第三章第三节金属晶体与离子晶体同步练习 （含解析）2022——2023学年下学期高二化学人教版版（2019）选择性必修2

第三章第三节金属晶体与离子晶体同步练习
单选题
1. 氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料。下列各组物质中，晶体类型都与氮化硼相同的是( )
A. 金刚石和 B. 碳化硅和水晶 C. 水银和铝 D. 硝酸钠和晶体硅
2. 下列叙述不正确的是 ( )
A. 某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中所形成的水溶液也可导电，则可推测该物质只可能是金属单质
B. 晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子；有阳离子不一定有阴离子
C. 的熔点比高主要是因为的晶格能比大
D. 离子晶体中只可能存在阴、阳离子
3. 下列关于晶体的说法正确的组合是( )
分子晶体中都存在共价键
在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
金刚石、、、、、晶体的熔点依次降低
离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
晶格能由大到小顺序：
晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
A. B. C. D.
4. 下表所列数据是对应物质的熔点，据此判断下列选项正确的是
物质
熔点
A. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
B. 和晶体熔化时，克服的微粒间作用力类型相同
C. 同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D. 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
5. 下列关于晶体的说法正确的组合是( )
分子晶体中都存在共价键
在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
金刚石、、、、、晶体的熔点依次降低
离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
硬度由大到小顺序：
晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
A. B. C. D.
6. 下列有说法不正确的是( )
A. 离子晶体的晶格能是气态离子形成晶胞时放出的能量
B. 固体不导电，熔融状态下能导电的化合物中一定存在离子键
C. 钠晶胞结构如图，钠晶胞中每个钠原子的配位数为
D. 温度升高，金属的导电性将变弱
7. 下列有关晶体的说法中一定正确的是( )
原子晶体中只存在非极性共价键；稀有气体形成的晶体属于原子晶体；与都属于分子晶体，且的摩尔质量比的摩尔质量大，所以熔沸点高于；与都是离子晶体，且半径比半径小，所以的分解温度更高；分子晶体的堆积均为分子密堆积；金属晶体和离子晶体都能导电；离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键；依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
A. B. 只有 C. D.
8. 下列排序不正确的是( )
A. 晶体的熔点由高到低排列
B. 硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅
C. 熔点由高到低：
D. 熔点由高到低：
9. 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黑球代表，白球代表。则下列说法错误的是 ( )
A. 铁镁合金的化学式可表示为
B. 晶胞中有个铁原子
C. 晶格能：氧化钙氧化镁
D. 该晶胞的质量是表示阿伏加德罗常数的值
10. 的晶胞结构如图所示，已知其晶胞边长为。下列说法错误的是 ( )
A. 每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有个 B. 该晶胞中含有氢离子的数目为
C. 该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为 D. 基态钠离子的电子排布式为
11. 下列物质的晶体，按其熔点由高到低的顺序排列，正确的是。( )
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
12. 下列各组物质的熔、沸点高低只与范德华力有关的是( )
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
13. 下列说法不正确的是 ( )
A. 金刚石、、、晶体的熔点依次降低
B. 低温下就能升华，说明碘原子间的共价键较弱
C. 硫酸钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性
D. 干冰和石英晶体的物理性质差别很大的原因是所属的晶体类型不同
14. 关于金属性质和原因的描述不正确的是( )
