2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)幾種簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)模型第1課時(shí)金屬晶體與離子晶體課后習(xí)題魯科版選擇性必修2

PAGEPAGE1第1課時(shí)金屬晶體與離子晶體A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列離子晶體中陰、陽(yáng)離子核間距最大的是()A.LiCl B.NaBr C.KCl D.KBr2.下列關(guān)于金屬性質(zhì)和緣由的描述不正確的是()A.金屬一般具有銀白色光澤,是物理性質(zhì),與金屬鍵沒有關(guān)系B.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是因?yàn)榻饘倬w中共享了金屬原子的自由電子,在外電場(chǎng)的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性能,是因?yàn)樽杂呻娮油ㄟ^與金屬離子發(fā)生碰撞,傳遞了能量D.金屬晶體具有良好的延展性,是因?yàn)榻饘倬w中的原子層可以滑動(dòng)而不破壞金屬鍵3.下列關(guān)于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的說法正確的是()A.NaCl晶體中,每個(gè)Na+四周吸引的Cl-與每個(gè)Cl-四周吸引的Na+數(shù)目相等B.NaCl晶體中,每個(gè)Na+四周吸引1個(gè)Cl-C.NaCl晶胞中的質(zhì)點(diǎn)代表一個(gè)NaClD.NaCl晶體中存在單個(gè)的NaCl分子4.下列關(guān)于金屬晶體的六方最密積累的結(jié)構(gòu)型式的敘述中,正確的是()A.晶胞是六棱柱結(jié)構(gòu)B.晶胞是六面體結(jié)構(gòu)C.每個(gè)晶胞中含有6個(gè)原子D.每個(gè)晶胞中含有17個(gè)原子5.下列各組金屬熔點(diǎn)凹凸依次正確的是()A.Mg>Al>CaB.Al>Na>LiC.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al6.下列關(guān)于晶格能的敘述正確的是()A.晶格能是氣態(tài)原子形成1mol離子晶體所釋放的能量B.晶格能僅與形成晶體的離子半徑有關(guān)C.晶格能是指相鄰離子間的靜電作用D.晶格能越大的離子晶體,其熔點(diǎn)越高、硬度越大7.將Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分別加熱熔化,須要克服相同類型作用力的物質(zhì)有()A.2種 B.3種C.4種 D.5種8.科學(xué)家通過X射線證明,MgO、CaO、NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相像。(1)某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示,請(qǐng)改正圖中的錯(cuò)誤:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)MgO是優(yōu)良的耐高溫材料,MgO的熔點(diǎn)比CaO的高,其緣由是。

9.(1)依據(jù)下列敘述推斷,肯定為金屬晶體的是(填字母,下同)。

A.由分子間作用力形成,熔點(diǎn)很低B.由共價(jià)鍵結(jié)合形成立體三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體,熔點(diǎn)很高C.固體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性(2)同類晶體物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的改變是有規(guī)律的,試分析下列兩組物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律性改變的緣由:A組物質(zhì)NaClKClCsCl熔點(diǎn)/K10741049918B組物質(zhì)NaMgAl熔點(diǎn)/K370922933晶體熔、沸點(diǎn)的凹凸,取決于組成晶體微粒間的作用力的大小。A組物質(zhì)是晶體。B組物質(zhì)是晶體,價(jià)電子數(shù)由少到多的依次是,粒子半徑由大到小的依次是。

