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課時跟蹤檢測（十二） 金屬晶體與離子晶體 1．下列金屬晶體中，自由電子與金屬陽離子間作用最弱的是(　　) A．K　　　　　　　　　　 B．Na C．Mg D．Al 解析：選A　四種金屬中鉀的原子半徑最大，相同體積內自由電子數(shù)較少，所以金屬鍵最弱，即金屬陽離子和自由電子間的作用最弱。 2．下列物質的晶格能最大的是(　　) A．MgO B．CaCl2 C．KCl D．Na2O 解析：選A　構成離子晶體的陰、陽離子的半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，則晶格能越大。 3．金屬能導電的原因是(　　) A．金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的作用較弱 B．金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 C．金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 D．金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 解析：選B　在金屬晶體中存在金屬陽離子和自由電子，在外加電場作用下，自由電子會發(fā)生定向移動形成電流，從而使金屬能夠導電。 4．試根據(jù)學過的知識，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序可能是(　　) A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl 解析：選C　離子晶體中陰、陽離子所帶電荷越多，離子半徑越小，晶格能越大，晶體的熔點越高。 5．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵強弱，而金屬鍵強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關。由此判斷下列說法正確的是(　　) A．金屬鎂的熔點高于金屬鋁 B．堿金屬單質的熔點從Li到Cs是逐漸升高的 C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉 D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣 解析：選C　鎂離子比鋁離子的半徑大而所帶的電荷少，所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，熔點低、硬度?。粡腖i到Cs，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔點逐漸降低，硬度逐漸減?。灰螂x子的半徑小而所帶電荷多，使金屬鋁比金屬鈉的金屬鍵強，金屬鋁比金屬鈉的熔點高、硬度大；因離子的半徑小而所帶電荷相同，使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強，金屬鎂比金屬鈣的熔點高、硬度大。 6．下列大小關系正確的是(　　) A．晶格能：NaCl＜NaBr B．硬度：MgO＞CaO C．熔點：NaI＞NaBr D．熔、沸點：CO2＞NaCl 解析：選B　對于電荷數(shù)相同的離子，半徑越小，離子鍵越強，晶格能越大，硬度越大，熔、沸點越高。半徑：Cl－＜Br－＜I－，Mg2＋＜Ca2＋，故A、C錯誤，B正確；NaCl在常溫下是固體，CO2在常溫下是氣體，則熔、沸點：NaCl>CO2，故D錯誤。 7.鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．該晶體屬于分子晶體 B．該晶胞中Zn2＋和S2－數(shù)目不相等 C．陽離子的配位數(shù)為6 D．氧化鋅的晶格能大于硫化鋅 解析：選D　A項，該晶體屬于離子晶體；B項，從晶胞圖分析，屬于該晶胞的Zn2＋數(shù)目為8＋6＝4，S2－數(shù)目也為4，所以化合物中Zn2＋與S2－離子個數(shù)之比為1∶1，Zn2＋與S2－的數(shù)目相等；C項，在ZnS晶胞中，Zn2＋的配位數(shù)為4；D項，ZnO和ZnS中，O2－半徑小于S2－，所帶的電荷數(shù)又相等，所以ZnO的晶格能大于ZnS。 8．AB、CD、EF均為1∶1型離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)判斷它們的熔點由高至低的順序是(　　) 化合物 AB CD EF 離子電荷數(shù) 1 1 2 鍵長(10－10m) 2.31 3.18 2.10 A．CD>AB>EF B．AB>EF>CD C．AB>CD>EF D．EF>AB>CD 解析：選D　離子所帶電荷數(shù)越多，鍵長越短，則離子鍵越強，晶體的熔點越高，EF化合物的鍵長短，電荷多，則熔點最高。 