3.3 金属晶体与离子晶体（培优专练）化学人教版选择性必修2

第三单元 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 金属键与电子气理论 题型2 金属晶体的结构与性质 题型3 常见离子晶体的结构 题型4 离子晶体的物理性质 题型5 过渡晶体的结构与性质 题型6 混合型晶体的结构与性质 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 金属键与电子气理论 1．【辩证思维】（24-25高二下·山东淄博·期末）基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法正确的是 A．共价键的键长等于成键原子的半径之和 B．电子气理论可以解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 C．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构一定相同 D．反应的活化能指活化分子具有的最低能量和反应物分子具有的平均能量之差 【答案】B 【详解】A．共价键的键长是成键两原子核间的平均距离，由于成键时原子轨道发生重叠，所以键长小于成键原子的半径之和，A错误； B．电子气理论认为金属的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，可解释金属导电性（自由电子在外加电场下定向移动）、导热性（自由电子传递能量）、延展性（电子气可缓冲金属离子层滑动时的作用力），B正确； C．VSEPR模型包含中心原子的成键电子对和孤电子对的空间排布，分子的空间结构仅指成键电子对的空间排布，当中心原子存在孤电子对时二者不相同，如水的VSEPR模型为四面体形，分子空间结构为V形，C错误； D．反应的活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量的差值，不是活化分子的最低能量与反应物分子的平均能量的差，D错误； 故选B。 2．【辩证思维】（23-24高二下·四川遂宁·阶段检测）下列说法正确的是 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．金属晶体由金属阳离子和阴离子构成 C．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 D．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 【答案】D 【详解】A．金属导电是因为自由电子的定向移动，并不需要外加电场，A项错误； 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和静电排斥作用，B项错误； C．硬铝的硬度比纯铝大，但熔点比纯铝低，C项错误； D．电子气理论为：把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的海洋中，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性，故D正确； 故答案选D。 3．【演绎推理】金属晶体熔、沸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数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 【答案】C 【详解】A．镁离子（Mg2+）电荷数为+2，铝离子（Al3+）电荷数为+3且半径更小，金属键更强，故镁的硬度小于铝，A错误； B．碱金属从Li到Cs，离子电荷数相同但半径逐渐增大，金属键减弱，熔沸点逐渐降低，B错误； C．镁离子（Mg2+）电荷数为+2且半径小于钠离子（Na+），金属键更强，故镁的熔点大于钠，C正确； D．锂离子（Li+）半径小于钠离子（Na+），电荷数相同，金属键更强，故锂的硬度大于钠，D错误； 故答案选C。 题型2 金属晶体的结构与性质 4．【辩证思维】（25-26高二下·辽宁葫芦岛·期末）下列说法中，正确的是 A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 B．共价晶体中，共价键键能越大晶体熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 【答案】B 【详解】A．金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子，不含阴离子，因此晶体中含有阳离子不一定有阴离子，A错误； B．共价晶体熔化时需要破坏共价键，共价键键能越大，断裂时需要吸收的能量越多，晶体熔点越高，B正确； C．分子的稳定性属于化学性质，由分子内共价键的键能决定，分子间作用力影响的是分子晶体的熔沸点等物理性质，与分子稳定性无关，C错误； D．金属晶体导电是自由电子在外加电场作用下发生定向移动，金属阳离子仅在平衡位置附近振动，不会定向移动，D错误； 故选B。 5．【科技前沿】（25-26高二下·河北保定·期末）镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示，是阿伏加德罗常数的值，该晶胞参数为，下列说法错误的是 A．a球代表Ni原子，b球代表Ti原子 B．Ti原子的配位数为6 C．该合金的密度为 D．也可以以b为顶点截取该合金的晶胞 【答案】A 【详解】A．Ti为第四周期IVB族元素，Ni为第四周期VIII族元素，同周期主族/过渡元素从左到右原子半径逐渐减小，因此Ti原子半径大于Ni，大球a代表Ti原子，小球b代表Ni原子，A错误； B．该晶胞为NaCl型结构，Ti和Ni的配位数均为6，每个Ti原子周围最近的Ni原子有6个，B正确； C．晶胞中Ti原子数为，Ni原子数为，晶胞质量为，晶胞体积为，因此密度为，C正确； D．晶胞是晶体的最小重复单元，可通过平移选取不同的顶点构建晶胞，因此可以以b为顶点截取该合金的晶胞，D正确； 故选A。 6．【科技前沿】（25-26高二下·辽宁鞍山·期末）金属钒（立方晶胞，Ⅰ）和硅粉高温熔炼可制取传统超导材料（立方晶胞，Ⅱ）。已知此体系中紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能。下列说法正确的是 A． B．与紧邻的有4个 C．金属钒的超导性质优于 D．晶胞中的价层电子总数为28 【答案】B 【详解】A．晶胞Ⅱ中，白球（Si）的个数为，灰球（V）的个数为，因此，A错误； B．以晶胞面上的V为例，周围等距紧邻的Si共4个，B正确； C．金属钒晶胞Ⅰ中紧邻V间距为体对角线的一半，计算可知：，中紧邻V间距为，由题干可知，紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能，距离更短，因此的超导性质优于金属钒，C错误； D．V是第ⅤB族元素，每个V价层电子数为5；Si是第ⅣA族元素，每个Si价层电子数为4。该晶胞含6个V、2个Si，总价层电子总数，D错误； 故选B。 7．【演绎推理】（25-26高二下·湖南郴州·阶段检测）白锡和灰锡是单质Sn的两种常见同素异形体。白锡具有良好的导电性，而灰锡表现为半导体性质。二者晶胞结构如图所示，白锡具有体心四方结构，灰锡具有立方金刚石结构，白锡和灰锡的晶胞体积分别为 和 。下列有关说法不正确的是 A．灰锡中Sn原子采取杂化 B．灰锡中每个Sn原子周围与其最近且距离相等的Sn原子有4个 C．白锡和灰锡晶体的密度之比为 D．白锡和灰锡的晶体类型不同 【答案】C 【详解】A．灰锡中每个Sn原子与周围4个Sn原子形成4个σ键，且无孤电子对，价层电子对数为4，因此采取杂化，A正确； B．灰锡具有立方金刚石结构，在这种结构中，每个Sn原子与其周围4个Sn原子形成共价键，这4个原子距离相等且最近，即Sn的配位数为4，B正确； C．晶体密度(其中为晶胞含有的原子个数，为摩尔质量)，白锡为体心四方结构，晶胞中含有的Sn原子数；灰锡为立方金刚石结构，晶胞中含有的Sn原子数，白锡与灰锡的密度之比为，C错误； D．白锡具有良好的导电性，属于金属晶体；灰锡具有立方金刚石结构，属于共价晶体，二者晶体类型不同，D正确； 故选C。 题型3 常见离子晶体的结构 8．