资源描述
必考点09 金属晶体 离子晶体
题型一 金属键、金属晶体的性质
例1．(2023·济南高二检测)下列有关金属的说法正确的是( )
A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B．金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C．金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强
D．金属晶体的堆积方式会影响金属的性质
例2．（2023·四川达州·高二期末）下图是金属晶体的“电子气”理论示意图。用该理论解释金属导电的原因是( )
A.金属能导电是因为含有金属阳离子
B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动
C.金属能导电是因为含有的电子作无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
例3．（2023·四川达州·高二期中）有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列叙述错误的是
A．晶体中原子的配位数分别为：①6，②8，③12，④12
B．③为六方堆积
C．晶胞中含有的原子数分别为：③2，④4
D．金属晶体是一种“巨分子”，可能存在分子间作用力
例4．（2023·江苏南通·高二期末）对图中某金属晶体结构的模型进行分析，判断下列有关说法正确的是
A．该种堆积方式称为六方堆积 B．该种堆积方式称为体心立方堆积
C．该种堆积方式称为面心立方堆积 D．金属就属于此种堆积方式
【解题技巧提炼】
1．金属键
(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为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。
(2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。
(3)金属键的强弱和对金属性质的影响
①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。
特别提醒 金属键没有方向性和饱和性。
2．金属晶体
(1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。
(2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。
3．金属晶体的堆积方式
金属原子在二维平面中放置的两种方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——非
密置层和密置层
(1)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。分析上图非密置层的配位数是4，密置
层的配位数是6
(2)密置层放置，平面的利用率比非密置层的要高
4．金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型
堆积模型
采纳这种堆积
的典型代表
晶胞
配位数
空间利用率
每个晶胞
所含原子数
非密置层
简单立
方堆积
Po
6
52%
1
体心立
方堆积
Na、K、Fe
8
68%
2
密置层
六方最
密堆积
Zn、Ti、Mg
12
74%
2
面心立方
最密堆积
Cu、Ag、Au
12
74%
4
题型二、离子键、离子晶体的判断、结构和性质
例1．（2023·云南·马关县第一中学校高二阶段练习）CaO的晶胞如下图所示,其中与Ca2+最近的O2-数为
A.4 B.6 C.8 D.12
例2．（2023·四川达州·高二期末）下列物质中，含有共价键的离子晶体是
A． B． C． D．
例3．（2023·山东·烟台市高二期末）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是( )
A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B.与Ca2+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体
C.与Ca2+距离相同且最近的有4个
D.CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
例4．（2023·江苏南通·高二期末）如图表示NaCl晶体的一个晶胞,直线交点处的圆圈表示NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶胞结构示意图。
(2)在NaCl晶体中,在每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有。根据(1)中画出的NaCl的晶胞结构示意图分析,一个晶胞中Cl-的个数等于 ,即 (填计算式);Na+的个数等于 ,即 (填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M g·mol-1,NaCl晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。则NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离为 cm。
【解题技巧提炼】
1．离子键及其影响因素
(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
(2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。
特别提醒 离子键没有方向性和饱和性。
2．离子晶体及其物理性质
(1)概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较高，硬度较大。
②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
3．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。
(2)CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：
①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。
②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。
题型一 金属键、金属晶体的性质
1．（2023·天津静海·高二阶段练习）下列关于金属及金属键的说法不正确的是
A．金属键不具有方向性和饱和性
B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性
2．（2023·山东济宁·高二期中）下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )
A．由分子间作用力结合而成，熔点低
B．固态时或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右
C．以共价键结合成三维骨架结构，熔点高
D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电
