2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)12 金屬晶體與離子晶體 魯科版選修3.doc

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學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十二)　金屬晶體與離子晶體 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．離子晶體不可能具有的性質(zhì)是(　　) A．較高的熔、沸點(diǎn) B．良好的導(dǎo)電性 C．溶于極性溶劑 D．堅(jiān)硬而易粉碎 【解析】　離子晶體是陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的，在固態(tài)時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到彼此的束縛不能自由移動(dòng)，因而不導(dǎo)電。離子晶體溶于水或在熔融狀態(tài)下，解離成自由移動(dòng)的離子，可以導(dǎo)電。 【答案】　B 2．元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n＋與N3－所形成晶體的結(jié)構(gòu)單元如圖所示，則Xn＋中n的值為(　　) A．1　　 B．2 C．3 D．4 【解析】　晶胞中小黑點(diǎn)為121/4＝3，空心圓圈為81/8＝1，根據(jù)化學(xué)式中化合價(jià)代數(shù)和為0，則n＝1。 【答案】　A 3．在金屬晶體中，金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高。由此判斷下列各組金屬熔、沸點(diǎn)高低順序，其中正確的是(　　) A．Mg＞Al＞Ca B．Al＞Na＞Li C．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞Al 【解析】　電荷數(shù)：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金屬陽(yáng)離子半徑：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，則A中熔 、沸點(diǎn)Al＞Mg，B中熔、沸點(diǎn)Li＞Na，D中熔、沸點(diǎn)Al＞Mg＞Ba，都不符合題意。 【答案】　C 4．下列圖像是NaCl、CsCl、ZnS等離子晶體結(jié)構(gòu)圖或是從其中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖。試判斷屬于NaCl的晶體結(jié)構(gòu)的圖像為(　　) 【解析】　由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)可知：A為ZnS的晶體結(jié)構(gòu)，C、D為CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，只有B為NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。 【答案】　B 5．金屬的下列性質(zhì)中與金屬晶體無(wú)關(guān)的是(　　) A．良好的導(dǎo)電性 B．反應(yīng)中易失電子 C．良好的延展性 D．良好的導(dǎo)熱性 【解析】　A、C、D都是金屬共有的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)都是由金屬晶體所決定的；B項(xiàng)，金屬易失電子是由原子的結(jié)構(gòu)決定的，所以和金屬晶體無(wú)關(guān)。 【答案】　B 6．下列關(guān)于金屬晶體和離子晶體的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是(　　) A．都可采取“緊密堆積”結(jié)構(gòu) B．晶體中都含有陽(yáng)離子 C．離子晶體的熔點(diǎn)不一定比金屬晶體高 D．離子晶體都能導(dǎo)電 【解析】　A項(xiàng)中，金屬鍵和離子鍵均無(wú)方向性和飽和性，使金屬晶體和離子晶體均能形成緊密堆積結(jié)構(gòu)；B項(xiàng)中，兩類晶體都含有陽(yáng)離子；C項(xiàng)中，離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)雖然有較大的差異，但大多數(shù)的熔、沸點(diǎn)是比較高的；D項(xiàng)中，離子晶體在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。 【答案】　D 7．X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素，已知它們的碳酸鹽的熱分解溫度：T(XCO3)＞T(YCO3)，則下列判斷不正確的是(　　) A．晶格能：XCO3＞YCO3 B．陽(yáng)離子半徑：X2＋＞Y2＋ C．金屬性：X＞Y D．氧化物的熔點(diǎn)：XO＜YO 【解析】　碳酸鹽的熱分解溫度與形成碳酸鹽的金屬元素的活潑性有關(guān)，金屬越活潑，形成的鹽越穩(wěn)定，因此根據(jù)碳酸鹽的熱分解溫度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可判斷出X的活潑性大于Y，即金屬性：X＞Y，在周期表中，X位于Y的下面，陽(yáng)離子半徑：X2＋＞Y2＋，所以B、C選項(xiàng)正確。根據(jù)陽(yáng)離子半徑：X2＋＞Y2＋以及影響離子化合物晶格能、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的因素可知，晶格能：XCO3＜YCO3，氧化物的熔點(diǎn)：XO＜YO，D項(xiàng)正確。 【答案】　A 8．下圖是金屬晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單示意圖 仔細(xì)觀察該結(jié)構(gòu)，以下有關(guān)金屬能導(dǎo)電的理由中正確的是(　　) A．