第3章 第2节 第1课时 金属晶体和离子晶体（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（鲁科版）

[基础训练] 1．下列叙述错误的是(　　) A．构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子 B．金属晶体内部都有自由电子 C．金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子 D．同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体 解析　金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，故A、B正确，C错误；由于金属键的强度差别很大，不同金属晶体的熔、沸点相差较大，故D正确。 答案　C 2．金属的下列性质中，与自由电子无关的是(　　) A．延展性　　　　　　　 B．导电性 C．密度大小 D．导热性 解析　延展性和自由电子有关，金属发生形变时，自由电子与金属阳离子之间的相互作用依然存在，使金属不易断裂，A不符合题意；在电场的作用下，自由电子定向移动形成电流，故金属具有导电性，B不符合题意；金属的密度与自由电子无关，密度大小取决于原子之间的距离、原子的堆积方式、原子的半径等，C符合题意；温度高的区域自由电子的能量大，运动速率快，与金属离子的碰撞频繁，自由电子把能量传递给金属阳离子，故金属具有导热性，D不符合题意。 答案　C 3．下列关于离子晶体的说法正确的是(　　) A．形成离子晶体的阴、阳离子之间只存在静电引力 B．阴、阳离子的配位数只与阴、阳离子的电荷比有关 C．离子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点高 D．熔融状态下离子键被破坏，使离子自由移动从而导电 解析　形成离子晶体的阴、阳离子之间不仅存在静电引力，还存在静电斥力，故A错误；阴、阳离子的配位数还与阴、阳离子的半径比有关，故B错误；不同金属晶体的熔点差别很大，离子晶体的熔点不一定比金属晶体的高，故C错误；在熔融状态下离子晶体中的离子键被破坏，使离子自由移动从而能导电，故D正确。 答案　D 4．下列性质中，能充分说明某晶体是离子晶体的是(　　) A．具有较高的熔点 B．固态不导电，水溶液能导电 C．可溶于水 D．固态不导电熔融状态能导电 解析　具有较高熔点的晶体不一定是离子晶体，SiO2也具有较高的熔点，故A错误；固态不导电，水溶液能导电的不一定是离子晶体，如HCl、NH3等固态不导电，水溶液能导电，故B错误；晶体类型与溶解性无直接关系，故C错误；离子晶体固态时离子不能自由移动，所以不能导电，而熔融状态下可以电离出自由移动的离子，可以导电，故D正确。 答案　D 5．北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析正确的是(　　) A．K3C60晶体中既有离子键又有极性键 B．K3C60晶体的熔点比C60晶体的熔点低 C．该晶体熔化时能导电 D．C60分子中碳原子采取sp3杂化 解析　K3C60晶体中有K＋和C，故有离子键和共价键，但共价键均存在于同种元素C和C之间，为非极性键，A错误；K3C60晶体为离子晶体，而C60是分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的熔点高，B错误；K3C60晶体中有K＋和C，该晶体熔化时能电离出自由移动的离子，故能导电，C正确；C60分子中每个碳原子只与周围的3个碳原子相连，C60分子中碳原子采取sp2杂化，D错误。 答案　C 6．下列关于晶格能的叙述中正确的是(　　) A．晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷数有关 B．晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C．晶格能是指相邻的离子间的静电作用 D．晶格能越大的离子晶体，其熔点越高 解析　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，晶格能与形成晶体中的离子所带电荷数和离子半径有关，A错误，B错误；离子键是相邻阴、阳离子间的静电作用，C错误；晶格能越大，离子晶体的熔点越高，D正确。 答案　D 7．(2024·邹城一中高二月考)下列有关离子晶体的比较不正确的是(　　) A．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr B．硬度：MgO＞CaO＞BaO C．熔点：NaF＞MgF2＞AlF3 D．阴离子的配位数：CsCl＞NaCl 解析　离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大。