A. 金属具有金属光泽是因为金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光反射出来
B. 金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动形成电流
C. 金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递能量
D. 金属晶体具有良好的延展性，因为金属晶体中的原子层可以通过破坏金属键以达到相对滑动
15. 下列有关性质的比较，正确的是( )硬度：水溶性：
沸点：晶格能：
分子或离子键角：， 熔点：
沸点：熔点：金刚石生铁纯铁钠
熔点：二氧化硅冰
A. B. C. D.
二、填空题
16. 中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有、、等，相关研究成果发表于自然上。
请回答下列问题：
基态原子核外电子占据最高能层的符号为 ，位于周期表中的 区。
元素的第一电离能： 填“”或“”。、、的电负性由大到小的顺序为 用元素符号表示。
分子中中心原子的杂化方式为 ，与互为等电子体的粒子是 填粒子符号，任写一种。
已知的熔点为，的熔点为，二者的晶体类型为 ，的熔点高于的原因是 。
研究发现，只含、和三种元素的晶体竟然也具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示：
与原子紧邻的原子有 个。
已知该晶胞中原子的坐标参数为，原子的坐标参数为，则原子的坐标参数为 。
已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞中原子、原子之间的最短距离为 用含、的代数式表示。
17. 下图为、层状结构，层内的分子通过氢键结合、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：
图所示的晶体中与最近的数为 。
图所示的物质结构中最外层已达电子结构的原子是 ，晶体中原子个数与极性键个数比为 。
金属铜具有很好的延展性、导电性、导热性，对此现象最简单的解释是用“ ”理论。
三种晶体中熔点最低的是 ，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的作用力为 。
三、推断题
18. 钙及其化合物在生产生活中有着重要的作用。
与属于同一周期元素，且核外最外层电子构型相同，但的熔、沸点都比低，原因是：________。
与水反应生成的分子中，碳原子轨道杂化类型是________，且中与互为等电子体，中含有的键数目为________。
的结构如图甲所示，其中离子表示________，晶体中与最近且等距离的数目为________。
含氟牙膏预防龋齿的原理是生成更难溶的氟磷灰石，、、、四种元素第一电离能从小到大的顺序是________，其中的空间构型为________。
在中燃烧时，得到一种氧化物晶体，其结构如图乙所示，由此可判断该氧化物中阴、阳离子数目之比为________，已知该氧化物的密度是，则晶胞内最近的两个间的距离为________写出计算式即可。
19. 物质结构与性质年月日，海军成立周年时，我国正在建造第三艘航空母舰。镍铬钢抗腐蚀性能强，用于建造航母。
航母甲板镍铬钢表面涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷结构如图甲所示。基态原子的价电子排布式为__________，基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_____
_____形，元素、、的电负性由大到小的顺序为__________。
海洋是元素的摇篮，海水中含有大量、、、卤族元素。
的空间构型为__________，其原子杂化形式为__________杂化。
晶体中存在的化学键类型有__________；熔点要比的熔点高很多，主要原因为_______________。
海底金属软泥是在海洋底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的资源，含有硅、氧化铁、锰、锌等。与形成的一种晶体结构如图乙所示黑球表示，白球表示。的配位数为__________。晶胞边长为 、相对式量为 ，阿伏加德罗常数的值为 ，其晶体密度的计算表达式为__________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查晶体类型的判断，试题难度一般，注意四类晶体物理性质的区别，读懂信息并准确判断是解答本题答关键。
【解答】
氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料，则氮化硼是共价晶体。
A.金刚石是共价晶体，是分子晶体，故A不符合题意；
B.碳化硅和水晶都是共价晶体，故B符合题意；
C.水银和铝都是金属晶体，故C不符合题意；
D.硝酸钠是离子晶体，晶体硅是共价晶体，故D不符合题意。
故选：。
