第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体离子晶体文档格式.docx
《第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体离子晶体文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体离子晶体文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
C.离子键的强弱阴阳离子的离子半径和离子所带的电荷
D.离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点
AC
解析：
A项,离子键指的是阴阳离子键的静电作用力，包含静电引力和静电斥力，所以A不正确；
B项正确，离子晶体一定含有离子键，可能含有共价键，比如NaOH，钠离子和氢氧根离子键是离子键，在氢氧根离子的内部，氢原子和氧原子间的化学键就是共价键，B正确;
C项，离子键实际上是阴阳离子间的静电作用力，根据库伦定律，静电作用力的强弱与离子所带电荷和离子半径有关，离子电荷数越大，离子半径越小，离子键越强，C正确；
D项，不一定，离子晶体氧化铝的熔点2054℃，共价晶体SiO2的熔点1670℃，所以离子晶体的熔点也可能比共价晶体高，D不正确。
故选AC
4.下列性质适合于离子晶体的是（ ）
A.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能和熔融状态下都导电
B.熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
C.能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃
D.熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·
cm－3
答案 A
解析 离子晶体在液态（即熔融状态）和溶解于水都能发生电离，能导电；
CS2是非极性溶剂，根据相似相溶规律，C不是离子晶体；
离子晶体质硬易碎，且固态不导电，D不是离子晶体。
故选A
5.离子晶体一般不具有的特征是（ ）
A.熔点较高，硬度较大B.易溶于有机溶剂
C.固体时不能导电D.离子间距离较大，其密度较大
答案 BD
解析 离子晶体熔沸点较高，硬度较大，固体不导电；
离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积方式等。
6（双选）下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是（ ）
A．1mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有3个
C．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
D．氯化钠晶体是不导电，是因为钠离子和氯离子间有很强的离子键，钠离子和氯离子不能自由移动
答案 AB
解析 NaCl为面心立方结构，每个晶胞中Na＋的个数为12×
＋1＝4，Cl－的个数为8×
＋6×
＝4，则1mol氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、C项正确；
由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项不正确；
D项，氯化固体不能导电的原因是因为钠离子和氯离子有很强的静电作用，不能自由移动，溶于水或在熔融状态下，离子键被破坏，电离出自由移动的离子，可以导电，D正确。
故选AB
7.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________；
每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为________；
每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为________，距离为________；
每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。
答案 6 12
a 8
a 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
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×
＝12个；
与其第三近的Cs＋的距离为
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。
8.下列有关金属键的叙述错误的是（ ）
A.金属键没有饱和性和方向性
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C.金属键中的电子属于整块金属
D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
答案 B
解析 金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；
金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括静电吸引作用，也包括静电排斥作用；
金属键中的电子属于整块金属；
金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。
9.关于金属性质和原因的描述不正确的是（ ）
A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系
B.金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流
C.金属具有良好的导热性，是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量
D.金属晶体可以被加工成薄片，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键
解析 金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再反射出来，因而金属一般显银白色光泽；
金属具有导电性是因为在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流；
金属具有导热性是因为自由电子受热后，与金属离子发生碰撞，传递能量；
金属能加工成薄片，是因为金属由良好的延展性是因为原子层滑动，但金属键未被破坏。
10.有关离子晶体的下列说法中不正确的是（ ）
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、阳离子个数比为1∶1
D．离子晶体是由阴阳离子构成的，固体液也能导电
答案 CD
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项不正确；
氯化钠溶于水时，电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏，电离出自由移动的离子，固态没有自由移动离子，固态不导电，D项不正确。
故选CD
知识总结：
物质导电的前提是存在自由移动带电的微粒，金属导和石墨导电是存在自由移动的电子；
其它的化合物能导电是因为存在自由移动的离子。
离子晶体在水溶液中或熔融状态下能导电的原因是因为离子晶体在这两种条件下发生了电离，差生了自由移动的离子。
11.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（ ）
A．CaF2是一种沉淀，难溶解于水
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
答案 C
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。
12.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是（ ）