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹薪饘訇?yáng)離子 B．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹械淖杂呻娮釉谕怆妶?chǎng)作用下做定向運(yùn)動(dòng) C．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹须娮忧覠o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子和自由電子的相互作用 【解析】　金屬中含有金屬陽(yáng)離子和自由電子，自由電子屬于整塊金屬，能夠自由移動(dòng)，在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子定向移動(dòng)，從而能夠?qū)щ姟? 【答案】　B 9．Al2O3的下列性質(zhì)能用晶格能解釋的是(　　) A．Al2O3可用作耐火材料 B．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)能導(dǎo)電 C．Al2O3是兩性氧化物 D．晶體Al2O3可以作寶石 【解析】　Al2O3中Al3＋和O2－所帶電荷都比較多，半徑又都很小，因此Al2O3的晶格能很大，熔點(diǎn)很高，故Al2O3可作耐火材料。 【答案】　A 10．在金屬晶體中最常見(jiàn)的三種堆積方式有： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66240027】 (1)配位數(shù)為8的是________堆積。 (2)配位數(shù)為_(kāi)_______的是面心立方最密堆積。 (3)配位數(shù)為_(kāi)_______的是________堆積。其中以…ABAB…方式堆積的________和以…ABCABC…方式堆積的________空間利用率相等，就堆積層來(lái)看，二者的區(qū)別是在第________層。 【答案】　(1)體心立方最密　(2)12　(3)12　六方最密　六方最密堆積　面心立方最密堆積　三 11．同類晶體物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的變化是有的，試分析下列兩組物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律性變化的原因： A組 物質(zhì) NaCl KCl CsCl 熔點(diǎn)(K) 1 074 1 049 918 B組 物質(zhì) Na Mg Al 熔點(diǎn)(K) 317 923 933 晶體熔、沸點(diǎn)的高低，決定于構(gòu)成晶體微粒間的作用力的大小。A組晶體屬__________晶體，晶體微粒之間通過(guò)________相連，微粒之間的作用力由大到小的順序是________________。B組晶體屬________晶體，價(jià)電子數(shù)由少到多的順序是________________，離子半徑由大到小的順序是________________。金屬鍵強(qiáng)度由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______________。 【解析】　A組NaCl、KCl、CsCl為同一主族的鹵化物且為離子化合物，故離子鍵越弱，熔、沸點(diǎn)越低，而Na＋、K＋、Cs＋離子半徑逐漸增大，故離子鍵Na＋與Cl－、K＋與Cl－、Cs＋與Cl－的鍵能逐漸減小，熔沸點(diǎn)依次降低；而B(niǎo)組中為Na、Mg、Al是金屬晶體且為同一周期，因此金屬原子核對(duì)外層電子束縛能力越來(lái)越大，形成金屬鍵時(shí)，金屬鍵越來(lái)越牢固，故熔、沸點(diǎn)依次升高，價(jià)電子數(shù)依次增多，離子半徑逐漸減小。 【答案】　離子　離子鍵　NaCl＞KCl＞CsCl　金屬　Na＜Mg＜Al　Na＋＞Mg2＋＞Al3＋　Na＜Mg＜Al 12．銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途，如金屬銅用來(lái)制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。 (1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外電子排布式為_(kāi)____________________________________________________________。 (2)如圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。 (3)往硫酸銅溶液中加入過(guò)量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的____________(填“高”或“低”)，請(qǐng)解釋原因 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【解析】　(1)Cu(電子排布式為[Ar]3d104s1)變?yōu)镃u2＋的過(guò)程中，失去的兩個(gè)電子是最外層的4s軌道和3d軌道上各一個(gè)電子，故Cu2＋的電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)從圖中可以看出，陰離子在晶胞中的位置有四類：頂點(diǎn)(8個(gè))、棱上(4個(gè))、面上(2個(gè))、體心(1個(gè))，根據(jù)晶胞中微粒個(gè)數(shù)計(jì)算方法——均攤法，可知該晶胞中有4個(gè)陰離子；(3)N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，所以NH3中共用電子對(duì)偏向N，而在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N，N對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵；(4)Cu2O、Cu2S都是離子晶體，陽(yáng)離子一樣，陰離子半徑：O2－＜S2－，Cu2O中的離子鍵比Cu2S中的強(qiáng)，故Cu2O的熔點(diǎn)高。 