3.3 金属晶体与离子晶体-2024-2025学年高二化学同步练习——题型突破（人教版2019选择性必修2）

3.3《金属晶体与离子晶体》题型突破 题型导引 题型一 金属键与金属晶体的辨析 题型二 金属键对金属晶体性质的影响 题型三 金属晶体物理性质的比较方法 题型四 金属晶体堆积方式的辨别 题型五 金属晶体晶胞结构的辨识 题型六 金属晶体晶胞粒子数的计算 题型七 金属晶体的晶胞结构与计算 题型八 离子键与离子晶体的辨析 题型九 离子晶体晶胞结构的辨识 题型十 离子晶体与化学键关系辨别 题型十一 离子晶体物理性质的比较方法 题型十二 离子晶体晶胞粒子数的计算 题型十三 离子晶体的晶胞结构与计算 题型十四 过渡晶体与离子键百分数的辨析 题型十五 关于混合晶体的几个问题 题型一 金属键与金属晶体的辨析 方法提示： 1.金属键：金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，“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。金属键没有方向性和饱和性。 2.金属晶体：由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的具有一定几何外形的晶体。构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用力是金属键。 1．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．金属键中的自由电子属于整块固态金属 D．金属的部分性质与金属键有关 2．下列关于金属及金属键的说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 C．金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生了自由电子 D．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 3．下列关于金属晶体及金属键的说法不正确的是 A．金属晶体和共价晶体一样，是一种“巨分子” B．金属键是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 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 题型二 金属键对金属晶体性质的影响 方法提示： 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. 金属晶体性质：优良的导电导热性、延展性，一般熔、沸点高，硬度大；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。 1．如图是金属晶体内部电子气理论图。电子气理论可以用来解释金属的某些性质。下列说法正确的是 A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C．金属具有良好的延展性是因为在外力的作用下，金属晶体各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且自由电子可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用 D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强、硬度比纯金属小 2．在金属晶体中，自由电子与金属离子碰撞时有能量传递，可以用此来解释金属的是 A．延展性 B．导电性 C．导热性 D．还原性 3．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是 A．用铁制品做炊具 B．铁易生锈 C．用铂金做首饰 D．金属铝制成导线 题型三 金属晶体物理性质的比较方法 方法提示： 1. 决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目。 2. 金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。金属的导电性随温度的升高而降低，温度越高，其导电性越差。 1．金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表所示，则下列说法错误的是 金属 K Cu 原子外围电子排布 4s1 3d104s1 原子半径/pm 255 128 原子化热/kJ·mol-1 90.0 339.3 熔点/℃ 63.4 1083 A．单位体积内自由电子数目：K<Cu B．金属键强弱顺序为K<Cu C．金属的硬度大小顺序为K<Cu D．两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小 2．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、沸点：Mg＞Ca C．硬度：Mg＞K D．熔、沸点：Ca＞K 3．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是 A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 题型四 金属晶体堆积方式的辨别 方法提示： 1.金属原子在二维平面中放置有两种方式——非密置层和密置层；密置层放置平面的利用率比非密置层高。金属键无方向性和饱和性，非密置层的配位数是4，密置层的配位数是6。 2. 金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型，即非密置层的简单立方堆积(如Po)和体心立方堆积(如K)，密置层的六方最密堆积(如Mg)和面心立方最密堆积(如Cu)。 1．金属原子在二维空间的排列方式 (1)金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体，在平面上(即二维空间)，有两种堆积方式： 图①的堆积方式为 ，原子的配位数为 ；图②的堆积方式为 ，原子的配位数为 。 (2)金属晶体的配位数：指距离某个原子 且距离 的原子个数。 2．金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是 A．图1为非密置层，配位数为6 B．图2为密置层，配位数为4 C．图1在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图2在三维空间里堆积仅得体心立方堆积 3．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Mg就属于此种堆积方式 题型五 金属晶体晶胞结构辨识 方法提示： 1.非密置层的简单立方堆积(如Po的配位数是6，空间利用率是52%，每个晶胞所含原子数是1)和体心立方堆积(如K配位数是8，空间利用率是68%，每个晶胞所含原子数是2)。 2.密置层的六方最密堆积(如Mg的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是2)和面心立方最密堆积(如Cu的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是4)。 1．金晶体的晶胞如图所示，设金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，在立方体的各个面的对角线上，3个金原子彼此两两相切，M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是 A．金晶体每个晶胞中含有4个金原子 B．金属键无方向性，金晶体属于最密堆积 C．晶体中金原子的配位数是12 D．一个晶胞的体积是 2．关于下列四种金属堆积模型和金属晶体的说法正确的是 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．金属的延展性不可以用电子气理论解释 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率分别为52%、68%、74%、74% 3．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 题型六 金属晶体晶胞粒子数的计算 方法提示： 1.晶胞的原子个数可以通过分摊法计算，金属晶体晶胞的原子个数分别为1、2(六方最 密堆积晶胞原子个数为2，六棱柱为6)、4个。 2. 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。可以通过观察法确定，金属晶体非密置层的配位数分别为6、8，密置层的配位数12。 1．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 2．1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。 (1)纯铁晶体中铁原子以 键相互结合。 (2)在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个。 3．如图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是 A．γFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个 B．αFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个 C．将铁加热到1 500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 D．γFe晶体的一个晶胞中平均有Fe原子个数为3个 题型七 金属晶体的晶胞结构与计算 方法提示： 1.空间利用率=(晶胞所含原子的体积/晶胞的体积)×100﹪；密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 2.粒子间距一般通过对角线计算，体心立方为体对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线是二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一；坐标满足右手系，坐标值均小于等于1。 1．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 2．金的晶胞结构如图所示(假设晶胞参数为anm)，下列说法错误的是 A．金原子在晶胞中的空间利用率约为74% B．c原子的坐标为 (，0，) C．该晶体的密度为 D．金晶胞沿z轴方向的投影图为 3．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 题型八 离子键与离子晶体的辨析 方法提示： 1.离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强；离子键没有方向性和饱和性。 2.离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。离子晶体的熔、沸点较高，硬度较大，不导电，但熔化或溶于水后能导电。大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 1．下列说法正确的是 A．晶体中若存在阴离子，就一定存在阳离子 B．离子晶体不一定是化合物 C．离子晶体都易溶于水 D．离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的 2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是 A．都可采取“紧密堆积”结构 B．晶体中都含有阳离子 C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体高 D．离子晶体都能导电 3．具有下列性质的物质属于离子晶体的是 A．熔点1 070 ℃，易溶于水，其水溶液和熔融状态均能导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 C．能溶于CCl4，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm-3 题型九 离子晶体晶胞结构的辨识 方法提示： 1. NaCl晶胞：每个Na＋周围距离最近的Cl－有6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，每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。 2. CsCl晶胞：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，每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。 每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。 1．下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是 A．NaCl晶体中，每个周围吸引的与每个周围吸引的数目相等 B．NaCl晶体中，每个周围吸引1个 C．NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl D．NaCl晶体中存在单个的NaCl分子 2．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为立方体结构(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4个Ca2+ C．该晶胞示意图中F-与Ca2+之间的连线均表示离子键 D．在氟化钙晶体中，每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个 3．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BaO2 C．该晶体晶胞结构与相似 D．与每个Ba2+距离最近且相等的Ba2+共有3个 题型十 离子晶体与化学键关系辨别 方法提示： 1.含有离子键的晶体：含有离子键的晶体一定是离子晶体，还可能含有共价键，包括极性共价键和非极性共价键； 2.含有共价键的晶体：包括分子晶体和共价晶体，他们只含有共价键，分子晶体的分子间还含有分子间作用力。 1．下列物质中，含非极性键的离子晶体是 A．NaOH B． C． D． 2．下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是 A． B． C． D． 3．化学键类型、晶体类型都相同的是 A．CO2和NH4Cl B．NaBr和CaCl2 C．KOH和NaCl D．SiO2和H2O 题型十一 离子晶体物理性质的比较方法 方法提示： 1.离子晶体的物理性质：熔、沸点较高，硬度较大；离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电；大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 2. 离子键的影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子键的键能(晶格能)越大，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 1．氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是 A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大 C．氧化钙晶体在熔融状态下不导电 D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定 2．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．熔点：NaF>NaCl>NaBr C．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr D．硬度：MgO>CaO>BaO 3．下列化合物，按其晶体熔点由高到低排列正确的是 A．CsCl > RbCl > KCl > NaCl B．CsCl > SiO2 > CF4 C．BaO > CaO > MgO D．MgO > NaCl 题型十二 离子晶体晶胞粒子数的计算 方法提示： 1.离子晶体晶胞的离子个数可以通过分摊法计算，离子个数的简单整数比可以确定离子晶体的化学式 2.离子晶体中一个离子周围距离相等且最近的另一种离子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，配位离子的空间构型一般为正八面体或正四面体等，也可以通过观察法确定。 1．元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．元素X是Cu B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为1︰3 C．该晶体中每个Xn+周围有2个等距离且最近的N3- D．该晶体中与N3-等距离且最近的Xn+形成的空间构型为正八面体 2．氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，主要应用于激光领域，其立方晶胞结构如图。NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．K+的配位数为8 B．氟化钾镁晶体的化学式为KMgF3 C．每个Mg2+位于距其最近且等距的F-构成的正八面体空隙中 D．若Mg2+位于晶胞的体心，则F-位于晶胞的面心 3．氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢，在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成，NaAlH4的晶胞结构如图所示，它是由两个正六面体叠加而成。下列说法错误的是 A．AlH4-的空间结构为正四面体形 B．NaAlH4晶体中，与AlH4-紧邻且等距的有8个 C．若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体为Na3Li(AlH4)4 D．