【辩证思维】（25-26高二下·北京昌平·期末）氯化钠的熔点是，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．氯化钠晶体属于离子晶体 B．若在顶点，周围与它最近且距离相等的有5个 C．NaCl熔化需要破坏离子键 D．氯化钠晶体中，每个晶胞中含有4个和4个 【答案】B 【详解】A．氯化钠晶体是由Na+、Cl-构成的离子晶体，A正确； B．在NaCl晶体中，不管离子位置怎么调换，每个Na+周围最近且距离相等的Cl-是6个（上下、左右、前后），每个Cl-周围最近且距离相等的Na+是6个，B错误； C．NaCl是离子晶体，离子晶体熔化需要破坏离子键，C正确； D．氯化钠晶体中，Na+的个数为：，Cl-的个数为：；每个晶胞中含有4个和4个，D正确。 故答案选B。 9．【演绎推理】（25-26高二下·内蒙古赤峰·期末）高温超导材料钙钛矿的晶胞结构如图，晶胞参数为a pm。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该物质的化学式为CaTiO4 B．与Ti等距离且最近的O有4个 C．O与Ca之间的最短距离为a pm D．该晶胞密度ρ= g·cm-3 【答案】C 【详解】A．用均摊法计算晶胞中原子数目：Ti位于顶点，数目为8×=1；O位于棱心，数目为12×=3；Ca位于体心，数目为1，故化学式为CaTiO3，A错误； B．Ti位于顶点，与其等距离且最近的O位于相邻棱的棱心，分别位于上下左右前后共6个，B错误； C．Ca在体心，O在棱心，二者最短距离为晶胞面对角线的一半，即a pm，C正确； D．晶胞参数a pm=a×10-10 cm，晶胞体积V=(a×10-10)3=a3×10-30 cm3，故密度为ρ=== g·cm-3，D错误； 故选C。 10．【演绎推理】（25-26高二下·陕西汉中·期末）晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于晶体的说法正确的是 A．6.4 g 晶体中含阴离子0.1 mol B．1个晶体的晶胞平均含有1个和1个 C．与每个距离相等且最近的共有12个 D．1个周围距离最近且等距离的数目为6 【答案】A 【详解】A．的摩尔质量为64 g/mol，6.4 g 的物质的量为0.1 mol，其阴离子为，故含阴离子0.1 mol，A正确； B．根据均摊法，位于棱心和体心，晶胞中的数目为：；位于顶点和面心，晶胞中的数目为：，B错误； C．晶胞中与距离相等且最近的有4个：距离为面对角线的一半，位置位于棱心，C错误； D．晶胞沿一个方向拉长，1个周围距离最近且等距离的仅同一平面上的4个，D错误； 故选A。 11．【科技前沿】（25-26高二下·湖南·期末）全固态锂离子电池因安全性高成为行业研发热点，其常用电解质 的晶胞结构如图所示。已知m点微粒分数坐标为(0，0，0)，q点微粒分数坐标为(1，1，1)，晶胞边长为a pm。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．所含三种元素的简单氢化物沸点高低顺序为LiH> >HF B．晶体中距 最近且等距离的 有 12个 C．n点微粒分数坐标为 D．晶体的密度为 【答案】A 【详解】A．LiH是离子晶体，沸点最高；HF分子间存在氢键，分子间只存在范德华力，氢键作用远强于范德华力，因此沸点HF>​，正确沸点顺序为：LiH>HF>​，A错误。 B．在晶胞中处于棱心和体心位置，其排列对应面心立方结构，配位数为12，即距最近且等距离的有12个，B正确； C．已知m点微粒分数坐标为(0，0，0)，q点微粒分数坐标为(1，1，1)，分数坐标以晶胞边长为单位1，n点位于晶胞上底面中心，x、y坐标均为，z坐标为1，因此坐标为，C正确； D．根据均摊法，晶胞中个数为，个数为，，即晶胞含4个，摩尔质量为152 g/mol，则晶胞质量；晶胞边长为a pm=a×10−10 cm，体积V= (a×10−10)3=a3×10−30 cm3，密度=，D正确； 故选A。 题型4 离子晶体的物理性质 12．【辩证思维】（25-26高二上·浙江绍兴·期中）经研究证明，在固态时由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于的推断正确的是 A．固体为分子晶体 B．晶体具有良好的导电性 C．晶体由和构成，且离子数之比为 D．晶体由和构成，且离子数之比为 【答案】C 【详解】A．固态由阴、阳离子构成，属于离子晶体，不是分子晶体，A错误； B．离子晶体在固态时离子被束缚在晶格的固定位置，不能自由移动，因此不具有良好的导电性，B错误； C．为正四面体，为正八面体；两种离子所带电荷的绝对值均为1，由电中性可知离子数之比为，C正确； D．有3个成键电子域，空间构型为平面三角形；有7个成键电子域，空间构型也不是正八面体，与题给构型不符，D错误； 故选C。 13．【信息加工】（24-25高二下·湖南长沙·期中）根据表中给出物质的熔点数据(沸点为260℃)，判断下列说法错误的是 晶体 NaCl MgO AlCl3 晶体硼 熔点/℃ 801 2852 -70 190 2300 A．中的离子键比中的离子键强 B．晶体是分子晶体 C．晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体 【答案】C 【详解】A．MgO和NaCl均为离子晶体，离子晶体的熔点越高说明离子键越强，MgO熔点远高于NaCl，故其中离子键更强，A正确； B．熔点仅为-70℃，熔沸点很低，符合分子晶体的特征，故晶体是分子晶体，B正确； C．熔点为190℃、沸点仅260℃，熔沸点很低，属于分子晶体，不是离子晶体，C错误； D．晶体硼熔点高达2300℃，熔沸点很高，符合共价晶体的特征，故晶体硼是共价晶体，D正确； 故选C。 14．【科技前沿】科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A．图 1 晶体密度为 B．图 2 中空位数与数目之比为 C．导电时，空位移动方向与电流方向相同 D．将中换为，该电池的比能量将增大 【答案】B 【详解】A．晶胞中的个数是，含有2个，的分子量是 228 ，计算体积得，计算密度，选项计算错误，A 选项错误； B．为维持电荷平衡，每引入 1 个，需从晶格中移走2个，占据其中一个位置，另一个位置则形成空位，根据图示原始 数为 12，掺杂 2 个 后空位数为 2，剩余 数为 8，二者之比为 ，B 选项正确； C．导电时， 向阴极移动（与电流方向相同），空位（带有效负电荷）向阳极移动，与电流方向相反，C 选项错误； D．将换为虽可提高离子电导率，但原子量更大，电解质质量增加，且不直接参与电极反应，电池比能量（单位质量输出的能量）反而会降低，D 选项错误； 故答案选 B。 15．【演绎推理】（25-26高二上·河南郑州·期末）科学家合成出了一种新化合物，其中、、、为同一短周期元素，核外最外层电子数是核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．单质中的化学键无方向性 B．元素电负性强弱的顺序为 C．该化合物阴离子中所有原子可能共平面 D．元素、、的单质晶体熔点依次升高 【答案】C 【分析】该化合物由阴、阳离子组成，说明它是离子化合物。从该化合物的结构式看出，W为金属元素；1个Z原子形成1个共价键，说明Z原子最外层有1个或7个电子；1个X原子形成4个共价键，说明X原子最外层有4个电子；1个Y原子形成2个共价键，阴离子得1个电子，说明Y原子最外层有5个电子；根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl，据此分析。 【详解】A．W单质Na中的化学键为金属键，金属键无方向性和饱和性，A正确； B．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，因此电负性：，B正确； C．阴离子中每个都形成4个单键，为杂化，空间为四面体构型，所有原子不可能共平面，C错误； D．Z单质是分子晶体，常温为气态，熔点最低；W单质Na是金属晶体，常温为固态，熔点高于；X单质Si是共价晶体，熔点远高于前两者，因此熔点：，依次升高，D正确； 故选C。 题型5 过渡晶体的结构与性质 16．【辩证思维】（24-25高二下·澳门香港·期末）几种晶体的晶胞或晶体结构如图，下列说法正确的是 A．