B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練以下選擇題中有1~2個(gè)選項(xiàng)符合題意。10.下列敘述錯(cuò)誤的是()A.金屬單質(zhì)或其合金在固態(tài)和液態(tài)時(shí)都能導(dǎo)電B.晶體中存在離子的肯定是離子晶體C.金屬晶體中的自由電子為整塊晶體所共有D.鈉比鉀的熔點(diǎn)高是因?yàn)殁c中金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的作用力強(qiáng)11.已知金屬鈉能與兩種鹵族元素形成化合物Q、P,它們的晶格能分別為923kJ·mol-1、786kJ·mol-1,下列有關(guān)說法不正確的是()A.Q的熔點(diǎn)比P的高B.若P是NaCl,則Q肯定是NaFC.Q中鍵長(zhǎng)較大D.若P是NaCl,則Q可能是NaBr12.金屬晶體中金屬原子有三種常見的積累方式,a、b、c分別代表這三種積累方式形成的晶胞結(jié)構(gòu),則晶胞a、b、c內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶913.金屬鈉晶體的晶胞為體心立方晶胞(),晶胞的邊長(zhǎng)為a。假定金屬鈉原子為等徑的剛性球,且晶胞中處于體對(duì)角線上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑r為()A.a2 B.C.3a2 D.14.如圖所示為NaCl和CsCl的晶胞結(jié)構(gòu),下列說法錯(cuò)誤的是()A.NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體B.NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同C.NaCl和CsCl晶體中陽(yáng)離子的配位數(shù)均為6D.NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,所以陽(yáng)離子與陰離子的半徑比相同15.有一種藍(lán)色晶體[可表示為MxFey(CN)6],經(jīng)X射線探討發(fā)覺,它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+和Fe2+相互占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-位于立方體棱上。其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。下列說法正確的是()A.該晶體的化學(xué)式為MFe3(CN)6B.該晶體屬于離子晶體,M呈+1價(jià)C.該晶體屬于離子晶體,M呈+2價(jià)D.晶體中與每個(gè)Fe3+距離最近且等距離的CN-為3個(gè)16.下列敘述不正確的是()A.Li2S晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,S2-的配位數(shù)是8B.某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2,晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3∶1C.氯化鈉晶胞如圖3,離鈉離子最近的鈉離子有6個(gè)D.銅與氧元素形成的晶胞如圖4,晶胞中Cu勻稱地分散在立方體內(nèi)部,a、b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0,0,0)、(12,117.Al的晶體中原子的積累方式如圖甲所示,其晶胞特征如圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示。若已知Al的原子半徑為dcm,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,Al的相對(duì)原子質(zhì)量為M,請(qǐng)回答:(1)晶胞中一個(gè)Al原子四周最近的Al原子個(gè)數(shù)為,一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為。

(2)該晶體的密度為(用字母表示)g·cm-3。

18.ZnS、NaCl、CsCl、CaF2分別代表四種常見的離子晶體結(jié)構(gòu)模型,依據(jù)圖示回答下列問題:(1)試寫出圖中三種結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的化學(xué)式:圖甲、圖乙、圖丙。在這三種晶體中,每個(gè)陽(yáng)離子四周的陰離子在空間構(gòu)成的空間構(gòu)型分別為。

(2)在NaCl、CsCl晶體中,每個(gè)Cl-的四周與它等距離且最近的Cl-分別有個(gè)、個(gè)。

(3)下圖所示是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來(lái)的結(jié)構(gòu)圖是(填字母)。

A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅱ和ⅢC.Ⅰ和Ⅳ D.只有ⅣC級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練19.回答下列問題:(1)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,CaC2晶體中含有啞鈴形C22-,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。CaC2晶體中1個(gè)Ca2+四周距離最近的C(2)已知CaO晶體密度為ag·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則CaO晶胞體積為cm3。

(3)MgO具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采納面心立方最密積累方式,X射線衍射試驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型晶體結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a'=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。