制备NaAlH4的反应选择在有机溶剂乙醚或乙醇水溶液中进行 题型十三 离子晶体的晶胞结构与计算 方法提示： 1.晶胞密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。晶胞中离子坐标满足右手系，坐标值均小于等于1. 2.离子间距常通过体对角线或面对角线计算，体心立方为对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线为对角线长度的二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一。 1．铁的一种硫化物的晶胞如下图。已知晶胞的边长为n pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是。 A．Fe2+的配位数为6 B．在S2x-中， C．ef的距离为 D．该晶体的密度为 2．CaF2的立方晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．Ca2+与F-的配位数之比为1︰2 B．A点原子坐标为 C．Ca2+与F-的最短距离为 D．该晶体的密度为 3．朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系β型晶胞如下图所示，晶胞参数为anm，A原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．S原子的配位数是8 B．晶胞中B原子分数坐标为 C．该晶体的密度是ρ= D．相邻两个Hg的最短距离为anm 4．科学工作者发现了一种光解水的催化剂，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为apm，下列说法错误的是 A．Ce与O的个数比为1︰2 B．Ce在晶胞中配位数为8 C．Ce与O最近的距离为 D．该晶体的摩尔体积为 题型十四 过渡晶体与离子键百分数的辨析 方法提示： 1.过渡晶体：介于典型的离子晶体、共价晶体、分子晶体或金属晶体之间的过渡状态的晶体称为过渡晶体。离子晶体和共价晶体的过渡标准是离子键百分数，离子键百分数大按离子晶体处理，离子键百分数小按共价晶体处理。 2.离子键百分数：离子键百分数是根据电负性差值计算出来的，差值越大，离子键百分数越大； 1．已知几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表： 氧化物 Na2O Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 41 33 下列说法不正确的是 A．Al2O3通常当作共价晶体来处理 B．熔点：Al2O3>Na2O C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大 D．K2O的化学键中离子键成分的百分数小于62% 2．几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表所示： 氧化物 离子键成分的百分数/% 62 50 41 33 由表格信息，可推知：前四周期元素组成的离子晶体中，离子键成分的百分数最高的是 A． B． C． D． 3．元素X、Y、Z、W的电负性如右表所示。 元素 X Y Z W 电负性 3.5 2.5 2.1 0.9 其中，两种元素的原子最易形成离子键的是 A．X和W B．X和Z C．X和Y D．Y和Z 题型十五 关于混合晶体的几个问题 方法提示： 1.混合晶体的结构特点：石墨晶体的同层碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成六元并环结构，层与层之间靠范德华力维系。石墨的二维结构内每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子的原子轨道垂直于碳原子平面。 2.混合晶体的性质：石墨晶体的熔点高，质软，易导电；但导电性只能沿石墨平面方向。 3.石墨的晶体类型：石墨晶体中既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 1．如图，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为 A．2 B．3 C．4 D．6 2．石墨以优异的导电性、稳定性和层状结构，被广泛用作电化学的电极材料。石墨的层状结构示意图如图1所示，在不同的外界条件下，石墨层型分子的堆积方式可出现多种样式，在完整的石墨晶体中，主要有六方石墨晶胞(如图2)与三方石墨晶胞(如图3)两种晶型。下列说法正确的是 A．图1中碳原子之间的两种距离(x和y)相等 B．石墨的导电性体现在X和Y两个方向 C．六方石墨晶胞和三方石墨晶胞所含碳原子数之比为2︰3 D．石墨晶体中碳原子的配位数为6 3．氮化硼晶体存在如下图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似，可作润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。下列说法不正确的是 A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键 B．立方氮化硼晶胞中，N和B之间存在配位键 C．六方氮化硼中N与B均为杂化 D．立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.3《金属晶体与离子晶体》题型突破 题型导引 题型一 金属键与金属晶体的辨析 题型二 金属键对金属晶体性质的影响 题型三 金属晶体物理性质的比较方法 题型四 金属晶体堆积方式的辨别 题型五 金属晶体晶胞结构的辨识 题型六 金属晶体晶胞粒子数的计算 题型七 金属晶体的晶胞结构与计算 题型八 离子键与离子晶体的辨析 题型九 离子晶体晶胞结构的辨识 题型十 离子晶体与化学键关系辨别 题型十一 离子晶体物理性质的比较方法 题型十二 离子晶体晶胞粒子数的计算 题型十三 离子晶体的晶胞结构与计算 题型十四 过渡晶体与离子键百分数的辨析 题型十五 关于混合晶体的几个问题 题型一 金属键与金属晶体的辨析 方法提示： 1.金属键：金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，“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。金属键没有方向性和饱和性。 2.金属晶体：由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的具有一定几何外形的晶体。构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用力是金属键。 1．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．金属键中的自由电子属于整块固态金属 D．金属的部分性质与金属键有关 【答案】B 【详解】A．金属键不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，因此没有方向性和饱和性，故A正确； B．金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质是电性作用，包括静电吸引和静电排斥，故B错误； C．由于在金属中电子是离域的，即不属于任何一个原子而属于金属整体，故C正确； D．金属的性质与金属键的强弱有关，故D正确； 故选B。 2．下列关于金属及金属键的说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 C．金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生了自由电子 D．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 【答案】D 【详解】A．金属导电是因为自由电子的定向移动，A项错误； B．金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，但不能放出可见光，B错误； C．金属中存在金属阳离子和自由电子，当给金属通电时，自由电子定向移动而导电，C错误； D．金属键是存在于金属阳离子和自由电子之间的强的相互作用，这些自由电子为所有的阳离子所共用，D正确； 答案选D。 3．下列关于金属晶体及金属键的说法不正确的是 A．金属晶体和共价晶体一样，是一种“巨分子” B．金属键是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 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 【答案】C 【详解】A．把金属键描述为金属原子脱落的价电子形成的电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，从而将所有原子维系在了一起，金属晶体是一种“巨大的分子”。而共价晶体以无数共价键将所有原子连接形成的巨大的网状结构，A项正确； B．把金属键描述为金属原子脱落的价电子形成的电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，B项正确； C．