晶胞中，每个晶胞含4个碳原子 B．晶胞中，填充在形成的正八面体空隙中 C．石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力，属于过渡晶体 D．立方BN晶胞中，若晶胞参数为apm，则N原子间最近的距离为 【答案】D 【详解】A．第一个图中，分子处于顶点(8个)和面心(6个)，根据均摊法，一个晶胞中含个分子，A项错误； B．晶胞中，位于顶点(8个)和面心(6个)，位于体内(8个)，由图知，每个周围有4个离其等距且最近，所以填充在形成的正四面体空隙中，B项错误； C．石墨晶体中，层内碳原子之间以共价键结合，层与层之间存在范德华力，并且石墨有类似金属的导电性，但其中不存在金属键，石墨兼具多种晶体微粒间作用力特征，所以石墨属于混合型晶体，C项错误； D．立方BN晶胞中，B位于顶点(8个)和面心(6个)，N位于体内(4个)，由图知，N原子间最近的距离为面对角线长度的，若晶胞参数为apm，则N原子间最近的距离为，D项正确； 故选D。 17．【演绎推理】下列晶体最能体现过渡晶体结构与性质的是 A．金刚石 B．CsCl C．Al2O3 D．KF 【答案】C 【详解】A．金刚石由C原子构成，C原子以sp3杂化的方式形成共价键三维骨架结构，是典型的共价晶体，A不符合题意； B．Cs的金属性很强，Cl的非金属性强，二者形成的CsCl晶体中Cs+与Cl-以离子键的形式结合，是典型的离子晶体，B不符合题意； C．Al2O3中离子键成分的百分数为41%，不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体，是介于两者之间的过渡晶体，能体现过渡晶体结构与性质，C符合题意； D．K的金属性强，F的非金属性很强，二者形成的KF晶体中K+与F-以离子键的形式结合，是典型的离子晶体，D不符合题意； 故选C。 18．【演绎推理】（25-26高二下·山西·期中）泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使和两核间距为1.0~1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果不能得出的结论是 ①共价键和离子键没有明显的界限      ②NaI晶体中既有离子键，又有共价键 ③NaI晶体是过渡晶体                   ④离子晶体可能含有共价键 A．①④ B．②④ C．①③ D．②③ 【答案】B 【详解】①由题干信息可知，离子的核间距较大时，呈离子键，核间距较小时，呈共价键，当核间距改变时，键的性质也会改变，说明离子键和共价键没有明显的界限，故①正确； ②题干信息可知，改变核间距键的性质也会改变，NaI晶体中的化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，故②错误； ③NaI晶体中化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，属于过渡晶体，故③正确； ④很多离子晶体中同时有离子键和共价键，如晶体，但这不是泽维尔研究的结果，题目研究的是NaI自身化学键的性质变化，④错误； 符合题意的为②④，故答案选B。 题型6 混合型晶体的结构与性质 19．【辩证思维】（25-26高二下·河北雄安·期末）几种晶体的晶胞或晶体结构如图所示。下列说法正确的是 NaCl晶胞 干冰晶胞 金刚石晶胞 石墨晶体结构 A．晶体中，每个周围距离最近且相等的有6个 B．晶体中的配位数与干冰晶体中分子的紧邻分子数相同 C．若金刚石晶胞边长为，则最近的两个碳原子之间的距离为 D．石墨晶体层内存在共价键，层间存在范德华力，因此石墨属于混合型晶体 【答案】D 【详解】A．晶体中，每个周围距离最近且相等的有12个，分别位于中心Na的同层及上下层，每层4个共12个，A错误； B．晶体中的配位数为6，干冰晶体中分子的紧邻分子数为12，二者不相同，B错误； C．金刚石晶胞中最近的两个碳原子的距离为体对角线的，即，不是，C错误； D．石墨晶体层内碳原子以共价键结合，层间通过范德华力作用，同时存在类似金属键的作用力，属于混合型晶体，D正确； 故选D。 20．【信息加工】（24-25高二下·黑龙江·阶段检测）Al2O3具有12种晶体结构，其中α-Al2O3(刚玉)不溶于水和酸，用作切削工具等；β-Al2O3有离子传导能力(允许Na+通过)；γ-Al2O3不溶于水，但能溶于酸和碱。有关说法正确的是 A．γ-Al2O3是两性氧化物，其物理性质与其他晶型相同 B．以β-Al2O3为固体电解质的钠-硫蓄电池，放电时Na+向正极移动 C．α-Al2O3的晶体中Al3+与O2-个数比为3：2 D．α-Al2O3的晶体虽属于共价晶体，但其中也有一定离子键的成分，最好看成混合型晶体 【答案】B 【详解】A．结合题干信息，不同晶型的Al2O3的物理性质不同，化学性质也有一定差异，故A项错误； B．钠-硫蓄电池中钠为负极，硫为正极，固体电解质中阳离子向正极(电势高)移动，故B项正确； C．结合化学式Al3+与O2-个数比应为2：3，故C项错误； D．根据人教版教科书，结合题意，α-Al2O3应为过渡晶体，可看作共价晶体，故D项错误； 故选B。 21．【科技前沿】化合物因优异的锂离子导电性与高储氢容量备受关注，其晶体由层和层按交替堆叠的方式构成，层的位于正六边形的顶点，位于正六边形的中心，层全部由构成且这些恰好位于层的正下方，结构如图所示。下列说法不正确的是 A．属于混合型晶体 B．的化学式为 C．和水反应生成和 D．和反应可生成 【答案】A 【分析】A层的正六边形顶点的，每个被3个正六边形共用，因此1个正六边形内的数量为；中心完全属于该正六边形，数量为1。B层位于A层正下方，完全属于该结构单元，数量为1。晶体ABAB交替堆叠，因此一个重复单元内：总数为2+1=3，总数为1，化学式为。由此解题。 【详解】A．是典型的离子晶体，由和通过离子键结合而成，并非混合型晶体，A错误； B．由分析可知，Li与N的个数比为3:1，化学式为，B正确； C．与水发生水解反应，符合反应规律，C正确； D．可与发生加氢反应，因此可以生成，D正确； 故答案选A。 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．下列关于金属晶体的叙述正确的是 A．用铂金制作首饰不能用电子气理论解释 B．固体或熔融后易导电、熔点在1000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Li、Na、K的熔点逐渐升高 D．温度越高，金属的导电性越好 【答案】B 【详解】A．用铂金制作首饰是利用了金属的延展性，延展性属于金属通性，可以用电子气理论解释，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性，A错误； B．金属晶体中存在自由电子，固体和熔融状态下都可导电，且不同金属的熔点差异较大，因此符合该条件的晶体可能是金属晶体，B正确； C．Li、Na、K为同主族碱金属，从上到下金属阳离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，C错误； D．温度越高，金属阳离子热运动越剧烈，对自由电子移动的阻碍作用越强，金属导电性越差，D错误； 答案为B。 2．下列晶体熔点的判断错误的是 A． B． C．铁>钠>汞 D．金刚石>碳化硅>晶体硅 【答案】A 【详解】A．、、均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大分子间作用力越强，熔点越高，正确熔点顺序为，A错误； B．、、均为离子晶体，离子电荷数越高、离子半径越小，晶格能越大熔点越高，的离子电荷数最高，半径小于半径，半径小于半径，故熔点，B正确； C．三者均为金属晶体，常温下汞为液态熔点最低，铁的金属键强于钠，熔点高于钠，故熔点铁>钠>汞，C正确； D．三者均为共价晶体，键长，键能越大熔点越高，故熔点金刚石>碳化硅>晶体硅，D正确； 故选A。 3．晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 A．在图①NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl-形成正八面体 B．