2.【答案】
【解析】金属晶体在熔融状态下可导电，固态可导电，并且活泼金属与水反应生成的碱为电解质，其溶液也能导电，A正确；
由物质呈电中性可知，晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子，但是金属晶体中存在金属阳离子和电子，没有阴离子，所以有阳离子时不一定有阴离子，B正确；
离子晶体中离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，则的晶格能比大，熔点比高，C正确；
离子晶体中除阴、阳离子外，还可能存在电中性分子，如晶体中存在，D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的知识点较多，难度不大，注意相关知识的积累．
【解答】
分子晶体中不一定都存在共价键，如：稀有气体是单原子分子，在分子内不存在共价键，故错误；
在晶体中有阳离子不一定有阴离子，如：金属晶体中存在的微粒是金属阳离子和自由电子，故错误；
晶体中熔点高低一般顺序是：原子晶体离子晶体分子晶体；在原子晶体中，原子半径越大熔点越低；在离子晶体中，离子半径越大，熔点越低，电荷越多，熔点越高；在分子晶体中，物质的熔点与相对分子质量成正比含有氢键的物质除外，所以这几种物质的熔点高低顺序是：金刚石、、、、、晶体的熔点依次降低，故正确；
离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，故错误；
离子半径与晶格能大小成反比，则、、、的离子半径逐渐增大，所以晶格能由大到小顺序：，故正确；
硅原子的最外层电子数为，个硅原子含有个硅氧键，故错误；
分子稳定性与分子内共价键的强弱有关，与分子间作用力无关，故错误；
故选D．
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查分子晶体、离子晶体以及金属晶体的有关性质以及晶体之间性质的差异性，能正确提取表中信息，掌握各类晶体性质是解题的关键。
【解答】
A.金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故A项错误；
B.属于分子晶体，熔点较低，熔化时破坏分子间作用力，属于离子晶体，熔点较高，熔化时破坏离子键，故B项错误；
C.和同主族，但其氧化物的晶体类型不同，晶体和晶体分别属于分子晶体和原子晶体，所以同族元素的氧化物可能形成不同类型的晶体，故C项错误；
D.的熔点比低，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，故D项正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的知识点较多，涉及共价键、离子键、分子间作用力、晶体熔点比较等，题目侧重于基础知识的考查，题目难度不大，注意相关知识的积累。
【解答】
分子晶体中不一定都存在共价键，如单原子分子形成的分子晶体，故错误；
在晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体中只有金属阳离子没有阴离子，是自由电子带负电荷，故错误；
金刚石、是共价晶体，根据原子半径越小，晶体熔沸点越高分析，金刚石的熔点高于碳化硅，是离子晶体，熔点比共价晶体的低，、为分子晶体，但水分子之间存在氢键，熔点比硫化氢的高，所以晶体的熔点依次降低正确，故正确；
离子晶体中有离子键可能有共价键，如氢氧化钠中，分子晶体中肯定没有离子键，故错误；
、、、的离子半径逐渐增大，所以晶格能由大到小顺序：，硬度由大到小顺序：，故正确；
晶体中每个硅原子与个氧原子以共价键相结合，每个氧原子与个硅原子以共价键相结合，故错误；
共价键键能越大，分子越稳定，与分子间作用力大小无关，故错误。

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了晶格能的定义和金属晶体的知识，要明确自由电子为整块金属晶体共用，利用金属键可解释金属的一些物理通性。
【解答】
A.晶格能是标准状况下，气态离子形成离子晶体释放的能量，注意必须是气态离子，形成晶体而非晶胞，故A错误；
B.固体不导电、熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，离子化合物中一定存在离子键，故B正确；
C.根据钠晶胞的结构图可知，为体心立方堆积，每个钠原子周围距离最近的钠原子有个，则钠晶胞中每个钠原子的配位数为，故C正确；
D.温度升高，金属离子与电子之间碰撞加剧，金属导电性变弱，故D正确．
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查晶体类型与结构、化学键等，题目较难，注意稀有气体是单原子分子，不存在化学键，形成分子晶体。
【解答】
二氧化硅是原子晶体，晶体中存在极性键，故错误；
稀有气体是单原子分子，可以形成分子晶体，故错误；
二氧化硫常温下是气体，而硫是固体，所以熔沸点低于，故错误；