金属中存在自由移动的电子，在外加电场的作用下可以定向移动，C项错误； D．电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，从而将所有原子维系在了一起，金属晶体具有延展性，D项正确； 故选C。 题型二 金属键对金属晶体性质的影响 方法提示： 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. 金属晶体性质：优良的导电导热性、延展性，一般熔、沸点高，硬度大；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。 1．如图是金属晶体内部电子气理论图。电子气理论可以用来解释金属的某些性质。下列说法正确的是 A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C．金属具有良好的延展性是因为在外力的作用下，金属晶体各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且自由电子可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用 D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强、硬度比纯金属小 【答案】C 【详解】A．金属能导电是因为金属中自由移动的电子在外加电场作用下作定向移动，A错误； B．金属能导热是因为自由电子和金属阳离子在热的作用下运动加快，相互碰撞增加，从而发生热的传导，B错误； C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动,但不改变原有的排列方式，自由电子可以起到润滑的作用，使金属不会断裂，C正确； D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，改变了金属原子有规则的层状排列，一般情况下，使其层与层之间相对滑动变得困难，所以合金的延展性比纯金属差，硬度比纯金属大，D错误； 故合理选项是C。 2．在金属晶体中，自由电子与金属离子碰撞时有能量传递，可以用此来解释金属的是 A．延展性 B．导电性 C．导热性 D．还原性 【答案】C 【解析】A. 金属具有延展性主要是因为金属在受到外力作用时，原子之间可以发生相对滑动，各层之间仍保持金属键的作用，A选项不满足题意； B. 金属具有导电性主要是因为金属晶体内部存在自由移动的电子，在外加电场的作用下，自由电子在金属内部发生定向移动，B选项不满足题意； C. 金属具有导热性主要是因为在金属晶体内部，自由电子与金属离子碰撞时有能量传递，C选项满足题意； D. 金属的还原性是金属的化学性质，与碰撞时能量传递无关，D选项不满足题意； 答案选C。 3．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是 A．用铁制品做炊具 B．铁易生锈 C．用铂金做首饰 D．金属铝制成导线 【答案】B 【解析】A．用铁制品做炊具是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起热传递进行能量交换，能用金属键理论解释，故A不符合题意； B．日常生活中的铁易生锈是因为日常使用的铁是合金，其中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故B符合题意； C．用铂金做首饰是因为有金属光泽，金属有金属光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论解释，故C不符合题意； D．金属铝制成导线是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和自由移动的电子，当给金属通电时，自由电子发生定向移动产生电流而导电，能用金属键理论解释，故D不符合题意； 答案选B。 题型三 金属晶体物理性质的比较方法 方法提示： 1. 决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目。 2. 金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。金属的导电性随温度的升高而降低，温度越高，其导电性越差。 1．金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表所示，则下列说法错误的是 金属 K Cu 原子外围电子排布 4s1 3d104s1 原子半径/pm 255 128 原子化热/kJ·mol-1 90.0 339.3 熔点/℃ 63.4 1083 A．单位体积内自由电子数目：K<Cu B．金属键强弱顺序为K<Cu C．金属的硬度大小顺序为K<Cu D．两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小 【答案】D 【详解】A．金属单位体积内自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，Cu的外围电子比K多，故单位体积内自由电子数目：K<Cu，故A正确； B．决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，Cu的原子半径比K小，单位体积内自由电子数目比K多，故金属键强弱顺序为K<Cu，故B正确； C．金属键强弱顺序为K<Cu，金属的硬度大小顺序为K<Cu，故C正确； D．决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目，故D错误。 答案选D。 2．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、沸点：Mg＞Ca C．硬度：Mg＞K D．熔、沸点：Ca＞K 【答案】A 【解析】A、Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数Al＞Mg，离子半径A13+＜Mg2+，所以金属键Al＞Mg，故Al的硬度大于Mg，A错误； B、Mg、Ca价电子数相同，Ca的电子层数多，离子半径Ca2+＞Mg2+，所以金属键Mg＞Ca，故熔点Mg＞Ca，B正确； C、离子半径Mg2+＜Na+＜K+，所以金属键Mg＞K，故硬度Mg＞K，C正确； D、Ca、K位于同一周期，价电子数Ca＞K，离子半径K+＞Ca2+，金属键Ca＞K，故熔点Ca＞K，D正确； 故选A。 3．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是 A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 【答案】C 【解析】A．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg，A错误； B．通过分析可知，选项中熔、沸点：Li>Na，B错误； C．通过分析可知，C正确； D．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg>Ba，D错误； 答案选C。 题型四 金属晶体堆积方式的辨别 方法提示： 1.金属原子在二维平面中放置有两种方式——非密置层和密置层；密置层放置平面的利用率比非密置层高。金属键无方向性和饱和性，非密置层的配位数是4，密置层的配位数是6。 2. 金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型，即非密置层的简单立方堆积(如Po)和体心立方堆积(如K)，密置层的六方最密堆积(如Mg)和面心立方最密堆积(如Cu)。 1．金属原子在二维空间的排列方式 (1)金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体，在平面上(即二维空间)，有两种堆积方式： 图①的堆积方式为 ，原子的配位数为 ；图②的堆积方式为 ，原子的配位数为 。 (2)金属晶体的配位数：指距离某个原子 且距离 的原子个数。 【答案】(1) 非密置层 4 密置层 6 (2) 最近 相等 【详解】（1）图①的堆积方式为非密置层，原子的配位数为4；图②的堆积方式为密置层，原子的配位数为6。 （2）金属晶体的配位数是指距离某个原子最近且距离相等的原子个数。 2．金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是 A．图1为非密置层，配位数为6 B．图2为密置层，配位数为4 C．图1在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图2在三维空间里堆积仅得体心立方堆积 【答案】C 【分析】金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列，密置层排列的空间利用率高，由此可知，上图中图1为密置层，图2为非密置层，密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型。 【详解】A．图1为密置层，配位数为6，故A错误； B．图2为非密置层，故B错误； C．图1为密置层，密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，故C正确； D．