在图②CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．图④表示铜晶体为面心立方堆积，铜原子的配位数为8 D．在图③金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 【答案】C 【详解】A．NaCl晶体中，距最近的共6个，分别位于的上下、左右、前后方向，构成正八面体结构，A正确； B．位于晶胞的顶点和面心，个数为，即每个晶胞平均占有4个，B正确； C．铜晶体为面心立方最密堆积，每个铜原子的配位数为12（同层4个、上下层各4个），不是8，C错误； D．金刚石中每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，平均1个碳原子对应个碳碳键，故碳原子与碳碳键个数比为，D正确； 故答案为C。 4．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述错误的是 A．CaCl2、CaF2均为离子晶体 B．F-的半径小于Cl-，则CaF2的熔点高于CaCl2 C．硬度：CaF2＞BN D．CaF2在熔融状态下能导电 【答案】C 【详解】A．、均由活泼金属阳离子和活泼非金属阴离子通过离子键构成，属于离子晶体，A正确； B．离子晶体熔点与晶格能正相关，二者阴阳离子所带电荷数相同，半径小于，晶格能更大，因此熔点高于，B正确； C．属于共价晶体（原子晶体），硬度远高于离子晶体，即硬度，C错误； D．是离子晶体，熔融状态下可电离出自由移动的离子，因此能导电，D正确； 故答案为C。 5．云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品，镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3:1 B．基态铜原子价电子排布式：3d94s2 C．Ni原子核外有2个未成对电子 D．镍白铜晶体具有较大的硬度 【答案】B 【详解】A．晶胞中Cu处于面心，原子数目为，Ni处于顶点，原子数目为，二者个数比为3;1，A正确； B．基态Cu原子满足洪特规则特例，全满结构更稳定，价电子排布式应为，不是，B错误； C．Ni为28号元素，核外电子排布式为，3d轨道上有2个未成对电子，C正确； D．镍白铜为铜镍合金，合金的硬度通常大于其组分金属，具有较大硬度，D正确； 故选B。 6．一氧化铌(NbO)是一种具有金属导电性的特殊氧化物，导电原理与金属晶体类似，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．该晶胞中含有3个和3个 B．的配位数为4 C．电场作用下晶胞中的和能定向移动形成电流 D．若晶胞参数为，则晶胞中间的最近距离为 【答案】C 【详解】A．位于晶胞的6个面心，每个面心原子被2个晶胞共享，数目为；位于晶胞的12条棱上，每个棱上原子被4个晶胞共享，数目为，A正确； B．在面心，每个面心的周围距离最近且相等的共4个，因此配位数为4，B正确； C．NbO导电原理与金属晶体类似，金属晶体导电是自由电子定向移动，金属阳离子不会定向移动；因此NbO导电也是自由电子定向移动，和不会定向移动，C错误； D．晶胞中最近的两个Nb2+位于同一晶胞的两个相邻面心，设晶胞参数为，根据坐标计算距离得：两个相邻面心的距离为面对角线的一半，即。D正确； 故选C。 7．下列排序不正确的是 A．晶体的熔点由大到小： B．晶体的硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．晶体的熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．晶体的熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 【答案】C 【详解】A．、、均为分子晶体，分子间存在氢键，熔点远高于另外两者；是极性分子，范德华力强于非极性分子，故熔点，A正确； B．原子晶体的硬度与共价键键能正相关，键长，键能依次减小，故硬度金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B正确； C．金属晶体熔点与金属键强度正相关，、、的阳离子电荷数依次升高、半径依次减小，金属键依次增强，故熔点，C错误； D．离子晶体熔点与晶格能正相关，、、、半径依次增大，晶格能依次减小，故熔点，D正确； 故选C。 8．人类对晶体结构的探索历史源远流长。从1912年劳厄发现X射线衍射现象，为晶体结构分析奠定了实验基础，到布拉格父子提出布拉格方程，开创了X射线晶体学，这一历史进程不仅推动了化学、物理学的发展，也为材料科学的创新提供了理论指导。如图为某新型杂化钙钛矿材料的晶胞结构(立方晶胞)。设为阿伏加德罗常数的值，1号原子和2号原子之间的距离为下列说法错误的是 A．电负性： B．该晶胞中位于形成的正八面体空隙中 C．与最近且等距的有8个 D．该晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．在同一周期，元素电负性从左到右依次增大，同一主族，从上到下，依次减小，非金属性越强，电负性越大，电负性：N>C>H>Pb，A正确； B．位于立方体的顶点，位于面心，位于体心，6个构成正八面体，位于正八面体中心，B正确； C．位于立方晶胞的顶点，1 个顶点被 8 个相邻晶胞共用；每个相邻晶胞中有 3 个面心与该顶点距离相等，每个面心同时被 2 个晶胞共享。因此与其最近且等距的共有个，C错误； D．1号原子和2号原子之间的距离为，可知晶胞边长为，晶胞中的个数为，的个数为，的个数为1，晶体的化学式为，摩尔质量为，晶胞质量，晶胞体积，根据，可得晶体密度，D正确； 故选C。 9．碘化银汞是一种离子晶体，低温时为β型，高温时转化为具有空位结构(用表示)的α型，且导电性大幅增加。α型和β型均为立方晶胞，晶胞的边长均为a nm。下列说法错误的是 A．α型的化学式为 B．β型的晶体密度为： C．β型中与最近的有4个 D．α型晶体导电性大幅增加，是因为晶体中有空位 【答案】B 【详解】A．根据晶胞图例计算α型晶胞内的离子总数：所有半黑球代表的基团为，晶胞内共个该基团，总贡献为；大球完全位于晶胞内，共4个。 阴阳离子最简比为，对应化学式，A正确。 B．根据均摊计算β型晶胞中含1个，总质量为，晶胞体积为，密度应为，选项给出的表达式数值错误，B错误； C． β型中位于顶点和面心，以面心的为研究对象，与最近的位于上、下两层晶胞内，数量为4，C正确； D．α型晶体的空位结构可让离子移动传导电荷，故导电性大幅增加，D正确； 故选B。 10．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示，边长为，部分被取代生成掺杂钙钛矿，晶体整体呈电中性。下列说法错误的是 A．钙钛矿的化学式为 B．每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子的个数为6 C．若，则空缺占原有氧总数的16.7% D．该钙钛矿晶体的密度计算式为 【答案】C 【分析】由图可得该晶胞中8个Ti原子位于顶点位置，12个O原子位于棱上，1个Ca原子位于晶胞内部，由此可得该晶胞含个Ti原子，个O原子，1个Ca原子，化学组成为。 【详解】A．由图中信息可得该晶胞中8个Ti原子位于顶点位置，12个O原子位于棱上，1个Ca原子位于晶胞内部，结合分析中的计算可得钙钛矿的化学式为，A正确； B．由图可得，钛离子均位于晶胞顶点，每个顶点周围相邻6个顶点，故每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子的个数为6，B正确； C．若，则掺杂钙钛矿中正离子化合价为，负离子化合价为，因为晶体整体呈电中性，所以，，则空缺占原有氧总数为，C错误 D．该钙钛矿晶体的密度为，D正确； 故选C。 11．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该氧化物的化学式为 B．晶胞中Zr与O的配位数都为4 C．该氧化物的密度为 D．若p处Zr坐标为，则q处Zr的坐标参数为 【答案】D 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，与数目比为，则立方氧化锆的化学式为，A错误； B．