人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第二课时课时训练

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二课时课时训练，共12页。试卷主要包含了下列叙述不正确的是，萤石是一种难溶于水的固体等内容，欢迎下载使用。
A．离子晶体中只含有离子键
B．含有离子键的晶体一定是离子晶体
C．离子晶体中可能含有共价键
D．有的离子晶体的阴离子或阳离子中存在电中性分子
2．仅由下列各组元素所组成的化合物，不可能形成离子晶体的是( )
A．H、O、SB．Na、H、O
C．K、Cl、OD．H、N、Cl
3．在冰晶石(Na3[AlF6])晶胞中，[AlF6]3－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则冰晶石晶胞中含Na＋个数为( )
A．12B．8
C．4D．3
4．为了确定SbCl3、SbCl4、SbCl5是否为离子化合物，可进行下列实验，其中合理的是( )
A．观察常温下的状态，SbCl5是苍黄色液体，SbCl4为无色液体。结论：SbCl5和SbCl4都是离子化合物
B．测定SbCl3、SbCl5、SbCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、－33℃。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都不是离子化合物
C．将SbCl3、SbCl4、SbCl5分别溶解于水中，分别滴入用HNO3酸化的AgNO3溶液，均产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都是离子化合物
D．测定SbCl3、SbCl4、SbCl5的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都是离子化合物
5．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是( )
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
6．下列有关离子晶体的比较不正确的是( )
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．离子键强弱：NaF>NaCl>NaBr
C．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等
D．硬度：MgO>CaO>BaO
7．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( )
A．正四面体B．正六面体
C．正八面体D．正十二面体
8．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )
A．2∶3 B．2∶1 C．1∶3 D．3∶2
9．北京大学和中国科学院的化学工作者最近研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子晶体，且有良好的超导性，下列K3C60的组成和结构分析正确的是( )
A．该物质分子式为K3C60
B．K3C60的摩尔质量是837
C．1mlK3C60中含有的离子键的数目为63×6.02×1023个
D．K3C60中既有离子键，又有共价键，在熔融状态下能导电
10．下图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NH eq \\al(＋,4) 核间距离为acm，氯化铵的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度(单位g·cm－3)为( )
A．eq \f(8M,a3NA)B．eq \f(M,a3NA)
C．eq \f(a3M,8NA)D．eq \f(a3M,NA)
11．高温下超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价，如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O eq \\al(－,2)
B．晶体中每个K＋周围有8个O eq \\al(－,2) ，每个O eq \\al(－,2) 周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中，0价氧与－2价氧的数目比为2∶1
12．硅酸盐与二氧化硅一样，都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成，其中表示氧原子，黑点表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某无限长单键的多聚硅酸根离子的结构，试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为( )
A．1∶2B．1∶3
C．1∶4D．2∶5
13．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eq \f(2,3)s轨道与eq \f(1,3)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；石墨能导电
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．下图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A．(1)和(3) B．(2)和(3)
C．(1)和(4) D．只有(4)
2．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，晶胞参数a＝b＝c，α＝β＝γ，下列有关说法正确的是( )
A．该晶体属于离子晶体，晶体的化学式为BaO
B．该晶体中化学键类型只有离子键
C.该晶体晶胞结构与ZnS相似
D．O eq \\al(2－,2) 填入Ba2＋堆积产生的八面体空隙，填隙率100%
3．“原子坐标参数”可以表示晶胞内部各原子的相对位置。CaF2是典型的离子晶体，A、B两点坐标如图所示，晶胞边长为acm。下列说法错误的是( )
A．Ca2＋周围最近且等距离的F－为4个
B．Ca2＋和F－最近核间距为eq \f(\r(3),4)acm
C．C点的坐标参数为(eq \f(3,4)，eq \f(3,4)，eq \f(1,4))
D．CaF2的熔点高于CaCl2
4．如图所示为离子晶体的晶胞结构示意图，则离子晶体的对应组成表达一定不正确的是( )
5．下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是( )
A．NaClB．Na2O
C．Na2O2D．NaOH
二、非选择题
6．NaCl是重要的化工原料。回答下列问题：
(1)元素Na的焰色反应呈________色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子，其价电子轨道表示式为________。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构，但其熔点比NaCl低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0，0，0)，B的原子坐标为(eq \f(1,2)，0，eq \f(1,4))，则C的原子坐标为______________________________。
②晶体中，Cl构成的多面体包含________个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为________。
③已知晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为________g·cm－3(列出计算式)。
7．石墨是一种混合型晶体，具有多种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示，回答下列问题：
(1)基态碳原子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)CH eq \\al(－,3) 是有机反应中重要的中间体，其空间结构为________。
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________，晶体中微粒间的作用力有________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为存在________(填字母)。
A．离子键B．共价键
C．π键D．氢键
E．范德华力

1.