图2为非密置层，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型，故D错误； 故选C。 3．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Mg就属于此种堆积方式 【答案】C 【详解】A.由题图知该堆积方式为面心立方堆积，A错误； B.由题图知该堆积方式为面心立方堆积，B错误； C.由题图知该堆积方式为面心立方堆积，C正确； D. Mg的堆积模型为六方堆积，D错误； 故选C。 题型五 金属晶体晶胞结构辨识 方法提示： 1.非密置层的简单立方堆积(如Po的配位数是6，空间利用率是52%，每个晶胞所含原子数是1)和体心立方堆积(如K配位数是8，空间利用率是68%，每个晶胞所含原子数是2)。 2.密置层的六方最密堆积(如Mg的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是2)和面心立方最密堆积(如Cu的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是4)。 1．金晶体的晶胞如图所示，设金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，在立方体的各个面的对角线上，3个金原子彼此两两相切，M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是 A．金晶体每个晶胞中含有4个金原子 B．金属键无方向性，金晶体属于最密堆积 C．晶体中金原子的配位数是12 D．一个晶胞的体积是 【答案】D 【详解】A． 金晶体每个晶胞中含有6+8=4个金原子，故A正确； B． 金属晶体中，金属键无方向性，金晶体属于最密堆积，故B正确； C． 如图：对于面心立方晶体，任取其中一个原子，以之位原点作x、y、z三个平面，构成空间直角坐标系。那么，在每一个平面中，都有四个配位原子在其左上、左下、右上、右下，三个平面共12个，故C正确； D． 在立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切，金原子的直径为d，故面对角线长度为2d，棱长为×2d=d，故晶胞的体积为(d)3=2d3，故D错误； 故选D。 2．关于下列四种金属堆积模型和金属晶体的说法正确的是 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．金属的延展性不可以用电子气理论解释 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率分别为52%、68%、74%、74% 【答案】D 【详解】A．图1、图2为非密置层堆积，图3、图4为密置层堆积，A项错误； B．金属发生形变时，自由电子仍然可以在金属阳离子之间流动，使金属不会断裂，所以能用电子气理论解释金属的延展性，B项错误； C．利用均摊法计算每个晶胞中原子个数——图1： ，图2：，图3：，图4：，即图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、4、2，C项错误； D．图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积，空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D项正确。 答案选D。 3．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 【答案】B 【详解】A．由金属晶体的晶胞结构图可知：①为简单立方堆积；②为体心立方堆积；③为六方最密堆积；④为面心立方最密堆积，A错误； B．顶点为8个晶胞共用；面为2个晶胞共用；晶胞体内原子为1个晶胞单独占有。晶胞①中原子个数=8×=1；晶胞②中原子个数=1+8×=2；晶胞③中原子个数=1+8×=2，晶胞④中原子个数=8×+6×=4，B正确； C．①为简单立方堆积，配位数为6；②为体心立方堆积，配位数为8；③为六方最密堆积，配位数为12；④为面心立方最密堆积，配位数为12，C错误； D．六方最密堆积与面心立方最密堆积的空间利用率相等，简单立方堆积、体心立方堆积不是最密堆积，空间利用率比六方最密堆积和面心立方最密堆积的小；体心立方堆积空间利用率比简单立方堆积的高，故空间利用率的大小关系为：①＜②＜③=④，D错误； 故合理选项是B。 题型六 金属晶体晶胞粒子数的计算 方法提示： 1.晶胞的原子个数可以通过分摊法计算，金属晶体晶胞的原子个数分别为1、2(六方最 密堆积晶胞原子个数为2，六棱柱为6)、4个。 2. 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。可以通过观察法确定，金属晶体非密置层的配位数分别为6、8，密置层的配位数12。 1．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 【答案】A 【详解】由晶胞结构可知，a中金属原子的个数为12×+2×+3=6，b中金属原子的个数为8×+6×=4，c中金属原子的个数为8×+1=2，则三种晶胞内金属原子个数比为6:4:2=3:2:1，故选A。 2．1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。 (1)纯铁晶体中铁原子以 键相互结合。 (2)在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个。 【答案】(1)金属 (2) 8 12 【详解】（1）纯铁晶体中铁原子以金属键相互结合； （2）在1183K以下的纯铁晶体中，即体心立方晶胞中，与中心铁原子等距离且最近的铁原子为立方体顶角的8个铁原子；在1183K以上的纯铁晶体中，即面心立方晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子为互相垂直的3个面上的铁原子，每个面上4个，共12个。 3．如图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是 A．γFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个 B．αFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个 C．将铁加热到1 500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 D．γFe晶体的一个晶胞中平均有Fe原子个数为3个 【答案】B 【详解】A．γ﹣Fe晶体中与每个铁原子距离相等应为定点和面心的铁，最近的铁原子个数=3×8× =12，故A错误； B．α﹣Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数=2×3=6，故B正确； C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，分别得到α﹣Fe、γ﹣Fe、δ﹣Fe，晶体类型不相同，故C错误； D．γFe晶体的一个晶胞中所含有的铁原子数=8×+6×=4，故D错误； 故选：B。 题型七 金属晶体的晶胞结构与计算 方法提示： 1.空间利用率=(晶胞所含原子的体积/晶胞的体积)×100﹪；密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 2.粒子间距一般通过对角线计算，体心立方为体对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线是二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一；坐标满足右手系，坐标值均小于等于1。 1．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铁原子与位于体对角线上的镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，故A错误； B．由位于顶点A点的原子坐标参数为(0，0，0)，棱上B点为(，，0)可知，晶胞边长为1，则位于体对角线上C点的原子坐标参数为(，，)，故B错误； C．由题意可知，氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，则晶胞的参数为anm，晶胞中镁原子和铁原子之间的最近距离为体对角线的，则最近距离为a nm，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，位于体内的镁原子个数为8，由题意可知，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×+1=4，则该材料储氢后的化学式为FeMg2H2，故D错误； 故选C。 2．金的晶胞结构如图所示(假设晶胞参数为anm)，下列说法错误的是 A．金原子在晶胞中的空间利用率约为74% B．c原子的坐标为 (，0，) C．该晶体的密度为 D．金晶胞沿z轴方向的投影图为 【答案】C 【详解】A．设金原子半径为r，则结合晶胞结构可知4r=，r=，晶胞中含金原子个数为，金原子的体积为：4×=，晶胞体积为a3，金原子在晶胞中的空间利用率=≈74%，故A正确； B．