半径小于半径，晶格能大于晶格能，所以比更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为，所以碳酸钙的分解温度比碳酸镁的温度高，故错误；
分子晶体的堆积一般为分子密堆积，但有氢键时，配位数改变，如由于氢键的作用，每个水分子周围只有四个紧邻的水分子，故错误；
离子晶体固态时不导电，如氯化钠固体不导电，故错误；
离子晶体由阴、阳离子通过离子键形成，金属晶体是金属离子与自由电子通过金属键形成，不存在离子键，故正确；
依据构成微粒与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，故错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了晶体中影响熔沸点的因素和熔沸点高低的判断方法，题目难度不大，熟练掌握影响晶体熔沸点高达的因素是解题的关键。
【解答】
A.一般情况下，共价晶体的沸点高于离子晶体的沸点，离子晶体的沸点高于分子晶体的沸点，组成和结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，熔沸点越高，则晶体熔点由低到高顺序为 ，故A正确；
B.共价晶体中，键长越短，共价键越强，硬度越大，键长，则硬度由大到小为金刚石碳化硅晶体硅，故B正确；
C.金属晶体中金属离子的电荷越大、半径越小，其熔点越高，则熔点由高到低为，故C错误；
D.离子半径越小、离子键越强，则晶格能越大，、、、的离子半径在增大，则晶格能由大到小：，熔点由高到低顺序是，故D正确。
故选C。
9.【答案】
【解析】晶胞中含有铁原子的数目为，含有镁原子的数目为，故化学式可表示为，项正确，项错误；
在元素周期表中，镁元素在钙元素的上一周期，故的半径比的半径小，的晶格能较的大，项正确；
一个晶胞中含有个“”，其质量为，项正确。
10.【答案】
【解析】由图可知，每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有个，项正确；
该晶胞中含有氢离子的数目为，项正确；
由图可得，该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为面对角线长的一半，即，项错误；
基态钠离子核外有个电子，其电子排布式为，项正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查晶体熔沸点的比较，题目难度一般，解题关键是正确判断晶体的类型。
【解答】
为共价晶体，为离子晶体，为分子晶体，故熔点，D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了分子间作用力对物质的状态的影响，为高频考点，题目难度不大，注意不能形成氢键的分子晶体的熔沸点只与范德华力有关，正确判断晶体类型是解题的关键。
【解答】
A.、、、的熔沸点与金属键有关，故A不选；
B.存在氢键，故B不选；
C.、、、的熔沸点与离子键有关，故C不选；
D.都是分子晶体，熔化或者蒸发的时候只克服范德华力，所以熔沸点只与范德华力有关，故D选。
故选D。
13.【答案】
【解析】
【分析】
主要考查了不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别，常见晶体的结构及物理性质。注意基础知识积累，利用所掌握的基础知识作答即可。
【解答】
A.一般的晶体熔沸点：原子晶体离子晶体分子晶体，金刚石为原子晶体、是离子晶体、为分子晶体，含有氢键的分子晶体熔沸点较高，中含有氢键、不含氢键，则金刚石、、、晶体的熔点依次降低，故 A正确
B.碘升华与分子间作用力有关，与化学键无关，故B错误
C.含有自由移动离子的离子化合物能导电，硫酸钠为离子晶体，熔融状态下离子键被削弱，电离出自由移动阴阳离子，能导电，故C正确
D.干冰和石英都是共价化合物，但是干冰为分子晶体、石英为原子晶体，所属的晶体类型不同，导致其物理性质差异较大，故D正确。
答案：．
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查金属晶体的性质，注意结合金属晶体的构成进行分析解答，题目难度不大。
【解答】
A. 金属一般具有银白色光泽是由于金属键中的自由电子在吸收可见光以后，发生跃迁，成为高能态，然后又会回到低能态，把多余的能量以可见光的形式释放出来，故A正确；
B. 金属内部有自由电子，在外电场的作用下，电子会定向移动，故B正确；
C. 金属自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故C正确；
D. 当金属晶体受到外力作用时，由于金属阳离子与自由电子间的相互作用，各原子层间滑动而不断裂，所以表现出良好的延展性，故D错误。
故选：。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了原子晶体、分子晶体、离子晶体的性质比较。难度中等，考查了学生的综合分析能力，要求学生对理论知识了解透彻。
【解答】
，故、、中离子键依次减弱，晶格能依次减小，硬度依次减小，硬度：，故 错误；