第1課時(shí)金屬晶體與離子晶體1.D三種陽(yáng)離子Li+、Na+、K+都是堿金屬離子,隨核電荷數(shù)的增加半徑增大,故K+半徑最大;兩種陰離子Cl-、Br-是同主族元素形成的離子,Br-電子層數(shù)多,半徑較大。綜上所述,核間距最大的是KBr。2.A金屬中的自由電子汲取了可見光,又把各種波長(zhǎng)的光大部分再反射出來(lái),因而金屬一般顯銀白色光澤,A項(xiàng)錯(cuò)誤。3.A氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+四周吸引6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-四周吸引6個(gè)Na+;NaCl晶體中的質(zhì)點(diǎn)表示Na+或Cl-;NaCl晶體中不存在單個(gè)NaCl分子。4.B金屬晶體的六方最密積累的晶胞是平行六面體結(jié)構(gòu)(),每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)為4×16+4×112+1=25.C離子所帶電荷數(shù):Al3+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金屬陽(yáng)離子半徑:r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),故C正確,A錯(cuò)誤,B中Li>Na,D中Al>Mg>Ba。6.D晶格能是將1mol離子晶體完全氣化為氣態(tài)陰、陽(yáng)離子所汲取的能量,晶格能不僅與形成晶體的離子半徑有關(guān),還與離子所帶電荷的多少有關(guān)。晶格能越大,晶體的熔點(diǎn)越高,硬度也越大,所以D項(xiàng)正確。7.CNa是金屬晶體,熔化時(shí)破壞的是金屬鍵;Na2O是離子晶體,熔化時(shí)破壞的是離子鍵;NaOH是離子化合物,熔化時(shí)斷裂的是離子鍵;Na2S是離子化合物,熔化時(shí)斷裂的是離子鍵;Na2SO4是離子化合物,熔化時(shí)斷裂的是離子鍵。故上述五種物質(zhì)分別加熱熔化,須要克服相同類型作用力的物質(zhì)有4種。8.答案(1)空心球應(yīng)為O2-,實(shí)心球應(yīng)為Mg2+;8號(hào)空心球應(yīng)改為實(shí)心球(2)Mg2+半徑比Ca2+小,MgO的晶格能大解析(1)Mg2+的半徑小于O2-,故空心球應(yīng)為O2-,實(shí)心球應(yīng)為Mg2+;圖中黑、白球應(yīng)當(dāng)交替出現(xiàn),故8號(hào)球應(yīng)為實(shí)心球。(2)MgO與CaO的離子所帶電荷數(shù)相同,Mg2+半徑比Ca2+小,MgO晶格能大,熔點(diǎn)高。9.答案(1)C(2)離子金屬Na<Mg<AlNa>Mg>Al解析(1)A項(xiàng)屬于分子晶體;B項(xiàng)屬于共價(jià)晶體;C項(xiàng)是金屬的通性。(2)A組物質(zhì)為離子晶體。B組物質(zhì)為金屬晶體,是由金屬鍵結(jié)合而成的,價(jià)電子數(shù)排列依次:Na<Mg<Al,而粒子半徑排列依次:Na>Mg>Al。10.B離子晶體中存在陰、陽(yáng)離子,而在金屬晶體中存在金屬陽(yáng)離子和自由電子,所以B錯(cuò)誤;自由電子在整塊金屬中可自由移動(dòng),為整塊晶體所共有,所以C正確;金屬晶體的熔點(diǎn)凹凸取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,金屬鍵越強(qiáng),金屬晶體的熔點(diǎn)越高,反之,越低,所以D正確。11.CDQ的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔點(diǎn)比P高,A項(xiàng)正確;因F-的半徑比Cl-的小(其他鹵素離子的半徑比Cl-的大),故NaF的晶格能大于NaCl的,故B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;因Q、P中成鍵離子所帶電荷數(shù)相同,故二者晶格能的差異是由鍵長(zhǎng)確定的,晶格能越大,表明鍵長(zhǎng)越小,C項(xiàng)錯(cuò)誤。12.Aa晶胞中,頂點(diǎn)的微粒被6個(gè)晶胞共用,所以a中原子個(gè)數(shù)為12×16+2×12+3=6;b中原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4;c中原子個(gè)數(shù)為813.B假如沿著某一體對(duì)角線對(duì)晶胞進(jìn)行切割,可得如圖所示的結(jié)構(gòu),其中AB為晶胞的邊長(zhǎng),BC為晶胞的面對(duì)角線,AC為晶胞的體對(duì)角線。