a为坐标原点，c处于面心，结合晶胞结构可知c原子的坐标为 (，0，)，故B正确； C．晶胞质量为：，晶胞体积为：nm3，则晶胞密度为，C项错误； D．金晶胞沿z轴方向投影，顶点原子均投影在正方形顶点，面心分别投影在棱心和面心，投影图正确，故D正确； 故选：C。 3．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 【答案】D 【详解】A．铁在周期表中位于第四周期第VIII族，不是第VIIIB族，故A错误； B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围与之距离相等且最近的Fe原子个数分别为8、12，故B错误； C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，ɑ-Fe晶胞是体心立方堆积，体对角线是4个半径，因此Fe原子半径r=bpm，故C错误； D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，β-Fe是面心立方最密堆积，面对角线是4个半径，即为2apm，则晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是，故D正确。 综上所述，答案为D。 题型八 离子键与离子晶体的辨析 方法提示： 1.离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强；离子键没有方向性和饱和性。 2.离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。离子晶体的熔、沸点较高，硬度较大，不导电，但熔化或溶于水后能导电。大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 1．下列说法正确的是 A．晶体中若存在阴离子，就一定存在阳离子 B．离子晶体不一定是化合物 C．离子晶体都易溶于水 D．离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的 【答案】A 【详解】A．离子晶体的构成微粒是阴离子与阳离子，选项A正确； B．离子晶体中存在离子键，存在电子得失，一定是化合物，选项B错误； C．CaCO3、BaSO4等离子晶体难溶于水，选项C错误； D．NH4Cl晶体全部由非金属元素组成，选项D错误； 答案选A。 2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是 A．都可采取“紧密堆积”结构 B．晶体中都含有阳离子 C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体高 D．离子晶体都能导电 【答案】D 【解析】A．金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶体均能形成紧密堆积结构，A项正确； B．金属晶体和离子晶体都含有阳离子，B项正确； C．离子晶体熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点是比较高的，C项正确； D．离子晶体在固态时不导电，D项错误； 故答案选D。 3．具有下列性质的物质属于离子晶体的是 A．熔点1 070 ℃，易溶于水，其水溶液和熔融状态均能导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 C．能溶于CCl4，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm-3 【答案】A 【解析】A．熔点较高，水溶液和熔化态都导电，该物质为离子晶体，故选A； B．熔点低，液态不导电，水溶液导电，为分子晶体，故不选B； C．能溶液有机溶剂，该物质为分子晶体，故不选C； D．质软，能导电，该物质为金属晶体，故不选D。 故答案选A。 题型九 离子晶体晶胞结构的辨识 方法提示： 1. NaCl晶胞：每个Na＋周围距离最近的Cl－有6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，每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。 2. CsCl晶胞：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，每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。 每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。 1．下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是 A．NaCl晶体中，每个周围吸引的与每个周围吸引的数目相等 B．NaCl晶体中，每个周围吸引1个 C．NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl D．NaCl晶体中存在单个的NaCl分子 【答案】A 【详解】A．氯化钠晶体中，每个Na+周围吸引6个Cl−，而每个Cl−周围吸引6个Na+，数目相等，选项A正确； B．氯化钠晶体中，每个Na+周围吸引6个Cl−，而每个Cl−周围吸引6个Na+，选项B错误； C．NaCl晶体中的质点表示Na+或Cl−，选项C错误； D．NaCl晶体是离子晶体，晶体中不存在单个NaCl分子，选项D错误。 故答案选A。 2．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为立方体结构(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4个Ca2+ C．该晶胞示意图中F-与Ca2+之间的连线均表示离子键 D．在氟化钙晶体中，每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个 【答案】B 【详解】A．由图可知，Ca2+位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，F−位于体内，个数为8，则氟化钙的化学式为CaF2，故A错误； B．Ca2+位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，即每个晶胞中含有4个Ca2+，故B正确； C．CaF2是离子化合物，Ca2+与F−形成离子键，离子键没有方向性和饱和性，该晶胞示意图中F-与Ca2+之间的连线不表示离子键，故C错误； D．由面心的Ca2+可知距离最近且等距的F−个数为8个，故D错误； 故选：B。 3．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BaO2 C．该晶体晶胞结构与相似 D．与每个Ba2+距离最近且相等的Ba2+共有3个 【答案】D 【解析】A．Ba是活泼金属，O元素是活泼非金属性，钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物属于离子晶体，故A正确； B．晶胞中Ba2+离子位于晶胞的顶点和面心位置，晶胞中共含有Ba2+离子的个数为8× +6× =4，阴离子位于晶胞的边上和体心位置，共含有阴离子的个数为12×+1=4，阴离子是两个氧原子结合而成的O22-，所以晶胞中Ba2+与阴离子的个数比为1：1，该氧化物为BaO2，故B正确； C．由晶胞结构可知，离子配位数为6，与NaCl结构相似，故C正确； D．以顶点Ba2+离子研究，与之距离相等且最近的Ba2+位于面心上，每个Ba2+离子为12个面共用，相等且最近的Ba2+共有12个，故与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个，故D错误； 故答案：D。 题型十 离子晶体与化学键关系辨别 方法提示： 1.含有离子键的晶体：含有离子键的晶体一定是离子晶体，还可能含有共价键，包括极性共价键和非极性共价键； 2.含有共价键的晶体：包括分子晶体和共价晶体，他们只含有共价键，分子晶体的分子间还含有分子间作用力。 1．下列物质中，含非极性键的离子晶体是 A．NaOH B． C． D． 【答案】B 【详解】A．NaOH含离子键和极性键，属于离子晶体，A错误； B．Na2O2含离子键和非极性键，属于离子晶体，B正确； C．NH4Cl含离子键和极性键，属于离子晶体，C错误； D．H2O2是共价化合物，含极性键和非极性键，不含离子键，属于分子晶体，D错误； 故选B。 2．下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．NaCl为离子晶体，不含共价键，故A不符合题意； B．AlCl3为共价晶体，故B不符合题意； C．Na2O2为离子晶体，其中含O-O非极性共价键，故C不符合题意； D．NaOH为离子晶体，其中含O-H极性共价键，故D符合题意； 故答案选D。 3．化学键类型、晶体类型都相同的是 A．CO2和NH4Cl B．NaBr和CaCl2 C．KOH和NaCl D．SiO2和H2O 【答案】B 【详解】A．二氧化碳固体是含有共价键的分子晶体，氯化铵是含有离子键的离子晶体，A错误； B．