第三章 阶段培优练(三) 金属晶体与离子晶体-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，双选）

阶段培优练(三)　金属晶体与离子晶体 (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(本题包括10小题，每小题2分，共20分；每小题只有一个选项符合题目要求) 1.下列有关化学键与晶体的说法中，不正确的是(　　) A.离子晶体的熔点有的很高，有的较低 B.共用电子对不发生偏移的化学键是非极性共价键 C.成键原子的原子轨道重叠越多，共价键越牢固 D.共价键的键能越大，分子晶体的熔、沸点越高 答案：D 解析：离子晶体的熔点有的很高，有的较低，A正确；共用电子对不发生偏移，则化学键无极性，其化学键是非极性共价键，B正确；成键原子的原子轨道重叠越多，共价键越牢固，C正确；分子晶体熔沸点由分子间作用力决定，与分子内部共价键的键能无关，D错误。 2.下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是(　　) A.NaCl B.Na2O C.Na2O2 D.NaOH 答案：D 解析：NaCl只含离子键，A错误；Na2O只含离子键，B错误；Na2O2是含有非极性共价键的离子晶体，C错误；NaOH是含有极性共价键的离子晶体，D正确。 3.下列有关金属键和金属性质的叙述中，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相互作用 C.自由电子吸收可见光后又迅速释放，使金属具有不透明性和金属光泽 D.金属的导热性和导电性都是通过自由电子的定向运动实现的 答案：D 解析：金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，A正确；金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用，B正确；自由电子通过吸收及释放可见光，使金属具有不透明性和金属光泽，C正确；金属导电是由自由电子在外加电场中的定向运动实现的，金属导热是自由电子与金属原子(离子)在相互碰撞中完成的热能的传递，D错误。 4.下表给出两种化合物的熔点和沸点。 物质 AlCl3 CCl4 熔点/℃ 190 －22.9 沸点/℃ 178 76.8 关于表中两种化合物的说法正确的是(　　) ①AlCl3在加热时可升华　②CCl4属于分子晶体　③AlCl3是典型的离子晶体 A.仅① B.仅③ C.仅①② D.①②③ 答案：C 解析：AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华。 5.金属晶体的形成是因为晶体中存在(　　) A.金属离子间的相互作用 B.金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.自由电子间的相互作用 答案：C 解析：金属晶体中存在金属离子和自由电子，金属离子和自由电子之间存在较强烈的相互作用叫做金属键，因此金属晶体形成是由于金属离子与自由电子形成的金属键，故A、B、D错误，C正确。 6.下列说法正确的是(　　) A.由原子构成的晶体不一定是共价晶体 B.分子晶体中的分子间可能存在共价键 C.分子晶体中一定含有共价键 D.含有阳离子的晶体一定是离子晶体，在熔融状态下能导电 答案：A 解析：由原子构成的晶体可能是分子晶体，例如稀有气体是由原子构成的分子晶体，所以由原子构成的晶体不一定是共价晶体，故A正确；分子晶体中的分子间只存在分子间作用力，不可能存在共价键，故B错误；单原子分子晶体中不含共价键，如稀有气体分子，故C错误；含有阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体，故D错误。 7.石墨烯是从石墨材料中剥离出来的物质，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是(　　) A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 B.石墨中的碳原子采取sp杂化 C.石墨晶体中层与层之间存在分子间作用力 D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 答案：C 解析：石墨晶体中层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误，C正确；石墨中的碳原子采取sp2杂化，B错误；每个C原子被3个六元碳环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为6×＝2，D错误。 8.实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是(　　) A.二氧化硅和干冰的熔化 B.氯化钠和铁的熔化 C.烧碱和金刚砂的熔化 D.冰和干冰的熔化 答案：D 解析：二氧化硅和干冰的熔化克服的分别是共价键和分子间作用力，A不符合；氯化钠和铁的熔化克服的分别是离子键和金属键，B不符合；烧碱和金刚砂的熔化克服的分别是离子键和共价键，C不符合；冰和干冰形成的均是分子晶体，熔化克服的均是分子间作用力，D符合。 9.下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是(　　) A.金刚石＞晶体硅＞二氧化硅 B.CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4 C.MgO＞H2O＞O2＞Br2 D.金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 答案：B 解析：在共价晶体中，共价键的键长越短，键能越大，熔、沸点越高，则熔、沸点高低顺序为金刚石＞二氧化硅＞晶体硅，A错误；四者均为分子晶体，相对分子质量大则熔沸点高，熔、沸点高低顺序为CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4，B正确；一般来说，熔、沸点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，对于分子晶体(不含氢键的)，相对分子质量越大，其熔、沸点越高，水中含有氢键，熔、沸点高，所以熔、沸点高低顺序为MgO＞H2O＞Br2＞O2，C错误；金刚石属于共价晶体，生铁属于铁合金，合金的熔、沸点比组成它的成分金属的低，钠的金属键强度小，熔、沸点低，所以熔、沸点高低顺序为金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，D错误。 10.根据表中数据，下列说法错误的是(　　) AlCl3 NaCl MgO Na W(钨) 熔点/℃ 190 801 2 852 98 3 410 沸点/℃ 182.7 1412 3 600 883 5 927 A.金属晶体的熔沸点比离子晶体低 B.MgO和NaCl均是离子晶体 C.AlCl3是分子晶体，加热能升华 D.钨的金属键强于钠导致其熔点高于钠 答案：A 解析：W(钨)是金属晶体熔沸点比NaCl(离子晶体)高，故A错误；MgO和NaCl均是离子晶体，故B正确；AlCl3是分子晶体，且其沸点低于熔点加热可以升华，故C正确；金属键越强，熔点越高，钨的金属键强于钠导致其熔点高于钠，故D正确。 二、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分；每小题只有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 11.氟在自然界中常以CaF2的形式存在，下列表述正确的是(　　) A.Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 B.F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2 C.阴、阳离子数目比为2∶1的物质，均具有与CaF2相同的晶胞结构 D.CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 答案：BD 解析：阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca2＋与F－间存在静电吸引作用，还存在静电排斥作用，故A错误；离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF2的熔点高于CaCl2，故B正确；晶体的结构与电荷比、半径比有关，阴阳离子比为2∶1的物质，与CaF2晶体的电荷比相同，若半径比相差较大，则晶体构型不相同，故C错误；CaF2中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF2在熔融状态下能导电，故D正确。 12.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.金属原子的价电子数越多，其金属性就越强 D.自由电子在运动时与金属原子碰撞，引起两者能量交换，从而使金属具有导热性 答案：D 解析：因金属元素的电负性和电离能较小，则金属原子中的价电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，故A错误；金属导电的实质是“自由电子”在外电场的作用下，定向移动而产生电流，故B错误；金属性的强弱与价电子数的多少无必然联系，故C错误；金属自由电子受热后运动速率增大，与金属原子(离子)碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故D正确。 13.已知HCl的沸点为－85 ℃，则HI的沸点可能为(　　) A.－167 ℃ B.－87 ℃ C.－35 ℃ D.50 ℃ 答案：C 解析：氯化氢、碘化氢为结构相似的分子晶体，分子晶体熔沸点高低与分子间作用力有关，而分子间作用力与相对分子质量成正比，碘化氢的相对分子质量大于氯化氢，所以分子间作用力强于氯化氢，熔沸点高于氯化氢，排除A、B，常温下碘化氢为气体，排除D，C项正确。 14.下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A.干冰晶体中，每个CO2周围紧邻12个CO2 B.氯化钠晶体中，每个Cl－周围紧邻且距离相等的Cl－共有6个 C.氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻6个Cl－ D.金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环有6个碳原子 答案：BC 解析：干冰晶体中，位于顶点的二氧化碳与位于面心的二氧化碳的距离最近，则每个二氧化碳周围紧邻12个二氧化碳，故A正确；氯化钠晶体中，位于顶点的氯离子与位于面心的氯离子的距离最近，则每个氯离子周围紧邻且距离相等的氯离子共有12个，故B错误；氯化铯晶体中，位于体心的铯离子与位于顶点的氯离子的距离最近，则每个铯离子周围紧邻8个氯离子，故C错误；金刚石为共价晶体，晶体的空间结构为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环有6个碳原子，故D正确。 15.有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是(　　) A.在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 D.该气态团簇分子的分子式为EF 答案：D 解析：由晶胞结构可知，氯化钠晶胞中位于棱上的氯离子与顶点和面心上的钠离子距离最近，则氯离子周围最近的钠离子有6个，6个钠离子构成一个正八面体，故A正确；由晶胞结构可知，氟化钙晶胞中位于顶点和面心的钙离子数目为8×＋6×＝4，故B正确；由图可知，金刚石晶体中每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×＝2，则晶体中碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。 三、非选择题(本题包括4小题，共60分) 16.(15分)回答下列问题。 (1)MnO的熔点(1 650 ℃)比MnS的熔点(1 610 ℃)高，它们都属于　　　晶体。前者熔点较高的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)SiCl4和SnCl4通常均为液体。 ①Si、Sn、Cl三种元素电负性由小到大的顺序为　　　　　　(用元素符号表示)。 ②SiCl4的立体构型为　　　　　，属于　　　晶体。 ③SiCl4的熔点低于SnCl4的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于　　　晶体。 (4)O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为　　　　　和　　　　　。 (5)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F。上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有　　　　　(填字母)。 a.离子晶体 b.分子晶体 c.共价晶体 d.金属晶体 答案：(1)离子　O2－半径小于S2－半径，MnO的离子键强　(2)①Sn＜Si＜Cl　②正四面体形　分子　③二者均为分子晶体，组成与结构相似，SiCl4的相对分子质量小于SnCl4，分子间作用力弱于SnCl4，故熔点低于SnCl4　(3)分子　(4)分子晶体　离子晶体　(5)abd 解析：(1)MnO、MnS的熔点都较高，都属于离子晶体。