高中化學(xué)新人教版選擇性必修2 第3章第3節(jié)金屬晶體與離子晶體 作業(yè)

第3節(jié)金屬晶體與離子晶體一、選擇題：共13小題1．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)成金屬晶體的粒子是金屬陽(yáng)離子和自由電子B．金屬晶體內(nèi)部都有自由電子C．金屬晶體內(nèi)自由電子分布不均勻，專屬于某個(gè)特定的金屬離子D．同一類晶體中熔點(diǎn)(或沸點(diǎn))相差最大的是金屬晶體2．(2021·湖北武漢高二月考)下列四種性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是()A．由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)低B．固態(tài)時(shí)或熔融后易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右C．以共價(jià)鍵結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高D．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電3．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說(shuō)法正確的是()A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的C．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣4．下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是()A．晶體中只要有陽(yáng)離子，就一定有陰離子B．晶體中只要有陰離子，就一定有陽(yáng)離子C．有金屬光澤的晶體，一定是金屬晶體D．根據(jù)晶體能否導(dǎo)電，可以判斷晶體是否屬于金屬晶體5．下圖為某金屬的面心立方晶胞，則該金屬的一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的微粒數(shù)為()A．3B．4C．7D．96．依據(jù)“電子氣”理論的金屬鍵模型，下列對(duì)于金屬導(dǎo)電性隨溫度變化的解釋，正確的是()A．溫度升高，自由電子的動(dòng)能變大，以致金屬導(dǎo)電性增強(qiáng)B．溫度升高，陽(yáng)離子的動(dòng)能變大，阻礙自由電子的運(yùn)動(dòng)，以致金屬導(dǎo)電性減弱C．溫度升高，自由電子互相碰撞的次數(shù)增加，以致金屬導(dǎo)電性減弱D．溫度升高，陽(yáng)離子的動(dòng)能變大，自由電子與陽(yáng)離子間的吸引力變小，以致金屬的導(dǎo)電性增強(qiáng)7．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．eq\f(a,2)B．eq\f(\r(3)a,4)C．eq\f(\r(3)a,2)D．2a8．(2021·河北冀州中學(xué)高三期中)堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該物質(zhì)屬于離子晶體，且有良好的超導(dǎo)性，下列K3C60的組成和結(jié)構(gòu)分析正確的是()A．該物質(zhì)分子式為K3C60B．K3C60的摩爾質(zhì)量是837C．K3C60中的陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電引力相結(jié)合D．K3C60中既有離子鍵，又有共價(jià)鍵，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電9．如圖為NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體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)分別為6和8D．NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體，所以陽(yáng)離子與陰離子的半徑比相同10．石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見(jiàn)的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學(xué)式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為()A．8B．12C．24D．6011．經(jīng)研究證明，PCl5在固態(tài)時(shí)由空間結(jié)構(gòu)分別為正四面體和正八面體的兩種離子構(gòu)成，下列關(guān)于PCl5的推斷正確的是()A．PCl5固體為分子晶體B．PCl5晶體由[PCl3]2＋和[PCl7]2－構(gòu)成，且離子數(shù)之比為1∶1C．PCl5晶體由[PCl4]＋和[PCl6]－構(gòu)成，且離子數(shù)之比為1∶1D．PCl5晶體具有良好的導(dǎo)電性12．(雙選)鋇在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鋇的氧化物晶體，其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與CsCl相似D．與每個(gè)Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個(gè)13．一種離子晶體的晶胞如圖所示。其中陽(yáng)離子A以表示，陰離子B以表示。關(guān)于該離子晶體的說(shuō)法正確的是()A．陽(yáng)離子的配位數(shù)為8，化學(xué)式為ABB．陰離子的配位數(shù)為4，化學(xué)式為A2BC．每個(gè)晶胞中含4個(gè)AD．每個(gè)A周圍有4個(gè)與它等距且最近的A二、非選擇題：共2小題14．完成下列問(wèn)題。(1)鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表，該合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：1mol鑭形成的該合金能儲(chǔ)存________mol氫氣。(2)鎳銅合金具有優(yōu)良的性能，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞的邊長(zhǎng)為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該合金的密度為________。15．(1)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成，如圖甲所示，圖中用虛線標(biāo)出了石墨的一個(gè)晶胞。該晶胞中含有的碳原子數(shù)為__________。甲石墨晶胞乙石墨烯丙金剛石晶胞丁C60(2)石墨烯是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，如圖乙所示。1mol石墨烯中含有的六元環(huán)個(gè)數(shù)為__________，下列有關(guān)石墨烯的說(shuō)法正確的是________________________________________________(填序號(hào))。a．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵b．石墨烯中所有碳原子處于同一個(gè)平面內(nèi)c．從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力(3)金剛石晶胞如圖丙所示，則金剛石晶胞中原子的配位數(shù)為__________，原子空間利用率為__________。