高中化学人教版 (2019)选择性必修2金属晶体与离子晶体练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2金属晶体与离子晶体练习题，共30页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列不能用电子气理论解释的金属的性质是 ( )
A. 导电性 B. 导热性 C. 延展性 D. 易锈蚀
2. 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形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. 下列是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构图中分割出来的部分图像,试判断属于 NaCl 晶体结构的图像是( )
A. 图(1)和图(3) B. 图(2)和图(3) C. 只有图(1) D. 图(1)和图(4)
4. 下列叙述正确的是( )
①同周期金属元素的原子半径越大晶体熔点越高
②同周期金属元素的原子半径越小晶体熔点越高
③同主族金属元素的原子半径越大晶体熔点越高
④同主族金属元素的原子半径越小晶体熔点越高
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ③④
5. MgO 、 Rb2O 、 CaO 、 BaO 四种离子晶体熔点的高低顺序是( )
A. MgO>Rb2O>BaO>CaO
B. MgO>CaO>BaO>Rb2O
C. CaO>BaO>MgO>Rb2O
D. CaO>BaO>Rb2O>MgO
6.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是( )
A. 氧化锌的熔点低于硫化锌
B. 该晶胞中 Zn2+ 和 S2− 数目相等
C. 晶胞中 Zn2+ 周围最靠近的 S2− 共有 4 个
D. 该晶体属于离子晶体
7. 下列数据是对应物质的熔点，有关判断错误的是( )
A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C. 活泼金属元素与活泼非金属元素不一定能形成离子化合物
D. 金属晶体的熔点一定比分子晶体的高
8.《X 射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图 I、II 所示。 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是( )。
A. 图 I 、 II 中物质的化学式相同
B. 图 II 中物质的化学式为 CuAu3
C. 图 II 中与每个铜原子紧邻的铜原子有 3 个
D. 设图 I 中晶胞的棱长为 a cm ，则图 I 中合金的密度为 261NAa3 g⋅cm−3
9. 铁有 δ、γ、α 三种晶体结构,以下依次是 δ、γ、α 三种晶体在不同温度下转化的示意图。下列有关说法不正确的是( )。
A.δ−Fe 晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有 8 个
B.γ−Fe 晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有 12 个
C.α−Fe 晶胞棱长若为 a cm,γ−Fe晶胞棱长若为 b cm ，则两种晶体密度比为 b3:a3
D. 将铁加热到 1500 °C分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
10.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示(灰球代表Fe,白球代表Mg)。下列说法错误的是( )
A.铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe
B.晶胞中有14个铁原子
C.晶体中存在的化学键类型为金属键
D.该晶胞的质量是416NA g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
11. 以 CCl4 和金属钠为原料，在 700℃ 时可制造出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。下列相关说法错误的是( )
A. 金刚石中 C 原子与 C-C 个数比为 1:2
B. 另一种化合物的化学式为 NaCl ,晶体中 Na+ 的配位数为 8
C. 该反应涉及的四种物质分别属于四种不同的晶体类型
D. CCl4的熔点低于金属钠的熔点
12. 观察表中数据，下列说法错误的是( )
A. 离子晶体的熔点一定高于分子晶体
B. CaO 的熔点介于 1918~2852°C之间
C. 向离子晶体中引入有机基团可显著降低其熔点
D. 离子晶体的熔点与离子所带电荷数、离子半径、是否含有机基团等因素都有关
二、非选择题
13. 钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)、镧(La)等在储氢材料方面具有广泛的用途。下图 I 、 II 是一些晶体材料的结构示意图。
请回答下列问题。
(1)写出基态镍原子的核外电子排布式:_____。
(2)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图 I 所示，该合金的化学式为_____，1 ml 镧形成的该合金能储存_____
(3)神舟十五号载人飞船上的 PTC 元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图 II 所示，该晶体经 X 射线衍射分析，重复单位为立方体，边长为 a cm 。顶角位置被 Ti4+所占据，体心位置被 Ba2+ 所占据，所有棱心位置被 O2− 所占据。
①该晶体中的 O 元素与 H 元素形成的化合物的中心原子的杂化类型为_____，其分子的空间结构为_____。
②写出该晶体的化学式:_____。
③若该晶体的密度为 ρ g⋅cm−3 ，阿伏加德罗常数的值为 NA ，则 a= _____ cm 。