A．该晶体既含有离子键，又含有共价键
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个
解析 该物质Ba2＋和O22—之间的化学键是离子键，O22—内不得氧原子间得化学键是共价键，A正确；
该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C、D不正确；
该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个O
，则晶体的化学式应为BaO2，B不正确。
13.如图所示，在氯化钠晶胞中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的空间结构为（ ）
A.十二面体B.正八面体
C.正六面体D.正四面体
解析 处在中心位置上的Na＋被6个等距离且最近的Cl－包围，将6个Cl－相连，得到的空间结构为正八面体。
14金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。
它是一种体心立方结构。
实际测得金属钨的密度为ρ，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题：
（1）每一个晶胞分摊到________个钨原子。
（2）晶胞的边长a为________。
（3）钨的原子半径r为________（只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。
答案
（1）2
（2）
（3）
×
解析
（1）晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。
（2）每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m＝
，又因每个晶胞的体积V＝a3，所以晶胞密度ρ＝
＝
，a＝
。
（3）钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r＝
a，r＝
15科学家发现钇钡铜氧化合物在90K时具有超导性，若该化合物的结构如图所示，则该化合物的化学式可能是（ ）
A．YBa2Cu3O8B．YBa2Cu2O5
C．YBa2Cu3O5D．YBaCu4O4
解析 由图可知，图中有一个钇原子，两个钡原子。
而铜原子，在顶点和在侧棱各有8个，故总的铜原子数为
8＋
8＝3个。
对于氧原子，共6×
＋7×
＝5个，故C正确。
方法点拨：
计算晶体的化学式，思想是分摊的思想，位于立方体的顶点上的微粒，分摊1/8；
位于楞上的微粒，分摊1/4；
位于面上的微粒，分摊1/2；
位于中心分摊百分之百拥有。
16如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元）。
晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为－2价。
（1）该结构与________的结构相似（填选项字母，下同）。
A.NaClB.CsCl
C.干冰D.SiO2
（2）钾、氧两元素所形成化合物的化学式是________。
A.K2OB.K2O2
C.K2O3D.KO2
（3）下列对此晶体结构的描述正确的是________。
A.晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
B.晶体中每个K＋周围有8个O
，每个O
周围有8个K＋
C.每个O
周围最近且等距离的K＋所围成的空间结构为正八面体
D.晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
答案
（1）A
（2）D （3）CD
解析
（1）该结构与NaCl晶体的结构相似，相当于Na＋被K＋代替，Cl－被O
代替。
（2）晶体中平均每个晶胞有K＋：
8×
＝4个；
有O
：
1＋12×
＝4个，故其化学式为KO2。
（3）由题图可看出，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，晶体中每个K＋周围有6个O
周围有6个K＋，每个O
周围最近且等距离的K＋所围成的空间结构为正八面体，如图所示。
设1molKO2中含有xmol0价的氧原子，ymol－2价的氧原子，则有
，解得x＝
，y＝
，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1。
构建模分摊的思想：
晶胞中不同位置的粒子数的计算。
（1）长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算。
（2）非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占
17
（1）如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是________，丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。
（2）下图为离子晶体立体构型示意图：
（●阳离子，○阴离子）以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：
A________、B________、C________。
答案
（1）2∶1 1∶1 4 4
（2） MN MN3 MN2
解析
（1）甲中N（x）∶N（y）＝1∶（4×
）＝2∶1；
乙中N（a）∶N（b）＝1∶（8×
）＝1∶1；
丙中N（c）＝12×
＋1＝4，N（d）＝8×
＝4。
（2）在A中，含M、N的个数相等，故组成为MN；
在B中，含M：
4＋1＝
（个），含N：
4＋2＋4×
（个），M∶N＝
∶
＝1∶3；
在C中含M：
4＝
（个），含N为1个。
18.氯化铯晶胞（晶体重复的结构单位）如图甲所示，该晶体中Cs＋与Cl－的个数之比为1∶1，化学式为CsCl。
若某晶体晶胞结构如图乙所示，其中含有A、B、C三种元素的粒子，则该晶体中A、B、C的粒子个数之比为（ ）
A．8∶6∶1B．4∶3∶1
C．1∶6∶1D．1∶1∶3
答案 D
解析 根据晶胞的均摊法，在此晶体的晶胞中有A：
＝1个，B：
1×
1＝1个，C：
6×
＝3个，即N（A）∶N（B）∶N（C）＝1∶1∶3，故D正确。
19．已知CsCl晶体的密度为ρg·
cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为
acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为（ ）
A．NA·
a3·
ρB.
C.
D.
解析 该立方体中含1个氯离子，Cs＋的个数为8×
＝1，根据ρV＝
知，M＝ρVNA＝ρa3NA，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量Mr＝ρa3NA，故选A。
20.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___________________________________________________。
（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：
________。
（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：
氟化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1266
1534
183
解释表中氟化物熔点差异的原因：
_________________________________________________。
答案
（1）增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性
（2）⑧应为黑色 （3）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。
升级会员 