乙醇分子中有亲水基团，乙醚分子中无亲水基团，故水溶性：，故 正确；
分子间能形成氢键，所以沸点高于，故HC，故错误；
中离子电荷数比中离子电荷数大，且离子半径小，所以晶格能：，故错误；
由分子构型可知，键角：， ，故正确；
由于，且、、所带电荷数依次增大，所以、、的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高，故熔点：，故错误；
对于来讲，只有，故只能形成氢键，虽然具有三个，但只有一个孤电子对，故也只能形成氢键，水分子则可以形成氢键，故水的熔沸点最高。由于电负性原因，氢键的强度氢键的强度，故HF的沸点高于氨的，所以沸点：，故正确；
因生铁是合金，故熔点小于纯金属，故熔点：金刚石纯铁生铁钠，故错误；
一般情况，熔点：原子晶体离子晶体分子晶体，所以熔点：二氧化硅冰，故正确，所以正确的有，故D正确。
故选D。

16.【答案】
离子晶体
的半径小于，的晶格能大于

【解析】基态原子核外电子占据的最高能层的符号为；位于周期表中的区。
同一周期主族元素第一电离能随着原子序数的增大而整体呈增大的趋势，但第、族元素的第一电离能分别大于其相邻的第、族元素，、位于同一周期，且、分别位于第、族，所以第一电离能。电负性。
分子中原子价层电子对数，原子的杂化方式为；与互为等电子体的粒子有，等。
、都是离子晶体；离子晶体的熔沸点与晶格能有关，离子所带电荷数越大，离子半径越小，晶格能越大，对应物质的熔沸点越高，的半径大于，的晶格能大于，则的熔点高于。
由题图可知，与原子紧邻的原子有个。
原子的坐标参数为。
设晶胞中原子、原子之间的最短距离为 ，则晶胞棱长为 ，晶胞体积，该晶胞中原子个数、原子个数、原子个数是，晶体的密度，所以。
17.【答案】
电子气
分子间作用力

【解析】
【分析】本题考查物质结构与性质，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，题目涉及晶胞结构与计算、微粒间作用力等知识，注意理解晶胞结构。
【解答】
从图可看出面心上的一个连接个，若将紧邻的晶胞画出，也应连个，则一个紧邻的有个。
是两电子原子，从图看，原子只形成三个共价键，最外层应为个电子，只有氧原子最外层为电子结构。属于分子晶体，一个原子连有个原子，个原子又连有个原子，所以一个原子对应个极性键。
“电子气”理论可以解释金属的导电性、导热性和延展性等物理性质。
熔点高低一般规律：共价晶体离子晶体分子晶体，金属晶体看具体情况，此题中为分子晶体，熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。
18.【答案】原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
；
；
；正四面体形
；
【解析】
【分析】
本题考查物质结构与性质，难度中等，解题关键是理解物质结构与性质的概念、原理和规律。
【解答】
与都是金属晶体，原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱，因此的熔、沸点都比低。
分子的结构式为，碳原子无孤电子对，杂化轨道数为，故杂化类为。互为等电子体的微粒结构相似，故的电子式与的电子式相似，个含有个键，则含有个键。
该晶胞中离子的个数为，离子的个数为，、个数比为，故B离子表示。以面心处，晶体中与最近且等距离的数目为，粉笔为面上个顶点，该晶胞前后左右个面心、上面一个晶胞前后左右个面心处的。
根据同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，但由于能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于的第一电离能，故第一电离能：。中的孤电子对数为，故空间构型为正四面体形。
该晶胞中，阳离子个数为，阴离子个数为，阴、阳离子数目之比为。故氧化物为，设晶胞的边长为，则晶胞内最近的两个间的距离为。根据该晶胞的质量为，，故晶胞内最近的两个间的距离为。
19.【答案】；哑铃纺锤；
形或角形；
离子键；比离子半径小，电荷数多，的晶格能更高，所以熔点更高
；

【解析】
【分析】本题主要考察了原子的电子排布和原子杂化，需要学生熟练的掌握原子的电子排布，原子的基本性质及化学键的类型和性质。
【解答】
根据核外电子排布规律可知基态铬原子电子排布式为，所以基态铬原子的价电子排布式是。基态原子电子排布式为，电子占据的能级有、、、、，最高能级为，其电子云轮廓图为纺锤形或哑铃形。元素的非金属性越强，则电负性越大，元素非金属性顺序为，则电负性大小为。
中原子形成个键，对孤对电子，原子为杂化，为形结构。
中，与以离子键结合，因为、具有相同电子层结构，半径小于的半径，且电荷数更多，所以的晶格能更高，熔点更高。
根据图乙，距离最近的有个，即的配位数为。晶体的密度为，阿伏加德罗常数为，一个晶胞中含有的个数为，的个数为，所以密度。

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