依據(jù)立方體的特點(diǎn)可知:BC=2a,結(jié)合AB2+BC2=AC2得:r=3a14.CDNaCl和CsCl都是由陰、陽(yáng)離子通過離子鍵構(gòu)成的晶體,陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比都為1∶1,則都屬于AB型離子晶體,故A正確、B正確;結(jié)合題圖可知,NaCl中鈉離子的配位數(shù)為6,CsCl中銫離子的配位數(shù)為8,故C錯(cuò)誤;NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,但鈉離子半徑小于銫離子半徑,則NaCl的陽(yáng)離子與陰離子的半徑比小于CsCl的陽(yáng)離子與陰離子的半徑比,故D錯(cuò)誤。15.B由題圖可推出,晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元中含F(xiàn)e2+的個(gè)數(shù)為4×18=12,含F(xiàn)e3+的個(gè)數(shù)也為12,CN-的個(gè)數(shù)為12×14=3,因此陰離子為Fe2(CN)6-,則該晶體的化學(xué)式只能為MFe2(CN)6,由陰、陽(yáng)離子形成的晶體為離子晶體,M的化合價(jià)為+1價(jià),故B項(xiàng)正確;由題圖可看出與每個(gè)16.CLi+與S2-的個(gè)數(shù)比為2∶1,則Li+與S2-的配位數(shù)之比為1∶2,由Li2S的晶胞結(jié)構(gòu)可知,Li+的配位數(shù)為4,則S2-的配位數(shù)是8,A正確;用切割法可知,晶胞中Ni原子的個(gè)數(shù)為8×18=1,Cu原子的個(gè)數(shù)為6×12=3,則晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3∶1,B正確;以1個(gè)頂點(diǎn)Na+為探討對(duì)象,在題圖晶胞中離其最近的Na+為位于面心上的3個(gè)Na+,由于頂點(diǎn)Na+為8個(gè)晶胞共有,面心Na+為2個(gè)晶胞共有,則氯化鈉晶胞中離鈉離子最近的鈉離子有8×32=12個(gè),C錯(cuò)誤;晶胞中Cu勻稱地分散在立方體內(nèi)部,由晶胞可知Cu位于體對(duì)角線上、與體心O的距離為體對(duì)角線的14,a、b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0,0,0)、(12,1217.答案(1)124(2)M解析(1)該晶胞中,一個(gè)Al原子四周最近的Al原子個(gè)數(shù)為12,一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為8×18+6×12(2)利用公式求金屬晶體的密度,關(guān)鍵是找出正方體晶胞的邊長(zhǎng)。本題中面對(duì)角線的長(zhǎng)度為4dcm,然后依據(jù)邊長(zhǎng)的2倍等于面對(duì)角線的長(zhǎng)度可求得晶胞正方體的邊長(zhǎng),進(jìn)而依據(jù)公式ρ=mV18.答案(1)CsClNaClZnS立方體、正八面體、正四面體(2)126(3)C解析在ZnS晶體中,陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都是4,故圖丙可表示該晶體結(jié)構(gòu),在Zn2+四周的S2-構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu);在NaCl晶體中,每個(gè)Na+四周有6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-四周有6個(gè)Na+,故圖乙可表示該晶體結(jié)構(gòu),在Na+四周的6個(gè)Cl-形成正八面體,每個(gè)Cl-四周與它等距離且最近的Cl-有12個(gè);在CsCl晶體中,每個(gè)Cs+四周的8個(gè)Cl-形成立方體,圖甲可表示該晶體結(jié)構(gòu),設(shè)定圖甲中心離子為Cl-,該Cl-四周與它等距離且最近的Cl-位于該立方體前、后、左、右、上、下的6個(gè)立方體的體心。(3)依據(jù)NaCl和CsCl兩種典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析圖示。圖Ⅰ中與黑球最近的白球有6個(gè),圖Ⅳ為簡(jiǎn)潔立方結(jié)構(gòu),故Ⅰ和Ⅳ應(yīng)表示NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。圖Ⅱ中與黑球最近的白球有8個(gè),圖Ⅲ為體心立方結(jié)構(gòu),故Ⅱ和Ⅲ應(yīng)表示CsCl的晶體結(jié)構(gòu)。19.答案(1)4(