[2022·湖北卷]某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．Ca2＋的配位数为6
B．与F－距离最近的是K＋
C．该物质的化学式为KCaF3
D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
2．LiF晶体结构属于氯化钠型，其晶胞结构如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．离子半径：Li＋＜Na＋、F－＜Cl－
B．LiF的熔点和沸点比NaCl的高
C．LiF晶体结构中每个Li＋周围有6个F－
D．1个LiF晶胞中含有的Li＋和F－数均是6
3．Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。下列有关Li及其化合物的说法中错误的是( )
A．LiAlH4中存在离子键、σ键
B．Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图1的Brn­Haber循环计算得2908kJ·ml－1
C．Li2O具有反萤石结构，晶胞如图2所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA×（0.4665×10－7）3)g·cm－3
D.LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子的空间结构是三角锥型
4.填空。
(1)下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。
(2)已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单链结合，试根据下图(晶体的一部分)确定该晶体的化学式为________ (用A、B表示)。
(3)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。
第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体
必备知识基础练
1．答案：A
解析：NaOH为离子晶体，含有离子键和共价键，A错误；含有离子键的化合物形成的晶体一定是离子晶体，B正确；NaOH为离子晶体，含有离子键和共价键，C正确；Cu(NH3)4SO4·H2O为离子晶体，阳离子[Cu(NH3)4]2＋中存在电中性分子NH3，D正确；故选A。
2．答案：A
解析：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。B项如NaOH，C项如KClO，D项如NH4Cl，均为离子晶体。
3．答案：A
解析：NaCl晶胞中所含Cl－个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，由题意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的个数也应为4，化学式Na3[AlF6]中Na＋和[AlF6]3－的个数比为3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋个数为4×3＝12。故选A。
4．答案：B
解析：离子化合物的熔、沸点较高，常温下均为固体，故A错误；由熔点数据可知SbCl3、SbCl5、SbCl4的熔点均比较低，而离子化合物的熔点一般较高，故B正确；HCl溶于水电离产生Cl－，也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，但HCl为分子晶体，故C错误；某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl晶体等，故D错误；故选B。
5．答案：C
解析：难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明CaF2一定是离子晶体，故A不符；熔、沸点较高，硬度较大，也可能是共价晶体，B项不能说明CaF2一定是离子晶体，故B不符；固体不导电但熔融状态下可以导电，一定有自由移动的离子生成，C项说明CaF2一定是离子晶体，故C正确；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，只能说明CaF2可能是极性分子，不能说明CaF2一定是离子晶体，故D不符；故选C。
6．答案：A
解析：r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷数依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，故熔点依次升高，A项错误；r(F－)C。
(3)CH eq \\al(－,3) 中心原子碳的价层电子对数为3＋eq \f(4＋1－3×1,2)＝4，为sp3杂化，三个杂化轨道填充共用电子对，一个杂化轨道被孤电子对占据，故离子的空间结构为三角锥形。
(4)石墨晶体为平面层状结构，层内每个碳原子与周围三个碳原子形成共价键，且键角为120°，则碳原子为sp2杂化。层内相邻碳原子间以共价键结合，未杂化的p轨道形成大π键，层间以范德华力结合，故选BCE。金刚石中碳原子间以单键结合，而石墨中碳原子间还形成π键，使其键能增大，故石墨熔点高于金刚石。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：Ca2＋在晶胞体心，与其距离相等且最近的为在面心处的F－，故A项正确；Ca2＋与F－的最近距离是棱长的一半，K＋与F－的最近距离是面对角线长度的一半，则与F－距离最近的是Ca2＋，B项错误；Ca2＋在体心，个数为1，F－在面心，个数为6×eq \f(1,2)＝3，K＋在顶角，个数为8×eq \f(1,8)＝1，故C项正确；若F－换为Cl－，Cl－半径大，故晶胞棱长将改变，D项正确。
2．答案：D
解析：电子层数越多半径越大，则离子半径：Li＋＜Na＋、F－＜Cl－，A正确；阴、阳离子所带电荷数分别相同，但Li＋半径小于Na＋半径、F－半径小于Cl－半径，LiF的熔点和沸点比NaCl的高，B正确；LiF晶体结构中，体心的Li＋，每个Li＋周围有6个F－，C正确；1个LiF晶胞中含有的Li＋为1＋12×eq \f(1,4)＝4，F－为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，均为4，D错误；故选D。
3．答案：D
解析：LiAlH4由锂离子和AlH eq \\al(－,4) 构成，存在离子键，AlH eq \\al(－,4) 中Al与H之间形成σ键，故A正确；晶格能是指气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，Li2O是离子晶体，由图1可知，其晶格能为2908kJ·ml－1，故B正确；由Li2O的晶胞结构图可知，一个晶胞中Li＋的个数为8，则O2－的个数为4，则Li2O的密度为eq \f(8×7＋4×16,NA×（0.4665×10－7）3)g·cm－3，故C正确；LiAlH4中的阴离子为AlH eq \\al(－,4) ，孤电子对数为eq \f(3＋1－4×1,2)＝0，σ键电子对数为4，则空间结构是正四面体形，故D错误；故选D。
4．答案：(1)＋3价
(2)B3A4(或A4B3)
(3)eq \f(\r(2),4)a eq \f(\r(3),4)a eq \f(64×16＋24×8,NA（a×10－10）3)
解析：(1)R个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，G个数为16×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＋2＝8，Q个数为8×eq \f(1,4)＋2＝4，则化学式为RQ2G4，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为＋3。
(2)根据结构分析出B最外层有4个电子，每个电子与另一个A形成B—A(一对共用电子对)，因此一个B原子链接4个A原子，根据A最外层有3个电子，每个电子与另一个B形成A—B(一对共用电子对)，因此一个A原子链接3个B原子，则该晶体的化学式为B3A4(或A4B3)。
(3)根据晶胞结构可知Cu原子之间最短距离为面对角线的四分之一，由于晶胞参数为apm，则面对角线是eq \r(2)apm，则x＝eq \f(\r(2),4)apm；Mg原子之间最短距离为体对角线的四分之一，体对角线是eq \r(3)apm，则y＝eq \f(\r(3),4)apm；根据晶胞结构可知晶胞中含有Mg原子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＋4＝8，Cu原子个数为16，则晶胞的密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(64g·ml－1×16＋24g·ml－1×8,NAml－1),（a×10－10）3cm3)＝eq \f(64×16＋24×8,NA（a×10－10）3)g·cm－3。
必备知识基础练
进阶训练第一层
关键能力综合练
进阶训练第二层
学科素养升级练
进阶训练第三层