人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体精品综合训练题
展开第三章 晶体结构与性质第三节 金属晶体与离子晶体课时精讲18 离子晶体、过渡晶体和混合晶体【目标导航】1.借助离子晶体等模型认识晶体的结构特点。2.认识离子晶体的物理性质与晶体结构的关系。3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普通存在的。【知识导图】一、离子键1.概念阴、阳离子通过____________形成的化学键。2.形成条件成键原子所属元素的电负性差值______,原子间越容易发生电子得失,形成离子键。一般认为当成键原子所属元素的电负性差值大于______时,原子间才有可能形成离子键。3.形成过程4.实质:离子键的实质是____________,它包括阴、阳离子之间的静电引力和两原子核及它们的电子之间的斥力两个方面。其中,静电引力用公式_________________ (k为比例系数)表示。5.特征:离子键没有______性和______性。二、离子晶体 1.离子晶体的结构 2.离子晶体的特性三、常见离子晶体的结构1.NaCl晶胞NaCl晶胞如图所示,每个Na+周围距离最近的Cl-有______个(上、下、左、右、前、后各1个),构成____________体,每个Cl-周围距离最近的Na+有______个,构成____________体,由此可推知晶体的化学式为NaCl。(1)每个Na+(Cl-)周围距离相等且最近的Na+(Cl-)是______个。(2)每个晶胞中实际拥有的Na+数是4个,Cl-数是______个。(3)若晶胞参数为a pm,则氯化钠晶体的密度为____________ g·cm-3。2.CsCl晶胞CsCl晶胞如图所示,每个Cs+周围距离最近的Cl-有______个,每个Cl-周围距离最近的Cs+有______个,它们均构成____________体,由此可推知晶体的化学式为____________。(1)每个Cs+(Cl-)周围距离最近的Cs+(Cl-)有______个,构成____________体。(2)每个晶胞中实际拥有的Cs+有______个,Cl-有______个。(3)若晶胞参数为a pm,则氯化铯晶体的密度为____________ g·cm-3。四、过渡晶体1.四类典型的晶体是指______晶体、______晶体、______晶体和______子晶体。2.过渡晶体:介于典型晶体之间的晶体。(1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数从上表可知,表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。(2)偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近,因而通常当作离子晶体来处理,如______等。同样,偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理,如______、______等。五、混合型晶体1.晶体模型 2.结构特点——层状结构(1)同层内碳原子采取______杂化,以共价键(σ键)结合,形成__________________。(2)层与层之间靠____________维系。(3)石墨的二维结构内,每个碳原子的配位数为3,有一个未参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面。3.晶体类型:石墨晶体中,既有共价键,又有金属键和范德华力,属于____________。4.性质:熔点______、质软、______导电等。六、纳米材料1.定义三维空间尺寸至少有一维处于____________的、具有____________的材料。2.结构纳米材料由直径为几个或几十个______的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有______结构,界面则为无序结构,因此纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。3.构成粒子(1)纳米材料的结构粒子是排列成了____________的原子团。(2)通常,组成纳米材料的晶状颗粒内部的____________与晶粒界面的____________各约占原子总数的50%,从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高。七、四种晶体类型的比较【小试牛刀】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。1.离子晶体中可能含有共价键( )2.NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+( )3.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个( )4.金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )5.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体( )6.同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同( )7.石墨中电子不能从一个平面跳跃到另一个平面( )8.石墨为混合型晶体,因层间存在分子间作用力,故熔点低于金刚石( )9.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏( )10.氧化镁晶体中离子键的百分数为50%,氧化镁晶体是一种过渡晶体( )11.Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体,当作离子晶体来处理:SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体,当作共价晶体来处理( )12.Na2O 中离子键的百分数为62%,则Na2O不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体( )13.Na2O通常当作离子晶体来处理,因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体,在许多性质上与纯粹的离子晶体接近( )14.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型( )考点一 离子晶体【例1】下列性质中,可以较充分说明某晶体是离子晶体的是( )A.具有较高的熔点 B.固态不导电,水溶液能导电C.可溶于水 D.固态不导电,熔融状态能导电【答案】D【解析】A选项,SiO2晶体熔点也较高,但不是离子晶体;B选项,HCl晶体的水溶液也能导电,也不是离子晶体;C选项,有些晶体如固体氨溶于水,不属于离子晶体;D选项,离子晶体固态时不能导电,在熔融时可导电。【例2】氧化钙在2 973 K时熔化,而氯化钠在1 074 K时熔化,二者的离子间距离和晶体结构都类似,有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( )A.氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B.氧化钙中氧离子与钙离子之间的作用力更强C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下,熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定【答案】C【解析】氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似,故熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定。