3．（2023秋·四川内江·高二威远中学校校考期中）有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是
A．①为简单立方堆积；②、③为体心立方堆积；④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
4．（2023春·云南曲靖·高二曲靖市马龙区第一中学校考阶段练习）物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是
A．硬度：Mg＞Al B．熔点：Mg＞Ca
C．硬度：Mg＞K D．熔点：Ca＞K
题型二、离子键、离子晶体的判断、结构和性质
1．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）下列说法中正确的有
①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用
③分子晶体的熔点一定比金属晶体低
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥含有离子的晶体一定是离子晶体
⑦硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅
⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为8
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
2．（2023秋·河北邢台·高二邢台市第二中学校考期末）共价键、离子键、范德华力、氢键等都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质在熔化时破坏的作用力相同的是
A．硼和金刚石 B．NaCl 和AlN C．干冰和冰 D．Fe和S
3．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）下列有关离子晶体的说法正确的是
A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体
B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键
C．离子晶体中不可能含有共价键
D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化
4．（2023秋·四川遂宁·高二遂宁中学校考期末）萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．Ca位于元素周期表s区
B．每个周围距离最近且等距的有4个
C．位于构成的四面体空隙
D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
5．如图为一些晶体中的部分结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨中的某一种。
(1)其中代表金刚石的是 (填字母,下同),其中每个碳原子与 个碳原子最近且距离相等,金刚石属于 晶体。
(2)其中代表石墨的是 ,其中每个六元环平均占有的碳原子数为 。
(3)其中表示NaCl的是 ,NaCl晶体中每个Na+周围与它最近且等距离的Na+有 个。
(4)代表CsCl的是 ,它属于 晶体,每个Cs+与 个Cl-紧邻。
(5)代表干冰的是 ,它属于 晶体,每个CO2分子与 个CO2分子紧邻。
1．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）萤石是制作光学玻璃的原料之一其主要成分氟化钙的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A．氟化钙的化学式为CaF B．每个晶胞中含有14个
C．氟化钙中只含有离子键 D．每个周围距离最近且等距的有4个
2．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9
3．（2023·高二课时练习）下列关于金属晶体的叙述正确的是
A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释
B．固态和熔融时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体
C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高
D．温度越高，金属的导电性越好
4．（2023秋·山西长治·高二长治市上党区第一中学校校考期末）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，下列有关说法错误的是
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为
C．该晶体晶胞结构与相似
D．与每个距离最近且相等的共有3个
5．（2023·高二课时练习）图a～d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．a和c B．b和c C．b和d D．a和d
6．（2023·高二课时练习）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．金属键中的自由电子属于整块金属
C．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
D．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
7．（2023·高二课时练习）离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是
A． B．
C． D．
8．（2023·高二课时练习）要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是
A．金属镁的熔点大于金属铝 B．碱金属的熔点从到是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属钙的硬度小于金属钡
9．（2023·高二课时练习）下图是金属晶体内部的电气理论示意图，仔细观察并用电气理论解释金属导电的原因是
A．金属能导电是因为含有金属阳离子
B．金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动
C．金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D．金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
10．（2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考开学考试）下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是
A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．
C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠
11．（2022秋·甘肃张掖·高二高台县第一中学校考阶段练习）氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造杀虫剂、分析试剂和红色玻璃等，在潮湿的空气中会被逐渐氧化为黑色的氧化铜。以肼(N2H4)为原料与醋酸铜反应制取Cu2O的反应为4Cu(CH3COO)2+N2H4+2H2O=2Cu2O↓+N2+8CH3COOH。生成的沉淀需先用水洗涤，再用乙醇洗涤。下列说法错误的是
A．N2H4能与水分子形成分子间氢键
B．如图所示的Cu2O的晶胞中，与Cu+距离最近且等距离的O2-的个数是4
C．每生成标准状况下2.24 LN2，反应转移电子数为0.4×6.02×1023
D．沉淀用水洗后，再用乙醇洗可以除去Cu2O表面的水，从而快速得到较干燥的产品
12．（2023·高二课时练习）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是
A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B．与Ca2+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体
C．与Ca2+距离相同且最近的有4个
D．CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
13．（2022春·山东聊城·高二校考阶段练习）已知冰晶石(Na3AlF6)熔融时的电离方程式为Na3AlF6=3Na++。现有冰晶石的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中、中的一种。下列说法正确的是
A．冰晶石是共价晶体
B．大立方体的体心处▽代表Na+
C．与Na+距离相等且最近的Na+有6个
D．冰晶石晶体的密度为g•cm-3
14．（2023秋·山东烟台·高二统考期末）是目前使用最广泛的储氢材料，储氢后转化为。合金由甲、乙两个原子层交替紧密堆积而成，丙是该合金的晶胞结构(已知晶胞的体积约为)。下列说法正确的是
A．该晶体为离子晶体
B．该晶体的一个晶胞中原子数为15
C．该晶体中1个原子与12个原子配位
D．若忽略储氢前后晶胞体积变化，储氢后氢在合金中的密度约为
15．（2022春·河北唐山·高二统考期中）下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_______。
(2)冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。
(3)MgO晶胞与NaCl晶胞相同，每个MgO晶胞中平均占有_______个Mg2+，由与Mg2+最近的O2-围成的空间几何构型为_______。
(4)Cu晶体中原子堆积方式如上图所示，则该堆积方式为_______，CaCl2晶体中Ca2+的配位数是_______。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是_______分子外(填“极性”或“非极性”)，还有一个重要的原因是_______。
16．（2022·全国·高二专题练习）回答以下问题：
(1)金属Cu晶体采取的是以下___________(填序号)面心立方最密堆积方式。
(2)CuSO4晶体类型为___________晶体。的空间构型为___________(填“正四面体”、“直线型”或“平面三角”)。
(3)如图所示，(代表Cu原子，代表O原子)，一个Cu2O晶胞中Cu原子的数目为___________。
(4)鉴别晶体与非晶体最科学的实验方法为：___________。
17．（2022·全国·高二专题练习）金属的通性与其晶体结构有若密切的关系，根据铝晶体内部结构示意图，回答下列问题。
(1)图中“大球”指___________其结构示意图为___________，微粒间产生的强烈地相互作用称为___________键。
(2)因为铝晶体内部存在___________微粒，所以金属铝具有导电性。
(3)国产C919飞机外壳应用了铝合金材料。下列铝合金的性质与其用于飞机外壳无关的是___________
a．密度小 b．能导电 c．抗腐蚀性能强 d．硬度大
(4)、MgO和都可以制耐火材料，是因为它们都是___________。
a．不溶于水b．白色固体c．氧化物d．很高熔点物质
(5)是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，结合化学方程式说明解释其能做阻燃剂的原因___________，在胶性溶液中的电离方程式是___________。
18．（2022秋·上海宝山·高二上海交大附中校考开学考试）现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组
B组
C组
D组
金刚石：3550℃
Li：181℃
HF：-83℃
NaCl：801℃
硅晶体：1410℃
Na：98℃
HCl：-115℃
KCl：776℃
硼晶体：2300℃
K：64℃
HBr：-89℃
RbCl：718℃
二氧化硅：1723℃
Rb：39℃
HI：-51℃
CsCl：645℃
据此回答下列问题：
(1)A组属于_______晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_______。
(2)B组晶体共同的物理性质是_______(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中自HCl至HI熔点依次升高，原因是_______。
(4)D组晶体可能具有的性质是_______(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_______。
19．（2022春·天津静海·高二校考期中）（1）氯酸钾熔化，粒子间克服了_____的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了_____的作用力；碘的升华，粒子间克服了_____的作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是_____。
（2）下列六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为_____ (填序号)。
（3）在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，五种物质的熔点由高到低的顺序是_____。
（4）A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3500℃
试推断它们的晶体类型：A_____；B_____；C_____；D_____。
（5）如图中A～D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A_____；B_____；C_____；D_____。
A． B． C． D．
20．（2022·新疆·高二竞赛）白钨矿晶体结构
白钨矿是钨的重要矿物。其晶胞参数为a=b=523.9pm，c=1137.8pm，α=β=γ=90°。晶体结构如图1所示，隐去氧离子后的晶胞如图2所示，请根据所学知识，回答下列问题。
(1)请给出白钨矿的化学式_____。
(2)已知晶胞中的各离子都只有一种化学环境，请给出各离子的配位数_____。
(3)请写出晶胞中所有钙离子与钨离子的原子坐标_____。
(4)请计算白钨矿的密度_____。
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