(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為C60，C60的結(jié)構(gòu)如圖丁所示，該分子是由五邊形和六邊形碳環(huán)構(gòu)成的球體，其中五邊形碳環(huán)有12個(gè)，六邊形碳環(huán)有__________個(gè)。一、選擇題：共13小題1．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)成金屬晶體的粒子是金屬陽(yáng)離子和自由電子B．金屬晶體內(nèi)部都有自由電子C．金屬晶體內(nèi)自由電子分布不均勻，專屬于某個(gè)特定的金屬離子D．同一類晶體中熔點(diǎn)(或沸點(diǎn))相差最大的是金屬晶體C[金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成的，自由電子幾乎均勻分布在金屬晶體內(nèi)，不專屬于某一個(gè)或幾個(gè)特定的金屬離子，故A、B正確，C錯(cuò)誤；由于金屬鍵的強(qiáng)度差別很大，不同金屬晶體的熔、沸點(diǎn)相差較大，故D正確。]2．(2021·湖北武漢高二月考)下列四種性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是()A．由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)低B．固態(tài)時(shí)或熔融后易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右C．以共價(jià)鍵結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高D．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電B[由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)低，為分子晶體的特點(diǎn)，A錯(cuò)誤；固態(tài)或熔融后能導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右，可能為金屬晶體，B正確；以共價(jià)鍵結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高，是共價(jià)晶體的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤；固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，不符合金屬晶體的特征，D錯(cuò)誤。]3．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說(shuō)法正確的是()A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的C．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣C[鎂離子比鋁離子的半徑大且所帶的電荷少，所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，熔、沸點(diǎn)和硬度都?。粡腖i到Cs，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點(diǎn)和硬度都逐漸減小；因鎂離子的半徑比鈉離子的小且所帶電荷多，使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強(qiáng)，所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點(diǎn)和硬度都大；因鎂離子的半徑比鈣離子的小而所帶電荷相同，使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強(qiáng)，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點(diǎn)和硬度都大。]4．下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是()A．晶體中只要有陽(yáng)離子，就一定有陰離子B．晶體中只要有陰離子，就一定有陽(yáng)離子C．有金屬光澤的晶體，一定是金屬晶體D．根據(jù)晶體能否導(dǎo)電，可以判斷晶體是否屬于金屬晶體B[金屬晶體中，有金屬陽(yáng)離子而沒(méi)有陰離子；根據(jù)電荷守恒，晶體中只要有陰離子，就一定有陽(yáng)離子；有金屬光澤的晶體不一定是金屬晶體，如晶體碘、晶體硅；能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如石墨晶體。]5．下圖為某金屬的面心立方晶胞，則該金屬的一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的微粒數(shù)為()A．3B．4C．7D．9B[根據(jù)均攤法計(jì)算：面心立方晶胞中有8個(gè)原子位于頂點(diǎn)，6個(gè)原子位于面心，所以晶胞中的原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。]6．依據(jù)“電子氣”理論的金屬鍵模型，下列對(duì)于金屬導(dǎo)電性隨溫度變化的解釋，正確的是()A．溫度升高，自由電子的動(dòng)能變大，以致金屬導(dǎo)電性增強(qiáng)B．溫度升高，陽(yáng)離子的動(dòng)能變大，阻礙自由電子的運(yùn)動(dòng)，以致金屬導(dǎo)電性減弱C．溫度升高，自由電子互相碰撞的次數(shù)增加，以致金屬導(dǎo)電性減弱D．溫度升高，陽(yáng)離子的動(dòng)能變大，自由電子與陽(yáng)離子間的吸引力變小，以致金屬的導(dǎo)電性增強(qiáng)B[溫度升高，自由電子和金屬陽(yáng)離子的動(dòng)能均增加，金屬陽(yáng)離子對(duì)自由電子的阻礙作用增大，所以金屬導(dǎo)電性減弱。]7．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．eq\f(a,2)B．eq\f(\r(3)a,4)C．eq\f(\r(3)a,2)D．2aB[如果沿著某一面的對(duì)角線對(duì)晶胞作橫切面，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。根據(jù)立方體的特點(diǎn)可知：BC＝eq\r(2)a，結(jié)合AB2＋BC2＝AC2得：r＝eq\f(\r(3)a,4)。]8．(2021·河北冀州中學(xué)高三期中)堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該物質(zhì)屬于離子晶體，且有良好的超導(dǎo)性，下列K3C60的組成和結(jié)構(gòu)分析正確的是()A．該物質(zhì)分子式為K3C60B．K3C60的摩爾質(zhì)量是837C．K3C60中的陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電引力相結(jié)合D．K3C60中既有離子鍵，又有共價(jià)鍵，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電D[該物質(zhì)屬于離子晶體，K3C60為其化學(xué)式而非分子式，A錯(cuò)誤；摩爾質(zhì)量的單位為g·mol－1，B錯(cuò)誤；離子晶體中陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用相互結(jié)合，靜電作用包括靜電吸引力和靜電排斥力，C錯(cuò)誤；離子晶體中一定存在離子鍵，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，K3C60中的C原子間以共價(jià)鍵連接，D正確。]9．