根据体心的氧原子可知晶胞中O的配位数分别为4，因此依据化学式可知的配位数为8，B错误； C．晶胞中含4个Zr、8个O，晶胞质量，晶胞边长，体积； 密度，C错误； D．根据晶胞的位置可知，p处坐标为，则q处的坐标参数为，D正确； 故选D。 12．一种由和组成的储氢材料的立方晶系结构如图所示。晶胞边长为。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．晶胞中的价层电子总数为48 C．晶体中，距离最近的、之间的距离为 D．该储氢合金晶体中的配位数为4 【答案】C 【详解】A．利用均摊法计算晶胞内原子数：Fe（白球）：顶点8个，每个占1/8；面心6个，每个占1/2，总个数为 。Mg（黑球）：全部位于晶胞内部，共8个。 原子个数比Mg:Fe=8:4=2:1，化学式为，A正确； B．Mg的价层电子排布为，每个Mg含2个价电子；Fe的价层电子排布为，每个Fe含8个价电子。 晶胞总价层电子数 = ，B正确； C．观察晶胞结构，最近的Fe和Mg的位置关系为：Fe位于面心或者顶点，Mg处于晶胞内将晶胞均分为8个小立方体的体心位置，二者的距离是相邻小立方体的体对角线的一半，小立方体边长为，因此间距为 ，C错误； D．以任意一个内部的Mg原子为中心，周围距离相等且最近的Fe原子总数为4个，D正确； 故选C。 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（12分）储石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称；锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题： (1)锗与碳同族，基态Ge原子价电子排布图为________；电子占据最高能级的电子云轮廓图为________。 (2)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge，其熔点只有7℃，其中EMIM⁺结构如图所示。该物质的晶体类型是________；EMIM⁺离子中组成元素的电负性从小到大的顺序是________。 (3)独立的NH3分子中H-N-H的键角为107.3°，[Zn(NH3) 6]2+离子中H-N-H的键角________107.3°(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (4)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填字母)。 A． B． C． D． (5)MgCl2和TiCl4的部分性质对比如表，二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物，但前者熔点比后者高很多，其原因为________。 MgCl2 TiCl4 熔点/℃ 714 -24 沸点/℃ 1412 136.4 (6)硒化锌(ZnSe)是重要的半导体材料，晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数是________；已知晶胞边长为apm，若晶胞密度为则阿伏加德罗常数为_________列出计算式)。 【答案】(1) 哑铃形 (2) 离子晶体 (2分) (3)大于 (4)A (5)为离子晶体，为分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力 (2分) (6) 4 (2分) 【详解】（1）Ge为第四周期第族元素，价电子排布式为，价电子排布图为；其电子占据的最高能级为，轨道的电子云轮廓图为哑铃形。 （2）该物质由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体；同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大，且H的电负性小于C，故电负性顺序为。 （3）独立的分子中N原子存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，形成配位键后孤电子对与成键，斥力减小，故键角大于。 （4）第二电离能大于第一电离能，且基态粒子能量低于激发态，失去电子所需能量更高：A为基态，失去电子对应第二电离能，所需能量最大；B为基态Mg原子，失去电子对应第一电离能；C为激发态Mg原子，第一电离能更小；D为激发态，能量高于基态，失电子所需能量低于A。 （5）为离子晶体，为分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力。 （6）该晶胞为闪锌矿结构，每个Se原子周围紧邻4个Zn原子，配位数为4；晶胞中Zn原子数为4（位于体内），Se原子数为，根据，变形可得对应表达式。晶胞质量，晶胞边长，体积，密度，整理得：。 14．（13分）卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： (1)HF可用于雕刻玻璃，反应方程式为： ①基态F原子中，电子的空间运动状态有___________种。 ②-40℃时，与冰反应生成HOF和HF．常温常压下，HOF为无色气体，HOF水解反应的产物除HF外的另一种化合物为___________(填化学式)。 ③从结构的角度分析Si-O转换为Si-F的原因：___________。 (2)卤族元素可以做配合物的配体。 ①一定条件下，与以物质的量之比为1：1混合得到一种固态离子化合物，其结构组成可能为：(a)或(b)，该离子化合物最可能的结构组成为___________(填“a”或“b”)，理由是___________。 ②利用AI模拟的结构如下图，该物质是一种含有碳-碳单电子σ键的化合物，虚线和圆点表示仅有1个共用电子的σ键。 (Ph代表苯基) 上图所示物质的正离子中，构成单电子σ键的碳原子的杂化方式是___________，上图所示物质的负离子的中心碘原子价层电子对数为___________。 (3)晶体的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。 ①图1晶胞中的Cl平移到面心位置，则平移后Li所在晶胞位置为___________。 ②镁离子取代过程中，发生的反应的离子方程式为___________。 【答案】(1) 5 F原子半径小，Si-F键的键能大于Si-O键 (2分) (2) a 分子中Ga原子有空轨道，分子中原子有孤电子对，因此更容易与配位 (2分) 5 (2分) (3) 顶点和面心 (2分) 【详解】（1）①基态F原子核外电子排布为，共占据5个原子轨道，电子的空间运动状态数等于原子轨道数，因此为5种； ②结构为，水解时键断裂，结合生成HF，剩余基团结合得到，因此另一个产物为； ③键能越大化学键越稳定，F原子半径小于O，Si-F键长更短，键能更大，更稳定，因此反应可自发进行； （2）①为第IIIA族元素，分子中原子有空轨道，Sb为第VA族元素，分子中Sb原子有孤电子对，因此更容易接受的孤电子形成，因此结构更可能为a； ②该碳原子连接3个苯基和一个单电子键，无孤电子对，因此杂化方式为；对于的中心I原子：键数为2，孤电子对数=，因此价电子层对数=2+3=5； （3）①原晶胞中Cl位于棱心，Li位于棱心和体心，将Cl平移到面心后，原棱心Li对应晶胞顶点和面心，体心Li对应面心，因此Li平移后位置位于顶点和面心； ②依据均摊法计算Cl：个、O：个、Li：个，则化学式为，为+2价，1个取代晶胞中2个，根据电荷守恒，取代后释放出2个，因此离子方程式为； 15．（13分）IVA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)该族元素基态原子价层电子排布式的通式为______。 (2)黑磷具有与石墨类似的层状结构，如下图所示。黑磷的晶体类型为______，层与层之间的相互作用为______。                (3)①一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是______(填元素名称)。 ②SiCl4常温下是液体，遇水会迅速水解。请写出SiCl4溶于NaOH溶液的化学反应方程式：______。 ③天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是四面体，如图(a)，通过共用顶角氧原子可形成链状、网状等结构；图(b)为一种无限长双链的多硅酸根，其化学式可表示为______。 (4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因：______。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/°C 442 −34 29 143 (5)晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下，晶体X呈现不同的晶相。γ-X是立方晶系的晶体，铅为立方最密堆积，其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。已知(a)型晶胞的边长为770 pm，则该型晶体的密度为______g·cm−3(只列出计算式)；在(b)型晶胞中，Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为______和八面体空隙的百分比为______。 【答案】(1)ns2np2 (2) 混合型晶体(或过渡型晶体) 范德华力(或分子间作用力) (3) 碳 SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O或SiCl4+8NaOH=Na4SiO4+4NaCl+4H2O (2分) (Si4O11)或者Si4O (4)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体。离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 (2分) (5) 或 (2分) 50% 100% 【详解】（1）ⅣA族元素位于周期表第14列，最外层电子数为4，价层电子排布式的通式为； （2）黑磷具有与石墨类似的层状结构，层内磷原子通过共价键形成平面网状结构，层与层之间通过范德华力结合，因此晶体类型为混合型晶体； （3） ①聚甲基硅烷的结构为，含有的元素为、、。根据电负性规律：，因此电负性最大的元素是碳； ②遇水水解，生成的（或）会与反应。化学方程式为：或； ③n个SiO2通过共用顶角氧原子形成双链结构，重复结构单元为，硅原子数为4，氧原子数为，该多硅酸根离子带6n-电荷（n 表示重复结构单元的个数），所以化学式为或； （4）中与电负性差异大，形成离子晶体，熔点高；而、、中，与卤素电负性差异小，为分子晶体，熔点远低于离子晶体。分子晶体的熔点由分子间作用力决定，对于结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔点越高，即> > ，因此熔点由高到低的顺序为> > > ； （5）(a)型晶胞的边长为770 pm，则晶胞的体积V=(770 pm)3=(7.70×10-8)3 cm3，在(a)型晶胞中，Pb位于晶胞的顶点和面心，数目为8×＋6×=4，Na位于晶胞的体内，数目为8，Mg原子位于晶胞的棱上和体心，数目为12×＋1=4，则一个晶胞中含有4个Na2MgPb；根据晶胞密度计算公式ρ=g·cm-3；在(b)型晶胞中，Na填充了晶胞中铅原子构成的四面体有8个，其中只有4个四面体中填充了Na，Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为50%；铅原子构成八面体空隙只有一个，且Na原子在八面体的体心，Na填充了晶胞中铅原子构成八面体空隙的百分比为100%。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 晶体结构与性质 课题3 金属晶体与离子晶体 题型1 金属键与电子气理论 1．B 2．D 3．C 题型2 金属晶体的结构与性质 4．B 5．A 6．B 7．C 题型3 常见离子晶体的结构 8．B 9．C 10．A 11．A 题型4 离子晶体的物理性质 12．C 13．C 14．B 15．C 题型5 过渡晶体的结构与性质 16．D 17．C 18．B 题型6 混合型晶体的结构与性质 19．D 20．B 21．A 1．B 2．A 3．C 4．C 5．B 6．C 7．C 8．C 9．B 10．C 11．D 12．C 13．（12分）(1) 哑铃形 (2) 离子晶体 (2分) (3)大于 (4)A (5)为离子晶体，为分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力 (2分) (6) 4 (2分) 14．（13分）(1) 5 F原子半径小，Si-F键的键能大于Si-O键 (2分) (2) a 分子中Ga原子有空轨道，分子中原子有孤电子对，因此更容易与配位 (2分) 5 (2分) (3) 顶点和面心 (2分) 15．（13分）(1)ns2np2 (2) 混合型晶体(或过渡型晶体) 范德华力(或分子间作用力) (3) 碳 SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O或SiCl4+8NaOH=Na4SiO4+4NaCl+4H2O (2分) (Si4O11)或者Si4O (4)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体。离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 (2分) (5) 或 (2分) 50% 100% 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 金属键与电子气理论 题型2 金属晶体的结构与性质 题型3 常见离子晶体的结构 题型4 离子晶体的物理性质 题型5 过渡晶体的结构与性质 题型6 混合型晶体的结构与性质 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 金属键与电子气理论 1．【辩证思维】（24-25高二下·山东淄博·期末）基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法正确的是 A．共价键的键长等于成键原子的半径之和 B．电子气理论可以解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 C．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构一定相同 D．反应的活化能指活化分子具有的最低能量和反应物分子具有的平均能量之差 2．【辩证思维】（23-24高二下·四川遂宁·阶段检测）下列说法正确的是 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．金属晶体由金属阳离子和阴离子构成 C．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 D．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 3．【演绎推理】金属晶体熔、沸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数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 题型2 金属晶体的结构与性质 4．【辩证思维】（25-26高二下·辽宁葫芦岛·期末）下列说法中，正确的是 A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 B．共价晶体中，共价键键能越大晶体熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 5．【科技前沿】（25-26高二下·河北保定·期末）镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示，是阿伏加德罗常数的值，该晶胞参数为，下列说法错误的是 A．a球代表Ni原子，b球代表Ti原子 B．Ti原子的配位数为6 C．该合金的密度为 D．也可以以b为顶点截取该合金的晶胞 6．【科技前沿】（25-26高二下·辽宁鞍山·期末）金属钒（立方晶胞，Ⅰ）和硅粉高温熔炼可制取传统超导材料（立方晶胞，Ⅱ）。