【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (2)4　(3)F的電負(fù)性比N大，N—F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中氮原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2＋形成配離子　(4)高　Cu2O與Cu2S相比，陽(yáng)離子相同，陰離子所帶電荷也相同，但O2－的半徑比S2－小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點(diǎn)更高 [能力提升] 13．下列關(guān)于離子鍵的強(qiáng)弱與晶格能的大小關(guān)系的敘述中正確的是(　　) A.離子鍵的強(qiáng)弱在一定程度上可用晶格能大小來(lái)衡量 B．晶格能的大小完全由離子鍵的強(qiáng)弱來(lái)決定 C．通常情況下，晶格能越大，離子鍵越弱 D．晶格能的大小與離子鍵的強(qiáng)弱沒(méi)有任何關(guān)系 【解析】　離子晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低決定于離子鍵的強(qiáng)弱，而離子鍵的強(qiáng)弱可用晶格能的大小來(lái)衡量，晶格能∝，晶格能越大，則離子鍵越強(qiáng)。晶格能的大小除與離子鍵強(qiáng)弱有關(guān)外，還與晶體的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。 【答案】　A 14．鐵有δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δ、γ、α三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的圖示，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．δFe晶體中與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有8個(gè) B．γFe晶體中與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個(gè) C．αFe晶胞邊長(zhǎng)若為a cm，γFe晶胞邊長(zhǎng)若為b cm，則αFe和γFe兩種晶體的密度比為b3∶a3 D．將鐵加熱到1 500 ℃后分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不同 【解析】　δFe為體心立方，中心Fe與8個(gè)頂點(diǎn)上的Fe距離相等且最近，晶胞含鐵原子1＋8＝2；γFe為面心立方，與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有83＝12，晶胞含鐵原子8＋6＝4，則αFe和γFe兩種晶體的密度比為∶＝b3∶2a3，故C項(xiàng)不正確；由轉(zhuǎn)化溫度可以看出急速冷卻和緩慢冷卻分別得體心立方和面心立方兩種不同類型的晶體，故D項(xiàng)正確，A、B項(xiàng)正確。 【答案】　C 15．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是(　　) A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性 B．金屬元素在一般化合物中只顯正價(jià) C．金屬元素在不同的化合物中的化合價(jià)均不同 D．金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為金屬晶體 【解析】　A項(xiàng)，對(duì)于變價(jià)金屬，較低價(jià)態(tài)的金屬離子既有氧化性，又有還原性，如Fe2＋。B項(xiàng)，金屬元素的原子只具有還原性，故在化合物中只顯正價(jià)。C項(xiàng)，金屬元素有的有變價(jià)，有的無(wú)變價(jià)，如Na＋。D項(xiàng)，金屬汞常溫下為液體。 【答案】　B 16．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66240028】 (1)Ni原子的核外電子排布式為_(kāi)_______； (2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO________FeO(填“＜”或“＞”)； (3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_(kāi)_______、 ________； (4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。該合金的化學(xué)式為_(kāi)_______。 【解析】　(1)核外電子排布式與價(jià)電子排布式要區(qū)別開(kāi)。(2)NiO、FeO都屬于離子晶體，熔點(diǎn)高低受離子鍵強(qiáng)弱影響，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。(3)因?yàn)镹iO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，而NaCl晶體中Na＋、Cl－的配位數(shù)都是6，所以，NiO晶體中Ni2＋、O2－的配位數(shù)也是6。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可計(jì)算，一個(gè)合金晶胞中，La：8＝1，Ni：1＋8＝5。所以該合金的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5。 【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2)＞　(3)6　6　(4)LaNi5