如圖為NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體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)分別為6和8D．NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體，所以陽(yáng)離子與陰離子的半徑比相同D[NaCl和CsCl都是由陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵構(gòu)成的晶體，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)之比都為1∶1，則都屬于AB型的離子晶體，故A、B正確；結(jié)合題圖可知，NaCl為面心立方結(jié)構(gòu)，鈉離子的配位數(shù)為6，CsCl為體心立方結(jié)構(gòu)，銫離子的配位數(shù)為8，故C正確；NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體，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，故D錯(cuò)誤。]10．石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見(jiàn)的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學(xué)式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為()A．8B．12C．24D．60A[可選取題圖中6個(gè)鉀原子圍成的正六邊形為結(jié)構(gòu)單元，每個(gè)鉀原子被3個(gè)這樣的正六邊形共用，則該結(jié)構(gòu)單元中實(shí)際含有的鉀原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＋1＝3，該六邊形內(nèi)實(shí)際含有的碳原子數(shù)為24，故鉀原子數(shù)與碳原子數(shù)之比為1∶8。]11．經(jīng)研究證明，PCl5在固態(tài)時(shí)由空間結(jié)構(gòu)分別為正四面體和正八面體的兩種離子構(gòu)成，下列關(guān)于PCl5的推斷正確的是()A．PCl5固體為分子晶體B．PCl5晶體由[PCl3]2＋和[PCl7]2－構(gòu)成，且離子數(shù)之比為1∶1C．PCl5晶體由[PCl4]＋和[PCl6]－構(gòu)成，且離子數(shù)之比為1∶1D．PCl5晶體具有良好的導(dǎo)電性C[由題意知，晶體由空間結(jié)構(gòu)分別為正四面體和正八面體的兩種離子構(gòu)成，所以PCl5晶體由[PCl4]＋和[PCl6]－按1∶1構(gòu)成，為離子化合物，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；離子晶體中雖含有離子，但不能自由移動(dòng)，不能導(dǎo)電，只有在熔融狀態(tài)下或水溶液中才能導(dǎo)電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]12．(雙選)鋇在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鋇的氧化物晶體，其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與CsCl相似D．與每個(gè)Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個(gè)BC[圖示晶體中含有Ba2＋和Oeq\o\al(2－,2)，則該晶體屬于離子晶體，A項(xiàng)正確；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算Ba2＋、Oeq\o\al(2－,2)的個(gè)數(shù)均為4，則該晶體的化學(xué)式為BaO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)相似，所以與每個(gè)Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個(gè)，C項(xiàng)不正確，D項(xiàng)正確。]13．一種離子晶體的晶胞如圖所示。其中陽(yáng)離子A以表示，陰離子B以表示。關(guān)于該離子晶體的說(shuō)法正確的是()A．陽(yáng)離子的配位數(shù)為8，化學(xué)式為ABB．陰離子的配位數(shù)為4，化學(xué)式為A2BC．每個(gè)晶胞中含4個(gè)AD．每個(gè)A周圍有4個(gè)與它等距且最近的AC[用均攤法可知，晶胞中含有陽(yáng)離子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，陰離子顯然是8個(gè)，故化學(xué)式為AB2，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；每個(gè)A周圍最近且等距離的A有12個(gè)(類似于干冰晶體)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]二、非選擇題：共2小題14．完成下列問(wèn)題。(1)鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表，該合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：1mol鑭形成的該合金能儲(chǔ)存________mol氫氣。(2)鎳銅合金具有優(yōu)良的性能，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞的邊長(zhǎng)為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該合金的密度為________。[解析](1)由晶胞結(jié)構(gòu)知，1個(gè)晶胞中含有La的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，含有Ni的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,2)＋1＝5，因此該合金的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5。1個(gè)晶胞中含有H2的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＝3，因此1molLa形成的該合金能儲(chǔ)存3molH2。(2)1個(gè)晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，鎳原子個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，故該合金的化學(xué)式為CuNi3，該晶胞的體積為a3cm3，則合金的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(64＋59×3,NA×a3)g·cm－3＝eq\f(241,a3NA)g·cm－3。[答案](1)3(2)eq\f(241,a3NA)g·cm－315．(1)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成，如圖甲所示，圖中用虛線標(biāo)出了石墨的一個(gè)晶胞。該晶胞中含有的碳原子數(shù)為__________。甲石墨晶胞乙石墨烯丙金剛石晶胞丁C60(2)石墨烯是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，如圖乙所示。1mol石墨烯中含有的六元環(huán)個(gè)數(shù)為__________，下列有關(guān)石墨烯的說(shuō)法正確