已知此体系中紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能。下列说法正确的是 A． B．与紧邻的有4个 C．金属钒的超导性质优于 D．晶胞中的价层电子总数为28 7．【演绎推理】（25-26高二下·湖南郴州·阶段检测）白锡和灰锡是单质Sn的两种常见同素异形体。白锡具有良好的导电性，而灰锡表现为半导体性质。二者晶胞结构如图所示，白锡具有体心四方结构，灰锡具有立方金刚石结构，白锡和灰锡的晶胞体积分别为 和 。下列有关说法不正确的是 A．灰锡中Sn原子采取杂化 B．灰锡中每个Sn原子周围与其最近且距离相等的Sn原子有4个 C．白锡和灰锡晶体的密度之比为 D．白锡和灰锡的晶体类型不同 题型3 常见离子晶体的结构 8．【辩证思维】（25-26高二下·北京昌平·期末）氯化钠的熔点是，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．氯化钠晶体属于离子晶体 B．若在顶点，周围与它最近且距离相等的有5个 C．NaCl熔化需要破坏离子键 D．氯化钠晶体中，每个晶胞中含有4个和4个 9．【演绎推理】（25-26高二下·内蒙古赤峰·期末）高温超导材料钙钛矿的晶胞结构如图，晶胞参数为a pm。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该物质的化学式为CaTiO4 B．与Ti等距离且最近的O有4个 C．O与Ca之间的最短距离为a pm D．该晶胞密度ρ= g·cm-3 10．【演绎推理】（25-26高二下·陕西汉中·期末）晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于晶体的说法正确的是 A．6.4 g 晶体中含阴离子0.1 mol B．1个晶体的晶胞平均含有1个和1个 C．与每个距离相等且最近的共有12个 D．1个周围距离最近且等距离的数目为6 11．【科技前沿】（25-26高二下·湖南·期末）全固态锂离子电池因安全性高成为行业研发热点，其常用电解质 的晶胞结构如图所示。已知m点微粒分数坐标为(0，0，0)，q点微粒分数坐标为(1，1，1)，晶胞边长为a pm。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．所含三种元素的简单氢化物沸点高低顺序为LiH> >HF B．晶体中距 最近且等距离的 有 12个 C．n点微粒分数坐标为 D．晶体的密度为 题型4 离子晶体的物理性质 12．【辩证思维】（25-26高二上·浙江绍兴·期中）经研究证明，在固态时由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于的推断正确的是 A．固体为分子晶体 B．晶体具有良好的导电性 C．晶体由和构成，且离子数之比为 D．晶体由和构成，且离子数之比为 13．【信息加工】（24-25高二下·湖南长沙·期中）根据表中给出物质的熔点数据(沸点为260℃)，判断下列说法错误的是 晶体 NaCl MgO AlCl3 晶体硼 熔点/℃ 801 2852 -70 190 2300 A．中的离子键比中的离子键强 B．晶体是分子晶体 C．晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体 14．【科技前沿】科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A．图 1 晶体密度为 B．图 2 中空位数与数目之比为 C．导电时，空位移动方向与电流方向相同 D．将中换为，该电池的比能量将增大 15．【演绎推理】（25-26高二上·河南郑州·期末）科学家合成出了一种新化合物，其中、、、为同一短周期元素，核外最外层电子数是核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．单质中的化学键无方向性 B．元素电负性强弱的顺序为 C．该化合物阴离子中所有原子可能共平面 D．元素、、的单质晶体熔点依次升高 题型5 过渡晶体的结构与性质 16．【辩证思维】（24-25高二下·澳门香港·期末）几种晶体的晶胞或晶体结构如图，下列说法正确的是 A．晶胞中，每个晶胞含4个碳原子 B．晶胞中，填充在形成的正八面体空隙中 C．石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力，属于过渡晶体 D．立方BN晶胞中，若晶胞参数为apm，则N原子间最近的距离为 17．【演绎推理】下列晶体最能体现过渡晶体结构与性质的是 A．金刚石 B．CsCl C．Al2O3 D．KF 18．【演绎推理】（25-26高二下·山西·期中）泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使和两核间距为1.0~1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果不能得出的结论是 ①共价键和离子键没有明显的界限      ②NaI晶体中既有离子键，又有共价键 ③NaI晶体是过渡晶体                   ④离子晶体可能含有共价键 A．①④ B．②④ C．①③ D．②③ 题型6 混合型晶体的结构与性质 19．【辩证思维】（25-26高二下·河北雄安·期末）几种晶体的晶胞或晶体结构如图所示。下列说法正确的是 NaCl晶胞 干冰晶胞 金刚石晶胞 石墨晶体结构 A．晶体中，每个周围距离最近且相等的有6个 B．晶体中的配位数与干冰晶体中分子的紧邻分子数相同 C．若金刚石晶胞边长为，则最近的两个碳原子之间的距离为 D．石墨晶体层内存在共价键，层间存在范德华力，因此石墨属于混合型晶体 20．【信息加工】（24-25高二下·黑龙江·阶段检测）Al2O3具有12种晶体结构，其中α-Al2O3(刚玉)不溶于水和酸，用作切削工具等；β-Al2O3有离子传导能力(允许Na+通过)；γ-Al2O3不溶于水，但能溶于酸和碱。有关说法正确的是 A．γ-Al2O3是两性氧化物，其物理性质与其他晶型相同 B．以β-Al2O3为固体电解质的钠-硫蓄电池，放电时Na+向正极移动 C．α-Al2O3的晶体中Al3+与O2-个数比为3：2 D．α-Al2O3的晶体虽属于共价晶体，但其中也有一定离子键的成分，最好看成混合型晶体 21．【科技前沿】化合物因优异的锂离子导电性与高储氢容量备受关注，其晶体由层和层按交替堆叠的方式构成，层的位于正六边形的顶点，位于正六边形的中心，层全部由构成且这些恰好位于层的正下方，结构如图所示。下列说法不正确的是 A．属于混合型晶体 B．的化学式为 C．和水反应生成和 D．和反应可生成 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．下列关于金属晶体的叙述正确的是 A．用铂金制作首饰不能用电子气理论解释 B．固体或熔融后易导电、熔点在1000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Li、Na、K的熔点逐渐升高 D．温度越高，金属的导电性越好 2．下列晶体熔点的判断错误的是 A． B． C．铁>钠>汞 D．金刚石>碳化硅>晶体硅 3．晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 A．在图①NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl-形成正八面体 B．在图②CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．图④表示铜晶体为面心立方堆积，铜原子的配位数为8 D．在图③金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 4．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述错误的是 A．CaCl2、CaF2均为离子晶体 B．F-的半径小于Cl-，则CaF2的熔点高于CaCl2 C．硬度：CaF2＞BN D．CaF2在熔融状态下能导电 5．云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品，镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3:1 B．