9.(1)如圖，直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na＋或Cl－所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。 ①請將其中代表Cl－的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體結構示意圖。 ②晶體中，在每個Na＋的周圍與它最接近的且距離相等的Na＋共有________個。 ③在NaCl晶胞中正六面體的頂角上、面上、棱上的Na＋或Cl－為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中Cl－的個數(shù)等于________，即________(填計算式)；Na＋的個數(shù)等于________，即________(填計算式)。 (2)通過觀察CsCl的晶體結構示意圖回答下列問題： ①每個Cs＋同時吸引著________個Cl－，每個Cl－同時吸引著________個Cs＋。 ②在CsCl晶體中，每個Cs＋ 周圍與它等距離且最近的Cs＋有________個。每個Cl－周圍與它等距離且最近的Cl－有________個。 解析：(1)①如答案圖所示。 ②從體心Na＋看，與它最接近的且距離相等的Na＋共有12個。 ③在NaCl晶胞中，含Cl－：8＋6＝4個，含Na＋：12＋1＝4個。 (2)①由圖可以看出，CsCl中Cl－與Cs＋的位置等同，Cs＋位于Cl－所形成的正方體的中心，每個Cs＋吸引8個Cl－，每個Cl－吸引8個Cs＋。 ②取體心上的Cl－，看與Cl－距離最近的Cl－，位于六個面的面心，為6個；同樣與Cs＋最近的Cs＋，應位于與此立方體共面的六個小立方體體心，共為6個。 答案：(1)①如圖所示(答案不唯一，合理即可)： ②12?、?　8＋6＝4　4　12＋1＝4[答案不唯一，只要與第①問對應即可] (2)①8　8?、?　6 10．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題： (1)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO________FeO(填“＜”或“＞”)； (2)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為______、______； (3)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結構示意圖如下圖所示。該合金的化學式為________________。 解析：(1)NiO、FeO都屬于離子晶體，熔點高低受離子鍵強弱影響，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高。(2)因為NiO晶體結構與NaCl相同，而NaCl晶體中Na＋、Cl－的配位數(shù)都是6，所以，NiO晶體中Ni2＋、O2－的配位數(shù)也是6。(3)根據(jù)晶胞結構可計算，一個合金晶胞中，La：8＝1，Ni：1＋8＝5，所以該合金的化學式為LaNi5。 答案：(1)＞　(2)6　6　(3)LaNi5 1．對于A1型密堆積的描述錯誤的是(　　) A．A1型密堆積晶體的晶胞也叫面心立方晶胞 B．面心立方晶胞的每個頂點上和每個面的中心上都各有一個金屬原子 C．平均每個面心立方晶胞中有14個金屬原子 D．平均每個面心立方晶胞中有4個金屬原子 解析：選C　應用分割法計算，平均每個晶胞含有金屬原子：8＋6＝4。 2．關于金屬晶體的體心立方密堆積的結構型式的敘述中，正確的是(　　) A．晶胞是六棱柱 B．屬于A2型密堆積 C．每個晶胞中含4個原子 D．每個晶胞中含5個原子 解析：選B　體心立方的堆積方式為立方體的頂點和體心均有一個原子，屬于A2型密堆積，每個晶胞中含有8＋1＝2個原子。 3．下列金屬的密堆積方式對應晶胞都正確的是(　　) A．Na、A1型、體心立方 B．Mg、A3型、六方 C．Ca、A3型、面心立方 D．Au、A1型、體心立方 解析：選B　Na是A2型體心立方密堆積，Ca、Au屬于面心立方最密堆積(A1型)。 4．下列圖像是從NaCl或CsCl晶體結構圖中分割出來的部分結構圖，試判斷屬于NaCl晶體結構的圖像是(　　) A．圖(1)和圖(3)　　　　 B．圖(2)和圖(3) C．只有圖(1) D．圖(1)和圖(4) 解析：選D　NaCl晶體中，每個Na＋周圍有6個Cl－，每個Cl－周圍有6個Na＋；與每個Na＋等距離的Cl－有6個，且構成正八面體，同理，與每個Cl－等距離的Na＋也有6個，也構成正八面體，故可知圖(1)和圖(4)屬于NaCl晶體結構。 5.如圖是NaCl晶體的一個晶胞結構模型。