MnO的熔点高于MnS的原因是O2－半径小于S2－半径，MnO的离子键强； (2)①非金属性越强，电负性越大，同周期，越靠右非金属性越强，故Si、Sn、Cl三种元素电负性由小到大的顺序为Sn＜Si＜Cl；②SiCl4中心原子Si的成键电子对为4个，且无孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，其VSEPR模型与立体构型相同，为正四面体形，属于分子晶体；③两者都属于分子晶体，则SiCl4的熔点低于SnCl4的原因为SiCl4的相对分子质量小于SnCl4，分子间作用力弱于SnCl4； (3)Fe(CO)5的熔点为253 K，沸点为376 K，熔沸点较低，则其固体属于分子晶体； (4)氧的氢化物是水，常温为液体，熔点较低，为分子晶体；钠的氢化物为氢化钠，由Na＋和H－构成，为离子晶体； (5)题述方程式中的NH3、F2、NF3属于分子晶体；NH4F属于离子晶体；铜属于金属晶体。 17.(10分)完成下列问题。 (1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB……方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为　　　　　　　　。 (2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，1 mol 石墨烯中含有的六元环个数为　　　。下列有关石墨烯的说法正确的是　　　(填字母)。 a.晶体中碳原子间全部是单键 b.石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面 c.从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力 (3)石墨烯可转化为C60，C60的结构如图丙所示，该分子是由五边形和六边形构成的球体，其中五边形有12个，则六边形有　　　个(注：简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间的关系为V＋F－E＝2)。 (4)金刚石晶胞如图丁所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为　　　。 答案：(1)4　(2)0.5NA　abc　(3)20　(4)4 解析：(1)由题图甲可知，六方晶胞中处于顶点的8个碳原子分为两种，其中4个被6个晶胞所共有，4个被12个晶胞所共有；处于棱上的4个碳原子也分为两种，其中2个被3个晶胞所共有，2个被6个晶胞所共有；处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞所共有；晶胞内还有1个碳原子，所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为4×＋4×＋2×＋2×＋2×＋1＝4。(2)由题图乙可知，石墨烯中6个碳原子组成1个环，每个碳原子被3个环共有，相当于2个碳原子组成1个环，1 mol碳原子组成的环的个数为0.5NA。根据碳原子成键特点可知，每个碳原子与周围三个碳原子形成3个单键，a正确；石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面，b正确；从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力，c正确。(3)设C60中六边形、五边形的个数分别为x、y。则有：2x＋y＝60、60＋－(3x＋y)＝2，解得x＝20，y＝12；(4)由金刚石晶胞结构可知原子的配位数为4。 18.(15分)C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示其中的一层结构)： (1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为　　　(填字母)。 A.同分异构体 B.同素异形体 C.同系物 D.同位素 (2)固态时，C60属于　　　　(填“共价”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键和单键，推测C60跟F2　　　　(填“能”或“不能”)发生加成反应。 (3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是　　　NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入一个氧原子。二氧化硅的三维结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是　　　　。 (4)石墨层状结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是　　　　个。 答案：(1)B　(2)分子　能　(3)2　6　(4)2 解析：(2)C60晶体中存在不饱和的碳碳双键，在一定条件下能与F2发生加成反应；(3)晶体硅的结构与金刚石相似，存在以硅原子为中心和顶点的正四面体结构单元，每个硅原子形成4个Si—Si键，但1个Si—Si键为2个硅原子共用，故1个硅原子可形成2个Si—Si键，即1 mol硅原子能形成2 mol Si—Si键。(4)石墨中每个C原子形成3个C—C键，故每个C原子为3个六边形共用，每个六边形拥有C原子个数为6×＝2个。 19.(20分) (1)石墨晶体的结构如图所示。 ①石墨属于　　　晶体。 ②石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的　　　　　共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在　　　　　共价键，还有　　　　　键。 (2)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。 ①六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为　　　　　　，其结构与石墨相似却不导电，原因是　　　　　　　 　　　　　　　。 ②立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为　　　　　　。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是　　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)①混合型　②σ　σ　π　 (2)①平面三角形　硼最外层电子全部成键，没有自由移动的电子存在，故不能导电　②sp3杂化　高温、高压 解析：(1)①石墨晶体中既有共价键，又有范德华力，还有金属键的特性，是一种混合型晶体。②金刚石中只存在C—C间的σ共价键，而石墨层内的C—C间既存在σ共价键，又存在π键。(2)①观察六方相氮化硼的晶体结构可知，层内每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。硼最外层电子全部成键，没有自由移动的电子存在，故不能导电。②立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300 km的环境应为高温、高压。 学科网（北京）股份有限公司 $