离子半径：Br－＞Cl－＞F－，则晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr，A正确；离子半径：Ba2＋＞Ca2＋＞Mg2＋，晶格能：MgO＞CaO＞BaO，则硬度：MgO＞CaO＞BaO，B正确；离子半径：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，电荷数：Na＋＜Mg2＋＜Al3＋，晶格能：NaF＜MgF2＜AlF3，则熔点：NaF＜MgF2＜AlF3，C错误；NaCl、CsCl的晶胞结构示意图分别为，结合示意图可知，CsCl晶体和NaCl晶体中阴离子的配位数分别为8和6，则配位数：CsCl＞NaCl，D正确。 答案　C 8.如图所示，直线交点处的圆圈为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(不必考虑离子体积大小)，以完成NaCl晶体的晶胞结构示意图。 (2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最近且距离相等的Na＋共有________个。 (3)在NaCl晶胞的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞和与其相邻的晶胞所共有，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，食盐晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________ cm。 解析　(2)从NaCl晶胞结构可以看出，与顶点Na＋最近且距离相等的Na＋在面心，每个晶胞中有3个面心Na＋与顶点Na＋最近且等距，而每个顶点Na＋为8个晶胞共有，每个面心Na＋为2个晶胞共有，则与顶点Na＋最近且等距的面心Na＋的个数为8×3×＝12。 (3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是切割法。如(1)中所得NaCl晶胞中，含Cl－个数为12×＋1＝4，含Na＋个数为8×＋6×＝4。 (4)设Cl－与Na＋的最近距离为a cm，则两个最近的Na＋间的距离为a cm， ＝M g·mol－1，即a＝，所以2个Na＋间的最近距离为× cm。 答案　(1)如图所示(答案不唯一，合理即可) (2)12 (3)4　12×＋1＝4　4　8×＋6×＝4[答案不唯一，只要与第(1)问对应即可] (4)× [能力提升] 9．(双选)(2025·山东滕州期中)有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线衍射实验研究发现，其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上，则下列说法正确的是(　　) A．x＝1，y＝2 B．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价 C．M离子在立方体的体心位置 D．该晶体中与每个Fe2＋距离最近且相等的CN－有6个 解析　Fe3＋在立方体的顶点，每个顶点被8个立方体共有，每个立方体中Fe3＋个数为4×＝，同理每个立方体中Fe2＋个数为，CN－位于棱上，每个CN－被4个立方体共有，故每个立方体中CN－个数为12×＝3，晶体的化学式为MxFey(CN)6，2个晶胞中含有6个CN－，同时含有1个Fe3＋和1个Fe2＋，则y＝2，即晶体中的阴离子为[Fe2(CN)6]－，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可知，x＝1，M呈＋1价，因为有阴、阳离子，故该晶体属于离子晶体，A正确，B错误；若M离子在立方体的体心位置，则该晶体的化学式应为MFe(CN)3，与题意不符合，故M离子不可能在立方体的体心位置，C错误；由晶胞图可知，该晶体中与每个Fe2＋距离最近且相等的CN－有6个，D正确。 答案　AD 10．(双选)CaCl2晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a nm。下列说法正确的是(　　) A．Ca2＋的配位数是4 B．Ca2＋周围距离最近且相等的Ca2＋有12个 C．Cl－位于Ca2＋形成的四面体空隙中 D．晶胞密度为×1021 g·cm－3 解析　由晶胞结构可知，Ca2＋周围距离最近且相等的Cl－有8个，故Ca2＋的配位数是8，故A错误；由晶胞结构可知，Ca2＋周围距离最近且相等的Ca2＋有12个，故B正确；由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Ca2＋构成8个四面体空隙，Cl－位于Ca2＋形成的四面体空隙中，故C正确；一个晶胞中Ca2＋的个数为8×＋6×＝4，Cl－的个数为8，则晶胞密度为 g·cm－3＝×1021 g·cm－3，故D错误。 答案　BC 11．铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。下列说法正确的是(　　) A．Fe原子的配位数为4 B．