NaBr和CaCl2均是含有离子键的离子晶体，B正确； C．氢氧化钾是既有共价键又有离子键的离子晶体，氯化钠是含有离子键的离子晶体，C错误； D．SiO2是含有共价键的共价晶体，H2O是含有共价键的分子晶体，D错误； 故选B。 题型十一 离子晶体物理性质的比较方法 方法提示： 1.离子晶体的物理性质：熔、沸点较高，硬度较大；离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电；大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 2. 离子键的影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子键的键能(晶格能)越大，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 1．氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是 A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大 C．氧化钙晶体在熔融状态下不导电 D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定 【答案】C 【详解】A．离子晶体熔沸点与晶格能有关，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，二者离子间距离和晶体结构相似，氧化钙中氧离子所带电荷大于氯离子、钙离子所带电荷大于钠离子，所以导致氧化钙熔点高于氯化钠，A正确； B．CaO中阴、阳离子电荷数均为2，NaCl中阴、阳离子电荷数均为1，因此晶格能 CaO> NaCl，B正确； C．CaO和NaCl都属于离子晶体，熔融状态下都可导电，C错误； D．二者熔点的高低可根据晶格能的大小判断，晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离等因素有关，CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定，D正确； 故选C。 2．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．熔点：NaF>NaCl>NaBr C．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr D．硬度：MgO>CaO>BaO 【答案】A 【解析】A．离子半径Na+>Mg+>Al+，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子晶体的晶格能越大导致熔点越高，所以熔点：NaF<MgF2<AlF3，故A错误； B．离子半径F-<Cl-<Br-，离子半径越小，晶格能越大，所以熔点：NaF＞NaCl＞NaBr，故B正确； C．NaF、NaCl、NaBr都形成离子晶体，阴、阳离子的带电荷都分别相同，阳离子半径相同，阴离子半径依次增大，则晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr，C正确； D．离子半径：Ba2+＞Ca2+＞Mg2+，离子晶体的晶格能MgO＞CaO＞BaO，所以硬度：MgO＞CaO＞BaO，故D正确。 故选A。 3．下列化合物，按其晶体熔点由高到低排列正确的是 A．CsCl > RbCl > KCl > NaCl B．CsCl > SiO2 > CF4 C．BaO > CaO > MgO D．MgO > NaCl 【答案】D 【分析】离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶格能越大，对应晶体熔点越高。 【详解】A．四种氯化物均为离子晶体，碱金属元素离子半径从上到下依次增大，所以对应氯化物的晶格能依次减小，熔点从上到下依次减小，其晶体熔点由高到低排列为：NaCl > KCl > RbCl > CsCl，A错误； B．二氧化硅属于共价晶体，一般来说，共价晶体的熔点大于离子晶体的熔点，B错误； C．碱土金属元素中，从上到下，离子半径依次增大，所以氧化物的晶格能依次减小，晶体熔点依次减小，即熔点从高到低排列为：MgO > CaO > BaO，C错误； D．镁离子半径小于钠离子的，氧离子的半径小于氯离子的，且所带电荷数多，所以氧化镁的晶格能大于氯化钠的晶格能，熔点大小为：MgO > NaCl，D正确； 故选D。 题型十二 离子晶体晶胞粒子数的计算 方法提示： 1.离子晶体晶胞的离子个数可以通过分摊法计算，离子个数的简单整数比可以确定离子晶体的化学式 2.离子晶体中一个离子周围距离相等且最近的另一种离子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，配位离子的空间构型一般为正八面体或正四面体等，也可以通过观察法确定。 1．元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．元素X是Cu B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为1︰3 C．该晶体中每个Xn+周围有2个等距离且最近的N3- D．该晶体中与N3-等距离且最近的Xn+形成的空间构型为正八面体 【答案】B 【分析】在晶胞中，含N3-的数目为=1，含Xn+的数目为=3，则N3-与Xn+的个数比为1︰3，n=1，Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则其核外电子数为2、8、18，X原子的核外电子数为2+8+18+1=29，X为Cu元素。 【详解】A．由分析可知，元素X是Cu，A正确； B．由分析可知，该晶体中N3-与Cu+的个数比为1︰3，阳离子与阴离子个数比为3︰1，B错误； C．该晶体中每个N3-周围有6个Cu+，则每个Cu+周围有2个等距离且最近的N3-，C正确； D．该晶体中与N3-等距离且最近的Cu+有6个，形成的空间构型为正八面体，D正确； 故选B。 2．氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，主要应用于激光领域，其立方晶胞结构如图。NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．K+的配位数为8 B．氟化钾镁晶体的化学式为KMgF3 C．每个Mg2+位于距其最近且等距的F-构成的正八面体空隙中 D．若Mg2+位于晶胞的体心，则F-位于晶胞的面心 【答案】A 【详解】A．由图可知，离K+等距离且最近的F-位于棱心，即K+的配位数为12，故A错误； B．由均摊法可知，一个晶胞中Mg2+个数为8×=1，F-个数为12×=3，K+个数为1，所以氟化钾镁晶体的化学式为KMgF3，故B正确； C．距Mg2+最近且等距的F-个数为6，6个F-构成正八面体，Mg2+在构成的正八面体的体心，故C正确； D．由图可知，Mg2+位于顶点，F-位于棱心，所以若Mg2+位于晶胞的体心，则F-位于晶胞的面心，故D正确； 故答案为：A。 3．氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢，在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成，NaAlH4的晶胞结构如图所示，它是由两个正六面体叠加而成。下列说法错误的是 A．AlH4-的空间结构为正四面体形 B．NaAlH4晶体中，与AlH4-紧邻且等距的有8个 C．若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体为Na3Li(AlH4)4 D．制备NaAlH4的反应选择在有机溶剂乙醚或乙醇水溶液中进行 【答案】D 【详解】A．AlH4-的价层电子对数为，因此空间构型为正四面体，故A正确； B．由NaAlH4晶体的晶胞结构可知，与AlH4-紧邻且等距的Na+有8个（如图所示位于体心的AlH4-与其周围的8个Na+等距，距离为），故B正确； C．由NaAlH4晶体的晶胞结构可知，AlH4-位于体心、顶点、面上，则含有个，Na+位于棱上、面上，则含有个，NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代，则含有Na+有个个，含有Li+有个，Na+、Li+、AlH4-比值关系为3︰1︰4，则晶体为Na3Li(AlH4)4，故C正确； D．制备NaAlH4的原料是AlCl3和NaH，NaH能与水发生反应，不能在乙醇的水溶液中进行反应，故D错误； 故答案选D。 题型十三 离子晶体的晶胞结构与计算 方法提示： 1.晶胞密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。晶胞中离子坐标满足右手系，坐标值均小于等于1. 2.离子间距常通过体对角线或面对角线计算，体心立方为对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线为对角线长度的二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一。 1．铁的一种硫化物的晶胞如下图。已知晶胞的边长为n pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是。 