【解题技法】【对点训练1】1.下列说法一定正确的是A.其水溶液导电的一定是离子晶体 B.熔融态导电的一定是离子晶体C.离子晶体中肯定不含共价键 D.固态不导电,熔融态导电的一定是离子晶体2.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都是离子化合物考点二 过渡晶体和混合晶体【例3】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.从石墨中剥离出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23 s轨道与13 p轨道C.石墨属于混合型晶体,层与层之间存在范德华力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电D.石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子【答案】C【解析】石墨晶体中,层与层之间的作用力为范德华力,层内碳原子间存在共价键,每个C原子形成3个σ键,且每个C原子为3个六元环所共有,据此分析解题。石墨晶体中,层与层之间的作用力为范德华力,从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力,故A错误。石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含13 s轨道与23 p轨道,故B错误。石墨属于混合型晶体,层与层之间存在范德华力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电,故C正确。每个C原子为3个六元环所共有,则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为6×13=2,故D错误。【例4】石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是( )①石墨中存在两种作用力;②石墨是混合型晶体;③石墨中的C为sp2杂化;④石墨熔点、沸点都比金刚石低;⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2;⑥石墨和金刚石的硬度相同;⑦石墨层内导电性和层间导电性不同A.全对 B.除⑤外 C.除①④⑤⑥外 D.除⑥⑦外【答案】B 【解析】①不正确,石墨中存在三种作用力,一种是范德华力,一种是共价键,还有一种是金属键;②、③正确;④不正确,石墨熔点比金刚石高;⑤不正确,石墨中碳原子数和C—C键数之比为2∶3;⑥不正确,石墨质软,金刚石的硬度大;⑦正确。【解题技法】【对点训练2】3.石墨晶体是层状结构,在每一层内,每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( )A.10 B.18 C.24 D.144.不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是( )A.石墨和金刚石是同素异形体 B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3 625 ℃ D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线考点三 纳米材料【例5】下列关于纳米技术的叙述不正确的是( ) A.将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶B.用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率,提高反应物的平衡转化率C.用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力D.银器能抑菌、杀菌,纳米银微粒植入内衣织物中,有奇异的抑菌、杀菌效果【答案】B【解析】纳米材料的直径在1 nm~100 nm范围内,与胶粒直径范围相同,A正确;催化剂可加快化学反应的速率,但不能使化学平衡发生移动,B不正确;与块状固体相比,纳米颗粒直径小,表面积大,因而化学反应的速率快,所以短时间内可产生更大推动力,C正确;银为重金属,重金属微粒可使蛋白质变性,故有杀菌作用,D正确。【解题技法】【对点训练3】5.纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一,世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1~100 nm的超细粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效应和体积效应,其常有奇特的光、电、磁、热等性质,可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是( )A.因纳米粒子半径太小,故不能将其制成胶体B.一定条件下纳米粒子可催化水的分解C.一定条件下,纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲,可塑性好D.纳米粒子半径小,表面活性高1.下列物质中,既含有离子键,又含有非极性共价键的是( )A.Na2O2 B.NaOH C.Na2O D.MgCl22.NaF、NaI、MgO均为离子化合物,这三种化合物的熔点高低顺序是( )①NaF ②NaI ③MgOA.①>②>③ B.③>①>② C.③>②>① D.②>①>③3.氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠中一定存在离子键的是( )A.具有较高的熔点 B.熔融状态能导电C.水溶液能导电 D.常温下能溶于水4.离子晶体一般不具有的特征是( )A.熔点较高,硬度较大 B.易溶于水而难溶于有机溶剂C.固体时不能导电 D.离子间距离较大,其密度较大5.金属材料具有良好的延展性的原因是( )A.金属原子半径都较大,价电子数较少B.金属受外力作用变形时,金属中各原子层会发生相对滑动C.金属中大量自由电子受外力作用时,运动速率加快D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量6.要使金属熔化必须破坏其中的金属键,而原子化热是衡量金属键强弱的依据之一。下列说法正确的是( )A.金属镁的硬度大于金属铝 B.金属镁的熔点低于金属钙C.金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热 D.碱金属单质的熔点从L i到Cs是逐渐升高的7.利用K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应生成蓝色沉淀可检验Fe3+的存在。该沉淀物晶胞的18结构如图所示(K+未画出)。下列说法错误的是 ( )A.一个晶胞中K+个数为6 B.晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]C.晶体中与每个Fe3+距离相等且最近的CN-为6个 D.一个晶胞中Fe2+个数为48.在20世纪90年代末期,科学家发现并证明碳有新的单质C60存在。后来人们又相继发现了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初,科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子,大大丰富了碳元素单质的家庭。下列有关说法错误的是 ( )A.金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定C.C60晶胞结构如图所示,每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个D.熔点:C60
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