a位置原子的分数坐标为 C．Fe原子与Mg原子间最短距离为b nm D．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为FeMg2H，则储氢率为100% 解析　由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与位于体对角线上镁原子距离最近，则铁原子的配位数为8，故A错误；由晶胞结构可知，a位置镁原子位于将晶胞平分后的左上后方小立方体的体心位置，原子的分数坐标为，故B正确；由晶胞结构可知铁原子与镁原子间的最短距离为体对角线长的，则铁原子与镁原子间最短距离为b nm，故C错误；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，储氢时H2位于体心和棱的中心位置，则氢分子个数最多为12×＋1＝4，储氢100%后化学式为FeMg2H2，故D错误。 答案　B 12．回答下列问题： (1)金属铜的晶体中1个铜周围等距离且最近的铜个数为12，则其晶胞为如图中的________(填字母)。 (2)某磷青铜晶胞结构如图所示。 ①其化学式为________。 ②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有____个，这些Sn原子所呈现的空间结构为________。 (3)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 ①晶胞中铜原子与镍原子的数目比为________。 ②若合金的密度为d g·cm－3，晶胞边长为________nm。(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数的值) 解析　(1)金属铜的晶体中1个铜周围等距离且最近的铜个数为12，C符合题意。 (2)①根据磷青铜晶胞结构知：晶胞中含有Cu 6×＝3个，含有Sn 8×＝1个，含有P 1个，故化学式为SnCu3P。②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有4个，这些Sn原子所呈现的空间结构为平面正方形。 (3)①晶胞中Ni处于顶点，Cu处于面心，则晶胞中Ni原子数目为8×＝1，Cu原子数目为6×＝3，故Cu与Ni原子数目之比为3∶1。②设晶胞边长为a nm，晶胞质量为 g，根据m＝ρV有 g＝d g·cm－3×(a×10－7 cm)3，解得a＝×107。 答案　(1)C　(2)①SnCu3P　②4　平面正方形　(3)①3∶1　②×107 13．闪锌矿与纤锌矿的主要成分均为ZnS。在一定条件下ZnO与ZnS、Se共热可制备荧光材料ZnSe。回答下列问题： (1)根据下列锌卤化物的熔点和溶解性，判断ZnF2晶体的类型为________；分析ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的熔点依次增大的原因：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 物质 ZnF2 ZnCl2 ZnBr2 ZnI2 熔点/℃ 872 275 394 446 在乙醇、乙醚中的溶解性 不溶 溶解 溶解 溶解 (2)ZnSe晶胞与ZnS晶胞相似(如图所示)，晶胞中距离最近的两个Se2－的距离为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则ZnSe晶体的密度为____ g·cm－3。 (3)ZnSe晶胞中部分原子的分数坐标为A点Se2－(0,0,0)，B点Se2－的分数坐标为______；从该晶胞中距离B点Se2－最远的Zn2＋的位置为________(用分数坐标表示)。 解析　(1)由题给信息可知，氟化锌的熔点高，不溶于乙醇和乙醚，说明氟化锌为离子晶体；组成与结构相似的分子晶体，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点依次增大，由熔点可知，氯化锌、溴化锌、碘化锌为结构相似的分子晶体，则氯化锌、溴化锌、碘化锌的熔点依次增大。 (2)由晶胞结构可知，晶胞中(位于顶点和面心)硒离子个数为8×＋6×＝4，(位于体内)锌离子个数为4，由晶胞中距离最近的两个硒离子的距离为a nm可知，晶胞的参数为a nm，晶胞体积为(a)3nm3，晶胞质量为 g，则ZnSe晶体的密度ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3。 (3)由晶胞结构可知，A与B的距离为体对角线的长度，若A点Se2－的分数坐标为(0,0,0)，则B点Se2－的分数坐标为(1,1,1)；距离B点Se2－最远的Zn2＋位于体对角线上距离A点最近的Zn2＋分数坐标为。 答案　(1)离子晶体　ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点依次增大 (2) (3)(1,1,1)　 学科网（北京）股份有限公司 $