化学选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时课时作业

一、选择题(每小题4分，共48分)

1．下列性质适合于离子晶体的是(　A　)

①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电

②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电

③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃

④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g/cm3

⑤熔点－218 ℃，难溶于水

⑥熔点3 900 ℃，硬度很大，不导电

⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱

⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电

A．①⑧    B．②③⑥ 

C．①④⑦   D．②⑤

解析：离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥中熔点达3 900 ℃，硬度很大应是原子晶体。故只有①⑧符合题意。

2．下列性质可以证明某化合物形成的晶体是离子晶体的是(　D　)

A．可溶于水    

B．具有较高的熔点

C．水溶液能导电   

D．固体不导电，熔融状态下能导电

解析：某些分子晶体可溶于水，其水溶液也能导电，如HCl、SO3等，故A、C项不符合题意；B项，原子晶体一般也具有较高的熔点，B项不符合题意；D项，固体不导电，熔融状态下能导电的晶体是离子晶体，不是金属晶体、分子晶体或原子晶体，故D项符合题意。

3．下图是NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是(　B　)

A．晶格能：NaCl>CsCl

B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等

C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8

D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子半径比不同

解析：NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，但阴、阳离子的配位数不相等，分别是6、8。

4．如图所示为离子晶体的空间结构示意图，则离子晶体的对应组成表达式一定不正确的是(　B　)

A．XY    B．XY2Z 

C．X9Y   D．X2Y

解析：A图，该晶胞中平均含有X离子的数目为4×＝，Y离子的数目为4×＝，即晶胞中所含X与Y离子的个数比为1∶1，故该离子晶体的化学式可能为XY，A项正确；B图，该晶胞中平均含有X离子的数目为8×＝1，Y离子的数目为6×＝3，Z离子的数目为1，即晶胞中所含X、Y、Z离子的个数比为1∶3∶1，故该离子晶体的化学式可能为XY3Z，B项错误；C图，该晶胞中平均含有X离子的数目为4×＋4×＋2＝，Y离子的数目为4×＝，即晶胞中所含X、Y离子的个数比为9∶1，故该离子晶体的化学式可能为X9Y，C项正确；D图，该晶胞中平均含有X离子的数目为1，Y离子的数目为4×＝，即晶胞中所含X、Y离子的个数比为2∶1，故该离子晶体的化学式可能为X2Y，D项正确。

5.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，下列有关说法不正确的是(　B　)

A．该晶体属于离子晶体

B．晶体的化学式为Ba2O2

C．该晶体的晶胞结构与NaCl相似

D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个

解析：一个晶胞中含Ba2＋数：8×＋6×＝4，含O数：12×＋1＝4，故晶体的化学式是BaO2。

6．下列不属于影响离子晶体结构的因素的是(　D　)

A．晶体中阴、阳离子的半径比    B．晶体中阴、阳离子的电荷比

C．离子键的纯粹程度   D．离子晶体的晶格能

解析：晶体中阴、阳离子的半径比、电荷比和离子键的纯粹程度均影响离子晶体的结构。而晶格能是用来衡量离子晶体稳定性的数据。

7．下表给出几种化合物的熔点和沸点。

关于表中4种化合物有下列说法，其中正确的是(　C　)

①AlCl3在加热时可升华  ②CCl4属于分子晶体

③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子  ④AlCl3是典型的离子晶体

A．①②④　　　    B．③④ 

C．①②③　　　   D．①②③④

解析：根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华；NaCl为离子晶体，但1 500 ℃高于其沸点，故1 500 ℃时以分子形式存在。故选C。

8．下列对化学知识概括合理的是(　D　)

A．物质中只要有阴离子存在就一定存在阳离子，有阳离子存在也一定有阴离子

B．一种元素可能有多种氧化物，但同种化合价只对应一种氧化物

C．原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键

D．原子晶体熔点不一定比金属晶体高，分子晶体熔点不一定比金属晶体低

解析：A中如金属晶体中只有阳离子而无阴离子；B中如Na2O、Na2O2；C中如分子晶体中稀有气体形成的晶体无化学键；D正确。

9．下列物质性质的变化规律描述正确，且与共价键的键能大小有关的是(　C　)

A．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，熔点依次升高

C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅

D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低

解析：A中F2、Cl2、Br2、I2均为分子晶体，它们熔、沸点的高低与分子间作用力的大小有关；物质的稳定性与化学键键能的大小有关，因为键能H—F>H—Cl>H—Br>H—I，HF、HCl、HBr、HI分子的热稳定性逐渐减弱，HF分子间会形成氢键，所以熔点高低顺序为：HF>HI>HBr>HCl，B错误；金刚石和晶体硅均为原子晶体，原子间共价键的键能越大，该原子晶体的硬度就越大，熔沸点就越高，金刚石中的C—C键的键能大于晶体硅中Si—Si键的键能，C正确；NaF、NaCl、NaBr、NaI均为离子化合物，其晶体是离子晶体，离子晶体熔点的高低与晶格能的大小有关。

10．下列关于物质熔点的排列顺序不正确的是(　A　)

A．生铁>纯铁>钠    B．CI4>CBr4>CCl4>CF4

C．NaCl>NaBr>KBr   D．MgO>H2O>O2

解析：A项中生铁为铁合金，熔点要低于纯铁；B项中物质均为分子晶体，且组成与结构相似，熔点高低与相对分子质量大小一致，B项正确；C项中物质均为离子晶体，离子半径r(Cl－)<r(Br－)，故熔点NaCl>NaBr，而阳离子半径r(Na＋)<r(K＋)，故熔点NaBr>KBr，C项正确；D项中对于不同类型的晶体，熔点高低一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体，故MgO>H2O>O2。

11．根据下表的数据，判断下列说法正确的是(　C　)

A.晶格能的大小与正负离子电荷数和距离成正比

B．晶格能越大，即正负离子间的静电引力越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大

C．NaF晶体比NaCl晶体稳定

D．表中物质CaO的晶体最稳定

解析：A项，根据表中的数据可知，晶格能的大小与正负离子之间的距离成反比；B项，离子键本质是阴、阳离子间的静电作用，不只是引力，还有斥力等，晶格能越大，即正负离子间的静电作用力越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大；C项，晶格能：NaF>NaCl，故NaF晶体比NaCl晶体稳定；D项，晶格能越大，晶体越稳定，表中所列物质中MgO的晶体最稳定。

12．下图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs＋离子核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是(　C　)

A. g/cm3   B. g/cm3

C. g/cm3   D. g/cm3

解析：处于顶角的离子同时为8个晶胞所共有，每个离子有1/8属于晶胞，处于晶体内的离子，全属于晶胞，可知1个氯化铯晶胞有1个Cs＋和1个Cl－。则1 mol 氯化铯的体积为NAa3 cm3，故氯化铯晶体的密度为 g/cm3。

二、非选择题(共52分)

13．(10分)从下列各物质中，选出符合题目要求的填空：

(1)CH4　(2)SiO2　(3)CaCl2　(4)H2O　(5)NH4Cl　(6)KCl　(7)Na

(8)NaCl　(9)KOH　(10)Al　(11)SiC　(12)Ar　(13)NH3

(14)CH3COOH　(15)H2O2　(16)Na2O2　(17)晶体Hg　(18)Br2

(19)晶体硅　(20)金刚石　(21)I2　(22)H2S　(23)CBr4　(24)CF4

①只含有离子键的是(3)(6)(8)；只含有共价键的是(1)(2)(4)(11)(13)(14)(15)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)；既有离子键又有共价键的是(5)(9)(16)；只含有金属键的是(7)(10)(17)。

②属于离子化合物的有(3)(5)(6)(8)(9)(16)；属于共价化合物的有(1)(2)(4)(11)(13)(14)(15)(22)(23)(24)。

③属于离子晶体的有(3)(5)(6)(8)(9)(16)；

属于分子晶体的有(1)(4)(12)(13)(14)(15)(18)(21)(22)(23)(24)；

属于原子晶体的有(2)(11)(19)(20)；

属于金属晶体的有(7)(10)(17)。

解析：本题考查四种晶体的判定方法，准确理解并记忆四种晶体的特性是解答本题的关键。

14．(10分)现有几种物质的熔点(℃)数据：

据此回答下列问题。

(1)A组属于原子晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是共价键。

(2)B组晶体共同的物理性质是①②③④(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HF分子间能形成氢键，其熔化时要消耗的能量更多。

(4)D组晶体可能具有的性质是②④(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)XY晶体的单元结构如图所示，晶体中距离最近的X＋与Y－的核间距离为a cm，已知阿伏加德罗常数为NA mol－1，此晶体密度为ρ g·cm－3，则XY的摩尔质量可表示为2NAa3ρg·mol－1。

解析：(1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。(2)B组都是金属，具有金属晶体的性质。(3)HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)根据均摊法可知，每个晶胞含XY有4个，晶胞体积为(2a)3 cm3，则1 mol 晶胞的质量为·NA·ρ g·cm－3＝2NAa3ρ g，所以XY的摩尔质量为2NAa3 ρ g·mol－1。

15．(10分)四种元素A、B、C、D位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为50；A元素原子的核外只有一个电子；B元素原子的L层p轨道中有2个电子；C元素原子与B元素原子的价层电子数相同；D元素原子的最外层电子数为1，其d轨道中的电子数与K层电子数之比为5∶1。

(1)B、C可分别与A形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，共价化合物a、b的分子式分别是CH4、SiH4；a分子的空间结构是正四面体形。a晶体的晶胞结构如图所示(已知每个○表示一个a分子)，与一个a分子紧密相邻的a分子有12个。

(2)D的单质晶体是面心立方体，立方体的每个面上5个D原子紧密堆积(即面心立方最密堆积)，D原子半径为d cm，设NA为阿伏加德罗常数的值，D原子的相对原子质量为Ar。则D的单质晶体的密度为 g·cm－3。

解析：根据题意推断出各元素是解题的关键。A元素原子的核外只有一个电子，所以A为氢元素；B元素原子的L层p轨道中有2个电子，所以B的电子排布式为1s22s22p2，B为碳元素；C元素原子与B元素原子的价层电子数相同，即C和B为同主族元素，A、B、C、D的核电荷数依次增加，所以C为硅元素；D元素原子的最外层电子数为1，其d轨道中的电子数与K层电子数之比为5∶1，且A、B、C、D的核电荷数之和为50，所以D元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，D为铜元素。(1)C与Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物CH4、SiH4，所以a是CH4，甲烷的空间结构是正四面体形。(2)铜元素形成的单质晶体是面心立方体，该晶胞中铜原子个数＝8×＋6×＝4，铜原子半径为d cm，晶胞的棱长＝ cm＝2d cm，则其体积为(2d cm)3，ρ＝＝＝ g·cm－3。

16．(11分)现有原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子在基态时其2p原子轨道上有2个未成对电子，W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子。回答下列问题：

(1)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是NH3分子间存在氢键。

(2)元素W能形成多种配合物，如：W(CO)5等。

①基态W3＋的M层电子排布式为3s23p63d5。

②W(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断W(CO)5晶体属于分子(填晶体类型)晶体，该晶体中W的化合价为0。

(3)下列说法正确的是BC(填序号)。

A．分子晶体中，共价键的键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高

B．电负性顺序：X<Y<Z<Q

C．因为CaO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔点低

D．H2YO3的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸

(4)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图所示，与一个阴离子距离最近且相等的所有阳离子为顶点构成的几何体为立方体。已知该晶胞的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞边长为 cm。(用含ρ、NA的代数式表示)

解析：原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Q原子在基态时其2p原子轨道上有2个未成对电子，原子序数大于碳，则Q为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子，价电子排布为3d64s2，则W为Fe元素。(1)化合物ZX3是NH3，在氨分子之间除了存在范德华力外还存在氢键，使其沸点比分子间只有范德华力的化合物CH4高。(2)①Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子形成Fe3＋，基态Fe3＋的M层电子排布式为3s23p63d5。②W(CO)5在常温下呈液态，熔、沸点较低，易溶于非极性溶剂，所以据此可判断W(CO)5晶体属于分子晶体，在化合物中所有元素正负化合价的代数和为0。(3)分子晶体中，共价键的键能越大，分子的稳定性越强，而分子晶体的熔、沸点与化学键的强弱无关，A项错误；元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性：H<C<N<O，所以电负性：X<Y<Z<Q，B项正确；KCl、CaO均属于离子晶体，离子所带电荷数越多、离子半径越小，晶格能越大，离子晶体越稳定，其熔、沸点就越高，因为CaO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔点低，C项正确；H2CO3为弱酸，D项错误。(4)晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为8×＋6×＝4，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，与一个氧离子距离最近且相等的钠离子有8个，形成立方体结构；根据均摊法可知，在一个晶胞中含Na＋的个数是8，含有O2－的个数是4，设晶胞边长为a cm，则＝ρ，整理可得a＝。

17. (11分)下图表示一个晶胞，该晶胞为正方体结构，原子(或分子、离子)位于正方体的顶点和面心。试回答下列问题(只需回答一种代表物即可)：

 (1)若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是干冰、碘等。

(2)若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是铜等。

(3)若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是4个，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心。

(4)若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na＋，则晶胞中Cl－的位置是体心和12条棱的中心。

(5)若这是一个不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2中Ca2＋的配位数为8，则图中实心球表示Ca2＋还是F－？Ca2＋。

解析：(1)这是一个面心立方结构，如果是一个分子晶体，典型物质就是CO2、I2等。(2)如果是金属晶体的晶胞，则为面心立方最密堆积，金属中的Ca、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ag都是此类。

(3)金刚石完整的晶胞如上图所示，由此可以看出，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心。(4)在氯化钠晶体中，每个Na＋的周围与之相连的Cl－有6个，当实心球代表Na＋时，Cl－在体心和12条棱的中心。(5)CaF2晶体是面心立方晶胞，Ca2＋占据立方体的8个顶点和6个面心，而F－占据八个小立方体的体心，故图中的实心球代表Ca2＋。