A．Fe2+的配位数为6 B．在S2x-中， C．ef的距离为 D．该晶体的密度为 【答案】D 【分析】在晶胞中，含Fe2+的数目为=4，含的数目为=4，则硫化物的化学式为FeS2。 【详解】A．晶胞中，体心Fe2+周围距离最近且相等的S2x- (上下左右前后的面心)有6个，则Fe2+的配位数为6，A正确； B．由分析可知，硫化物的化学式为FeS2，则在S2x-中，(+2)+(-x)=0，x=2，B正确； C．在晶胞中，ed间的距离为pm，df间的距离为pm，则ef的距离为pm=，C正确； D．该晶体的密度为=，D不正确； 故选D。 2．CaF2的立方晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．Ca2+与F-的配位数之比为1︰2 B．A点原子坐标为 C．Ca2+与F-的最短距离为 D．该晶体的密度为 【答案】A 【分析】白色的小球位于晶胞的顶点和面心，黑色的小球位于晶胞的体内，根据均摊法可知，晶胞中含有白色的小球为个，黑色的小球为8个，根据氟化钙的化学式可知，白色的小球为Ca2+，黑色的小球为F-，据此作答。 【详解】A．以面心Ca2+为研究对象，在一个晶胞中连接4个F-，通过该Ca2+可形成2个晶胞，所以与该Ca2+距离相等且最近的F-共有8个，即CaF2的晶胞中Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4，则Ca2+与F-的配位数之比为2：1，故A错误： B．根据图中A的位置可知，A点的x轴坐标是，y轴坐标是，z轴坐标是，则A位置原子坐标为(0.25,0.75,0.75)，故B正确； C．Ca2+与F-的最短距离是体对角线的四分之一，晶胞参数为bpm，体对角线为，则F-与Ca2+之间的最近距离为，故C正确； D．该晶体的密度为，故D正确； 故答案选A。 3．朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系β型晶胞如下图所示，晶胞参数为anm，A原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．S原子的配位数是8 B．晶胞中B原子分数坐标为 C．该晶体的密度是ρ= D．相邻两个Hg的最短距离为anm 【答案】C 【详解】A．由晶胞图知，S原子周围距离最近的Hg原子有4个，S的配位数是4，故A错误； B．由A原子的分数坐标为(0，0，0)，结合投影图知，晶胞中B原子位于“左上前”的小四面体体心，其分数坐标为(，，)，故B错误； C．由晶胞图可知，S原子位于体内，含S原子=4×1=4个，Hg原子位于8个顶角和6个面心，共含Hg原子数=6×+8×=4，故该晶体的密度是，故C正确； D．相邻两个Hg的最短距离为面对角线的一半，为anm，故D错误； 故选：C。 4．科学工作者发现了一种光解水的催化剂，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为apm，下列说法错误的是 A．Ce与O的个数比为1︰2 B．Ce在晶胞中配位数为8 C．Ce与O最近的距离为 D．该晶体的摩尔体积为 【答案】D 【详解】A．据“均摊法”，晶胞中Ce的个数，O为8个，A正确； B．以底面面心的Ce为例，上、下层各有4个氧原子，故Ce在晶胞中配位数为8，B正确； C．Ce与O最近的距离为体对角线的四分之一，为，C正确； D．晶胞的摩尔体积等于1mol晶胞的体积除以晶胞中CeO2的物质的量，应该等于，D错误； 故选D。 题型十四 过渡晶体与离子键百分数的辨析 方法提示： 1.过渡晶体：介于典型的离子晶体、共价晶体、分子晶体或金属晶体之间的过渡状态的晶体称为过渡晶体。离子晶体和共价晶体的过渡标准是离子键百分数，离子键百分数大按离子晶体处理，离子键百分数小按共价晶体处理。 2.离子键百分数：离子键百分数是根据电负性差值计算出来的，差值越大，离子键百分数越大； 1．已知几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表： 氧化物 Na2O Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 41 33 下列说法不正确的是 A．Al2O3通常当作共价晶体来处理 B．熔点：Al2O3>Na2O C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大 D．K2O的化学键中离子键成分的百分数小于62% 【答案】D 【知识点】离子键 【详解】A．由题意，氧化铝中离子键成分低于50%，通常可当作共价晶体来处理，选项A正确； B．氧化铝晶格能大于氧化钠，熔点高于氧化钠，选项B正确； C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大，选项C正确； D．钾的金属性强于钠，则氧化钾中的化学键中离子键成分的百分数大于62%，选项D不正确； 答案选D。 2．几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表所示： 氧化物 离子键成分的百分数/% 62 50 41 33 由表格信息，可推知：前四周期元素组成的离子晶体中，离子键成分的百分数最高的是 A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】离子键 【详解】根据表格信息，电负性差值越大的两种元素组成的化合物中离子键百分数越大。前四周期元素中，钾电负性最小，氟电负性最大，C项符合题意。 故选C； 3．元素X、Y、Z、W的电负性如右表所示。 元素 X Y Z W 电负性 3.5 2.5 2.1 0.9 其中，两种元素的原子最易形成离子键的是 A．X和W B．X和Z C．X和Y D．Y和Z 【答案】A 【知识点】离子键、元素性质与电负性的关系 【分析】电负性差值最大的两种元素最易形成离子键，由表格可知X和W电负性差值最大，故选A。 【详解】由表格可知X和W电负性差值最大，故选A。 题型十五 关于混合晶体的几个问题 方法提示： 1.混合晶体的结构特点：石墨晶体的同层碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成六元并环结构，层与层之间靠范德华力维系。石墨的二维结构内每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子的原子轨道垂直于碳原子平面。 2.混合晶体的性质：石墨晶体的熔点高，质软，易导电；但导电性只能沿石墨平面方向。 3.石墨的晶体类型：石墨晶体中既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 1．如图，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为 A．2 B．3 C．4 D．6 【答案】A 【详解】据均摊法，从图中可知，每个顶点上的碳原子为三个正六边形共有，因而每个正六边形占有的碳原子数目为，故选A。 2．石墨以优异的导电性、稳定性和层状结构，被广泛用作电化学的电极材料。石墨的层状结构示意图如图1所示，在不同的外界条件下，石墨层型分子的堆积方式可出现多种样式，在完整的石墨晶体中，主要有六方石墨晶胞(如图2)与三方石墨晶胞(如图3)两种晶型。下列说法正确的是 A．图1中碳原子之间的两种距离(x和y)相等 B．石墨的导电性体现在X和Y两个方向 C．六方石墨晶胞和三方石墨晶胞所含碳原子数之比为2︰3 D．石墨晶体中碳原子的配位数为6 【答案】C 【详解】A．图1中x为碳碳键的键长，y为石墨层与层之间的距离，因此y>x，A项错误； B．石墨只能沿石墨平面的方向导电，B项错误； C．依据均摊法，六方石墨晶胞中所含碳原子数为，三方石墨晶胞所含碳原子数为，C项正确； D．石墨晶体中与每个碳原子直接相连的碳原子个数为3，即配位数为3，D项错误； 答案选C。 3．氮化硼晶体存在如下图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似，可作润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。下列说法不正确的是 A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键 B．立方氮化硼晶胞中，N和B之间存在配位键 C．六方氮化硼中N与B均为杂化 D．立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子 【答案】C 【详解】A．六方氮化硼的结构和石墨相似，所以六方氮化硼层间存在分子间作用力，分子间作用力不属于化学键，所以六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键，故A正确； B．B原子含有空轨道、N原子含有孤电子对，立方氮化硼中每个B原子形成4个B－N共价键，所以立方氮化硼中B和N原子之间存在配位键，故B正确； C．六方氮化硼的结构和石墨相似，每个N原子与三个B相连，每个B也与3个N相连，均为sp2杂化，故C错误； D．立方氮化硼晶胞中N原子个数是4、B原子个数=8×+6×=4，故D正确； 故选：C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$