KO2的晶體結構與NaCl相似，可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－位置用O代替，則關于KO2晶體結構的描述不正確的是(　　) A．與K＋距離相等且最近的O共有6個 B．與K＋距離相等且最近的O構成的多面體是正八面體 C．與K＋距離相等且最近的K＋有8個 D．一個KO2晶胞中攤得的K＋和O微粒數(shù)均為4個 解析：選C　分析NaCl晶胞結構，并將Na＋用K＋代替，Cl－用O代替，可知A、B、D正確；與K＋距離相等且最近的K＋有12個。 6．堿金屬鹵化物是典型的離子晶體，它們的晶格能與成正比(d0是晶體中最鄰近的異電性離子的核間距)。下面說法錯誤的是(　　) 晶格能/kJmol－1 離子半徑/pm ① LiF　LiCl　LiBr　LiI 1 031 845　807　752 Li＋　Na＋　K＋ 60　　95　　133 ② NaF　NaCl　NaBr　NaI 915　777　　740 　693 F－　Cl－　Br－　I－ 136　181　195　216 ③ KF　KCl　KBr　KI 812　708　676　641 A．晶格能的大小與離子半徑成反比 B．陽離子相同陰離子不同的離子晶體，陰離子半徑越大，晶格能越小 C．陽離子不同陰離子相同的離子晶體，陽離子半徑越小，晶格能越大 D．金屬鹵化物晶體中，晶格能越小，氧化性越強 解析：選D　由表中數(shù)據(jù)可知晶格能的大小與離子半徑成反比，A項正確；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可確定B項說法正確；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可確定C項說法正確；表中晶格能最小的為碘化物，因還原性F－＜Cl－＜Br－＜I－，可知D項錯誤。 7.已知CsCl晶體的密度為ρ gcm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個Cs＋的核間距為a cm，如圖所示，則CsCl的相對分子質量可以表示為(　　) A．NAa3ρ B. C. D. 解析：選A　一個CsCl晶胞中含Cs＋：8＝1個，含Cl－1個，m(晶胞)＝ g，V＝a3 cm3；即ρ＝ gcm－3，故M＝ρa3NA。 8.金屬鈉晶體為體心立方晶胞(如圖)，實驗測得鈉的密度為ρ(gcm－3)。已知鈉的相對原子質量為a，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)，假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r(cm)為(　　) A. B. C. D. 解析：選C　該晶胞中實際含鈉原子兩個，晶胞邊長為，則ρ＝，進一步化簡后可得答案。 9．隨著科學技術的發(fā)展，阿伏加德羅常數(shù)的測定手段越來越多，測定的精確度也越來越高?，F(xiàn)有一種簡單可行的測定方法，具體步驟為： ①將NaCl固體顆粒干燥后，準確稱取m g NaCl固體顆粒并轉移到定容A儀器中； ②用滴定管向A儀器中加苯，不斷振蕩，繼續(xù)加苯到A儀器的刻度，計算出NaCl固體的體積為V cm3。 (1)步驟①中A儀器最好使用________(填字母)。 A．量筒 B．燒杯 C．容量瓶 D．試管 (2)步驟②中是用酸式滴定管還是用堿式滴定管________________________。 (3)能否用水代替苯________。 (4)已知NaCl晶體中，相鄰最近的Na＋、Cl－間的距離為a cm(如右圖)，則用上述方法測得的阿伏加德羅常數(shù)NA的表達式為______________。 解析：(1)測定液體體積的定容儀器，最好用容量瓶。 (2)滴加苯應用酸式滴定管，若用堿式滴定管，苯對橡膠管有腐蝕作用。 (3)因為NaCl易溶于水中，故不能用水代替苯。 (4)NaCl晶胞中含Na＋：12＋1＝4(個)，含Cl－：8＋6＝4(個)，故每個晶胞中含4個“NaCl微粒”。則ρ(NaCl)＝＝＝，故NA＝。 答案：(1)C　(2)酸式滴定管　(3)不能　(4) 10．(2016全國卷Ⅰ節(jié)選)晶胞有兩個基本要素： (1)原子坐標參數(shù)，表示晶胞內部各原子的相對位置。 下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0)；B為；C為。則D原子的坐標參數(shù)為________。 (2)晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為________gcm－3(列出計算式即可)。 解析：(1)根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標參數(shù)為。 (2)每個晶胞中含有鍺原子81/8＋61/2＋4＝8(個)，每個晶胞的質量為，晶胞的體積為(565.7610－10 cm)3，所以晶胞的密度為。　 答案：(1) (2)107