基态铜原子价电子排布式：3d94s2 C．Ni原子核外有2个未成对电子 D．镍白铜晶体具有较大的硬度 6．一氧化铌(NbO)是一种具有金属导电性的特殊氧化物，导电原理与金属晶体类似，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．该晶胞中含有3个和3个 B．的配位数为4 C．电场作用下晶胞中的和能定向移动形成电流 D．若晶胞参数为，则晶胞中间的最近距离为 7．下列排序不正确的是 A．晶体的熔点由大到小： B．晶体的硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．晶体的熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．晶体的熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 8．人类对晶体结构的探索历史源远流长。从1912年劳厄发现X射线衍射现象，为晶体结构分析奠定了实验基础，到布拉格父子提出布拉格方程，开创了X射线晶体学，这一历史进程不仅推动了化学、物理学的发展，也为材料科学的创新提供了理论指导。如图为某新型杂化钙钛矿材料的晶胞结构(立方晶胞)。设为阿伏加德罗常数的值，1号原子和2号原子之间的距离为下列说法错误的是 A．电负性： B．该晶胞中位于形成的正八面体空隙中 C．与最近且等距的有8个 D．该晶体的密度为 9．碘化银汞是一种离子晶体，低温时为β型，高温时转化为具有空位结构(用表示)的α型，且导电性大幅增加。α型和β型均为立方晶胞，晶胞的边长均为a nm。下列说法错误的是 A．α型的化学式为 B．β型的晶体密度为： C．β型中与最近的有4个 D．α型晶体导电性大幅增加，是因为晶体中有空位 10．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示，边长为，部分被取代生成掺杂钙钛矿，晶体整体呈电中性。下列说法错误的是 A．钙钛矿的化学式为 B．每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子的个数为6 C．若，则空缺占原有氧总数的16.7% D．该钙钛矿晶体的密度计算式为 11．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该氧化物的化学式为 B．晶胞中Zr与O的配位数都为4 C．该氧化物的密度为 D．若p处Zr坐标为，则q处Zr的坐标参数为 12．一种由和组成的储氢材料的立方晶系结构如图所示。晶胞边长为。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．晶胞中的价层电子总数为48 C．晶体中，距离最近的、之间的距离为 D．该储氢合金晶体中的配位数为4 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（12分）储石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称；锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题： (1)锗与碳同族，基态Ge原子价电子排布图为________；电子占据最高能级的电子云轮廓图为________。 (2)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge，其熔点只有7℃，其中EMIM⁺结构如图所示。该物质的晶体类型是________；EMIM⁺离子中组成元素的电负性从小到大的顺序是________。 (3)独立的NH3分子中H-N-H的键角为107.3°，[Zn(NH3) 6]2+离子中H-N-H的键角________107.3°(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (4)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填字母)。 A． B． C． D． (5)MgCl2和TiCl4的部分性质对比如表，二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物，但前者熔点比后者高很多，其原因为________。 MgCl2 TiCl4 熔点/℃ 714 -24 沸点/℃ 1412 136.4 (6)硒化锌(ZnSe)是重要的半导体材料，晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数是________；已知晶胞边长为apm，若晶胞密度为则阿伏加德罗常数为_________列出计算式)。 14．（13分）卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： (1)HF可用于雕刻玻璃，反应方程式为： ①基态F原子中，电子的空间运动状态有___________种。 ②-40℃时，与冰反应生成HOF和HF．常温常压下，HOF为无色气体，HOF水解反应的产物除HF外的另一种化合物为___________(填化学式)。 ③从结构的角度分析Si-O转换为Si-F的原因：___________。 (2)卤族元素可以做配合物的配体。 ①一定条件下，与以物质的量之比为1：1混合得到一种固态离子化合物，其结构组成可能为：(a)或(b)，该离子化合物最可能的结构组成为___________(填“a”或“b”)，理由是___________。 ②利用AI模拟的结构如下图，该物质是一种含有碳-碳单电子σ键的化合物，虚线和圆点表示仅有1个共用电子的σ键。 (Ph代表苯基) 上图所示物质的正离子中，构成单电子σ键的碳原子的杂化方式是___________，上图所示物质的负离子的中心碘原子价层电子对数为___________。 (3)晶体的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。 ①图1晶胞中的Cl平移到面心位置，则平移后Li所在晶胞位置为___________。 ②镁离子取代过程中，发生的反应的离子方程式为___________。 15．（13分）IVA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)该族元素基态原子价层电子排布式的通式为______。 (2)黑磷具有与石墨类似的层状结构，如下图所示。黑磷的晶体类型为______，层与层之间的相互作用为______。                (3)①一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是______(填元素名称)。 ②SiCl4常温下是液体，遇水会迅速水解。请写出SiCl4溶于NaOH溶液的化学反应方程式：______。 ③天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是四面体，如图(a)，通过共用顶角氧原子可形成链状、网状等结构；图(b)为一种无限长双链的多硅酸根，其化学式可表示为______。 (4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因：______。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/°C 442 −34 29 143 (5)晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下，晶体X呈现不同的晶相。γ-X是立方晶系的晶体，铅为立方最密堆积，其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。已知(a)型晶胞的边长为770 pm，则该型晶体的密度为______g·cm−3(只列出计算式)；在(b)型晶胞中，Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为______和八面体空隙的百分比为______。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $