人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第2课时同步练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
A 级·基础达标练
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
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．①④⑦D．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，应是共价晶体。故只有①⑧符合题意。
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( C )
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
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。
3．如图为NaCl和CsCl的晶胞结构，下列说法错误的是 ( D )
A．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C．NaCl和CsCl晶胞中所含阳离子数分别为4和1
D．NaCl和CsCl晶体中阳离子与阴离子的半径比相同
解析：NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数比都为1∶1，均属于AB型离子晶体，故A、B正确；NaCl晶胞中所含Na＋数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，CsCl晶胞中所含Cs数为1，故C正确；钠离子半径小于铯离子半径，则阳离子与阴离子的半径比：NaCl＜CsCl，故D错误。
4．自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( C )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
解析：离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
5．下列叙述正确的是 ( B )
A．离子晶体中，只存在离子键，不可能存在其他化学键
B．共价晶体中，只存在共价键；稀有气体的原子能形成分子晶体
C．NaHSO4、Na2O晶体中的阴、阳离子个数比均为1∶2
D．阴、阳离子通过静电引力而形成的化学键叫离子键
解析：离子晶体中，一定存在离子键，可能存在其他化学键，如NaOH中含有离子键和共价键，A错误；共价晶体中，原子间以共价键结合，因此只存在共价键，而稀有气体的原子是稳定结构，因此一个原子就是一个分子，能形成分子晶体，B正确；NaHSO4的阳离子是Na＋，阴离子是HSOeq \\al(－,4)，晶体中的阴、阳离子个数比为1∶1，C错误；阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键叫离子键，静电作用包括静电引力和静电斥力，D错误。
二、非选择题
6．根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为 6 ；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为 12 ，距离为 eq \r(2)a ；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为 8 ，距离为 eq \r(3)a ；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为 8 。
解析：以题图的一个Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位，有6个；与其次近的Cs＋的距离为eq \r(2)a，在1个晶胞中有3个，而1个Cs＋为8个晶胞共有，故有8×3×eq \f(1,2)＝12个；与其第三近的Cs＋的距离为eq \r(3)a，每个晶胞中有1个，故有8个；与其紧邻且等距的Cl－有8个。
7．碳元素的单质有多种形式，如图所示，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 同素异形体 。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 sp3 、 sp2 。
(3)C60属于 分子 晶体，石墨属于 混合 晶体。
(4)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 σ 共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在 σ 共价键，还有 π(或大π或p­pπ) 键。
解析：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由同种元素形成的不同单质，故它们互为同素异形体。(2)在金刚石中，每个碳原子都形成四个共价单键，故碳原子的杂化方式为sp3；石墨烯中碳原子采用sp2杂化。(3)一个“C60”就是一个分子，故C60属于分子晶体；石墨层与层之间是范德华力，而同一层中碳原子之间是共价键，故形成的晶体为混合晶体。(4)在金刚石晶体中，碳原子之间只形成共价单键，全部为σ键；在石墨层内的碳原子之间既有σ键又有π键。
8．NaCl晶体模型如下图所示：
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引 6 个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着 6 个Na＋，在NaCl晶胞中含有 4 个Na＋、 4 个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有 12 个。
(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是 C 。
A．相邻的正、负离子核间距等于正、负离子半径之和
B．与氯化铯晶体结构相同
C．每个Na＋与6个Cl－作为近邻
解析：(1)在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞Na＋相当于3个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)×12＝3))，因此一个晶胞中共含有4个Na＋，8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,8)×8＝1))，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×6＝3))，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。
图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它最近且距离相等的Cl－也共有12个。
(2)氯化铯晶体结构呈体心立方堆积，B错误；氯化钠晶体中以Na＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl－近邻，C正确；相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和，A错误。
B 级·能力提升练
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．有关离子晶体的下列说法中不正确的是( D )
A．离子晶体在熔融状态时都能导电
B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度
C．离子晶体中阴、阳离子个数比不一定为1∶1
D．离子晶体是由阴阳离子构成的，固态也能导电
解析：在熔融状态下，离子晶体中存在自由移动的离子，故能导电，A项正确；离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，B项正确；离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同，C项正确；氯化钠溶于水时，离子键被破坏，电离成自由移动的阴、阳离子，而固态没有自由移动的阴阳离子，固态不导电，D项不正确。
2．(2020·哈尔滨三中期末)在NaCl晶体中与每个Na＋距离等同且最近的几个Cl－所围成的空间几何构型为( C )
A．正四面体B．正六面体
C．正八面体D．正十二面体
解析：NaCl晶体中Na＋的配位数为6，将6个Cl－相连可得空间几何构型为正八面体。
3．朱经武(PaulChu)教授等发现钇钡铜氧化合物在90 K时具有超导性，该化合物的部分结构如图所示：
该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成，其原料配比(物质的量之比)为( B )
A．1∶1∶1B．1∶4∶6
C．1∶2∶3D．2∶2∶3
解析：晶胞中钡原子个数为2，铜原子个数为eq \f(1,8)×8＋eq \f(1,4)×8＝3，钇原子个数为1，则Y2O3、BaCO3、CuO之比为eq \f(1,2)∶2∶3＝1∶4∶6。
4．(2021·济南高二检测)下列给出了几种氯化物的熔点和沸点：
据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是( A )
A．AlCl3在加热条件下能升华
B．SiCl4晶体属于共价晶体
C．AlCl3晶体是典型的离子晶体
D．MgCl2中含有离子键和非极性共价键
解析：观察AlCl3的熔点和沸点可看出其沸点要低于熔点，所以可以升华，A项正确；从表中看SiCl4的熔点是－70 ℃，熔点低，属于分子晶体的特征，B项错；AlCl3的熔、沸点不高，肯定不属于典型的离子晶体，C项错；MgCl2只含离子键，不含非极性共价键，D项错。
5．石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为CxK，其平面图形如下图所示。x的值为( A )
A．8 B．12
C．24D．60
解析：可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元，每个钾原子被3个这样的正六边形共用，则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×eq \f(1,3)＋1＝3，该六边形内实际含有的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。
6．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：
(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同) D ，其中每个碳原子与 4 个碳原子最近且距离相等。金刚石属于 共价 晶体。
(2)代表石墨的是 E ，每个正六边形占有的碳原子数平均为 2 个。
(3)代表NaCl的是 A ，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有 12 个。
(4)代表CsCl的是 C ，它属于 离子 晶体，每个Cs＋与 8 个Cl－紧邻。
(5)代表干冰的是 B ，它属于 分子 晶体，每个CO2分子与 12 个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为 石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰 。
解析：根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的eq \f(1,3)，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×eq \f(1,3)＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。
7．镁、铜等金属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，其主要作用除了降低熔点之外还有 增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性 。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错误： ⑧应为黑色 。
(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： NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，且Mg2＋的电荷数大于Na＋的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点 。
解析：(1)钠、钾、钙等氯化物在熔融盐中电离，所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2＋周围应该有6个O2－，每个O2－周围应该有6个Mg2＋，根据此规则可得⑧应该改为黑色。(3)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其熔点较高，在离子晶体中，离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔、沸点越高。三种物质中，氟化钠和氟化镁是离子晶体，而氟化硅是分子晶体。NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
714
190(5×101 kPa)
－70
沸点/℃
1 413
1 412
180
57.57
氟化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1 266
1 534
183