同，故A错误；离子晶体中不一定存在共价键，如NaCl为离子晶体，不存在共价键，故B错误；分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，故C错误；石墨层状结构中的碳与碳之间是以共价键相连，片层结构之间的作用力是范德华力，石墨可以导电，有自由移动的电子，所以也存在金属键，故D正确。
二、非选择题(本题包括2小题)
9．(15分)(2021·福州高二检测)元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_____。
(2)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(3)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为
154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________键(填“σ”或“π”，下同)，而石墨层内的C—C间不仅存在________键，还有________键。
(4)金刚石晶胞含有________个碳原子。
【解析】(1)由同种元素组成的不同单质互称同素异形体，金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，属于同素异形体；(2)C60的构成微粒是分子，属于分子晶体；石墨的构成微粒是原子，且层与层之间存在分子间作用力，所以石墨属于混合型晶体；(3)共价单键为σ键，共价双键中含有σ键和π键，金刚石中碳原子之间只存在σ键，石墨中碳原子之间存在σ键和π键；(4)晶胞中顶点微粒数为8×＝1，面心微粒数为6×＝3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子。
答案：(1)同素异形体　(2)分子　混合型　(3)σ　σ　π　(4)8
10．(15分)(2020·福州高二检测)参考下表中物质的熔点，回答下列问题。
物质
NaF
NaCl
NaBr
NaI
熔点(℃)
995
801
755
651
物质
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点(℃)
801
776
715
646
物质
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点(℃)
－90.4
－70.2
5.2
120
物质
SiCl4
GeCl4
SbCl4
PbCl4
熔点(℃)
－70.2
－49.5
－36.2
－15
(1)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与__________有关，因为一般__________比__________熔点高。
(2)钠的卤化物及碱金属氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的__________有关，随着__________增大，熔点依次降低。
(3)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与__________有关，随着______增大，__________增强，熔点依次升高。
【解析】(1)表中第一栏和第二栏的熔点明显高于第三、四栏其余物质的熔点，前者为ⅠA族元素与ⅦA族元素组成的离子晶体，而后者为分子晶体。
(2)分析比较离子晶体熔点高低的影响因素：
物质熔化实质是减弱晶体内微粒间的作用力，而离子晶体内是阴、阳离子，因此离子晶体的熔化实际上是减弱阴、阳离子间的作用力——离子键，故离子晶体的熔点与离子键的强弱有关。从钠的卤化物进行比较：卤素离子半径是
r(F－) (3)分析比较分子晶体熔点高低的影响因素：
分子晶体内的微粒是分子，因此分子晶体的熔点与分子间的作用力有关。从硅的卤化物进行比较：硅的卤化物分子具有相似的结构，从SiF4到SiI4相对分子质量逐步增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。从硅、锗、锡、铅的氯化物进行比较：这些氯化物具有相似的结构，从SiCl4到PbCl4相对分子质量逐步增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。
答案：(1)晶体类型　离子晶体　分子晶体 (2)半径　半径
(3)相对分子质量　相对分子质量　分子间作用力
能力达标
一、选择题(本题包括3小题)
11．(2021·福州高二检测)下列关于晶体的说法正确的组合是(　　)
①分子晶体中都存在共价键　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⑤SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合　⑥晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑦氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥　　B．①②④　　C．③⑤⑥　　D．③⑦
【解析】选D。①稀有气体形成的分子晶体，不存在共价键，①错误；②金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，②错误；③金刚石、SiC为共价晶体，C的原子半径小于硅，共价键键能前者大于后者，熔点前者大于后者；NaF、NaCl为离子晶体，离子带电荷相同，F－半径小于Cl－，前者键能大于后者；H2O、H2S为分子晶体，前者能形成分子间的氢键，分子间作用力前者大于后者。总的来说，熔点依共价晶体、离子晶体、分子晶体依次降低，③正确；④离子晶体中一定有离子键可能有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，④错误；⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合，⑤错误；⑥分子晶体中分子间作用力决定了晶体的熔沸点，分子的稳定性取决于原子间的共价键，⑥错误；⑦氯化钠熔化时，离子间的距离改变，离子键被破坏，⑦正确。
12．(2021·潍坊高二检测)如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是(　　)

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以二者的阴、阳离子的配位数也相同
C．CsCl晶体中阴、阳离子的配位数均为8
D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子的半径比不同
【解析】选B。NaCl和CsCl都是由离子构成的晶体，离子个数之比为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，A正确；结合图可知，NaCl和CsCl阴阳离子个数之比均为1∶1，NaCl为立方面心结构，钠离子的配位数为6，CsCl为立方体心结构，铯离子的配位数为8，B错误；CsCl晶体中，由晶胞示意图可以看出铯离子周围有8个氯离子，氯离子周围有8个铯离子，阴、阳离子的配位数均为8，C正确；NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，由离子的电子层越多，离子半径越大可知钠离子半径小于铯离子半径，所以阴、阳离子半径比不相等，D正确。
13．(2021·南昌高二检测)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂，但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，正确的是(　　)

A．立方相氮化硼含配位键B→N
B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软，熔点低
C．两种氮化硼中的硼原子都是采用sp2杂化
D．六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子
【解析】选D。B原子最外层有3个电子，存在一个空轨道，N原子最外层有5个电子，存在一个孤电子对，由晶体结构可知，立方相氮化硼为空间网状结构与金刚石类似，立方相氮化硼中B形成4个共价键，其中1个为B←N配位键，故A错误；六方相氮化硼具有层状结构，层间作用力小，所以质地软，但层内原子间通过共价键结合，导致熔点很高，故B错误；立方相氮化硼中硼原子形成4个共价键，所以立方相氮化硼中硼原子采用的是sp3杂化，故C错误；晶体中存在可以自由移动的电子能导电，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子，所以不导电，故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题)
14．(2021·长春高二检测)(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅　②硝酸钾
③金刚石　④碳化硅　⑤干冰　⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是________
(填序号)。
(2)下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。

以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A.________，B.________，C.________，D.________。
(3)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。
【解析】(1)晶体属于共价晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥。一般来说，共价晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点；对于共价晶体，原子半径越大，键长越长，键能越小，熔点越低，键长Si—Si>Si—C
>C—C，相应键能Si—Si碳化硅>晶体硅；分子晶体中有氢键的熔点较高，所以熔点：冰>干冰，所以它们的熔点由高到低的顺序是③④①②⑥⑤。
(2)A.M位于顶点，数目为4×＝，N位于顶点，数目为4×＝，微粒数目为1∶1，即化学式为MN；
B．M分别位于晶胞的体心和顶点位置，体心占1个，顶点占8×＝1个，共
2个，N分别位于面上和体内，面上4×＝2个，体内2个，共4个，即晶胞中两种微粒数目之比为1∶2，化学式为MN2；C.M位于顶点，数目为4×＝，N位于体心，数目为1，化学式为MN2；D.M位于顶点，数目为8×＝1，N位于体心，数目为1，化学式为MN。
(3)①根据FeS2晶体的晶体结构可知，晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶1，所以晶体中存在亚铁离子与S，亚铁离子与S之间是离子键，S中存在非极性共价键，所以晶体中存在离子键和(非极性)共价键。②晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，所以晶胞的体积为a3 cm3，晶胞中含有阴阳离子个数都是，所以晶体的密度为ρ＝× g·cm－3＝g·cm－3。
答案：(1)③④①②⑥⑤　(2)MN　MN2　MN2　MN　(3)①离子键、非极性共价键　②