14.镁、铜等金属的离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除降低熔点之外还有 。
(2)已知MgO的晶胞结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示,请改正图中的错误: 。
(3)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
解释表中氟化物熔点差异的原因: 。
标准答案
一、单选题
1.答案:D
解析:电子气理论可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等物理性质，但不能解释其化学性质，如易锈蚀，故选 D。
2.答案:D
解析:离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体，A 项正确。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，B 项正确。 金属与非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如 AlCl3 为分子晶体， C 项正确。熔融状态下能导电的晶体可能是金属晶体或离子晶体，D 不正确。
3.答案:D
解析:在 NaCl 晶体结构中，每个 Na+ 周围等距且最近的 Cl 有 6 个，图(1)和图(4)能够满足。在 CsCl 晶体中，与每个 Cs+ 等距且最近的 Cl− 有 8 个，图(2)和图(3)符合。
4.答案:B
解析:同周期从左向右，金属元素原子(或离子)半径逐渐减小，而价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，晶体的熔点逐渐升高。同主族自上而下，金属元素原子(或离子)半径逐渐增大，而价电子数相同，金属键逐渐减弱，晶体的熔点逐渐降低。
5.答案:B
解析:四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。对 Mg2+ 、 Rb+ 、 Ca2+ 、 Ba2+ 进行比较， Rb+ 所带电荷数少,其与 O2− 形成的离子键最弱,故 Rb2O 的熔点最低。对 Mg2+、Ca2+、Ba2+ 进行比较,它们所带电荷一样多,半径 Mg2+BaO ,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为 MgO>CaO>BaO 。综上所述,四种离子晶体熔点的高低顺序是 MgO>CaO>BaO>Rb2O 。
6.答案:A
解析:氧化锌和硫化锌阴、阳离子所带电荷量相同，但氧离子半径小于硫离子半径，因此氧化锌的熔点高于硫化锌, A 项错误。依据均摊法,每个硫化锌晶胞中锌离子个数为 8×18+6×12=4 ,硫离子个数为 4 , 锌离子和硫离子数目相等, B 项正确。由晶胞图可知,晶胞中锌离子周围最近的硫离子共 4 个，C 项正确。硫化锌是由锌离子和硫离子构成的离子化合物，属于离子晶体，D 项正确。
7.答案:D
解析:金属单质含有金属阳离子，金属属于金属晶体，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故 A 项正确。C 和 Si 同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故 B 项正确。活泼金属元素 Al 与活泼非金属元素 Cl 形成的 AlCl3 属于共价化合物，故 C 项正确。Na 的熔点比 AlCl3 低，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，故 D 项错误。
8.答案:B
解析:图 I 中，铜原子个数为 8×18+2×12=2 ，金原子个数为 4×12=2 ，故化学式为 CuAu 。图 II 中，铜原子个数为 8×18=1 ，金原子个数为 6×12=3 ，故化学式为 CuAu3 。图 II 中，铜原子位于立方体的顶角， 故紧邻的铜原子有 6 个。图 I 中,铜原子、金原子各为 2 个,晶胞的体积为 a3 cm3 ,密度 ρ=mV= 64+197×2NAa3 g⋅cm−3=522NAa3 g⋅cm−3 。
9.答案:C
解析: δ−Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有 8 个。 γ−Fe晶体中与每个铁原子
距离相等且最近的铁原子有 12 个。若 α−Fe 晶胞棱长为 a cm,γ -Fe 晶胞棱长为 b cm ,则两种晶体密度比为 b3÷2a3 。将铁加热到 1500℃ 分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不同。
10.答案：B
解析：1个晶胞中含有铁原子的数目为8×18+6×12=4,含有镁原子的数目为8,故铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe,A项正确、B项错误;合金也属于金属晶体,晶体中存在金属键,C项正确;一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,其质量为4×104NA g=416NA g,D项正确。
11.答案:B
解析:金刚石中每个碳原子形成四个 C−C, 每个碳碳键由两个碳原子共用, 所以金刚石中碳原子与碳碳键个数之比为 1:2，故 A 正确；由题意可推出另一种化合物是 NaCl，根据氯化钠的晶胞结构知 Na+ 和 Cl− 的配位数均为 6，故 B 错
误； CCl4 和 Na 在题给条件下反应生成 NaCl 和金刚石，CCl4属于分子晶体，Na 属于金属晶体，NaCl 属于离子晶体，金刚石属于共价晶体，故 C 正确； CCl4 是分子晶体，常温下是液态，金属钠是金属晶体，常温下是固态，故 D 正确。
12.答案:A
解析:离子晶体的熔点有高有低，不一定都比分子晶体高，故 A 错误；Mg、Ca、Ba 属于同一主族，其氧化物的组成和结构相似，离子晶体的熔点与离子所带电荷数成正比、与离子半径成反比,离子半径: Mg2+