高中化学【金属晶体与离子晶体】练习题

金属晶体与离子晶体

(建议用时：40分钟)

［基础达标练］

1.离子晶体不可能具有的性质是()

A.较高的熔、沸点B.良好的导电性

C.溶于极性溶剂D.坚硬而易粉碎

B［离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离

子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。离子晶体溶于水或在熔融状态

下，解离成自由移动的离子，可以导电。］

2.在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强,

金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的

是()

A.Mg>Al>CaB.Al>Na>Li

C.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al

C［电荷数：Al3+>Mg2+=Ca2+>Li+=Na+;而金属阳离子半径：r(Ba2+)

>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),则A中熔、沸点：Al>Mg,B

中熔、沸点：Li>Na,D中熔、沸点：Al>Mg>Ba,都不符合题意。］

3.下列图像是NaCkCsCkZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来

的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为()

ABCD

B［由NaCl、CsCkZnS的晶胞结构可知：A为ZnS的晶体结构，C、D为

CsCl的晶体结构，只有B为NaCl的晶体结构。］

4.下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是()

A.都可采取“紧密堆积”结构

B.晶体中都含有阳离子

C.离子晶体的熔点不一定比金属晶体高

D.离子晶体都能导电

D［A项中，金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶

体均能形成紧密堆积结构；B项中，两类晶体都含有阳离子；C项中，离子晶体

熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点

是比较高的；D项中，离子晶体在固态时不导电。］

5.X、Y都是HA(Be除外)族的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度:

T(XCO3)>T(YCO3),则下列判断不正确的是()

A.晶格能：XCO3>YCO3

B.阳离子半径：X2+>Y2+

C.金属性：X>Y

D.氧化物的熔点：XO<YO

A［碳酸盐的热分解温度与形成碳酸盐的金属元素的活泼性有关，金属越

活泼，形成的盐越稳定，因此根据碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)>T(YCO3),

可判断出X的活泼性大于Y,即金属性：X>Y,在周期表中，X位于Y的下面,

阳离子半径：X2+>Y2+,所以B、C选项正确。根据阳离子半径：X2+>Y2+以

及影响离子化合物晶格能、熔点、沸点的因素可知，晶格能：XCO3<YCO3,

氧化物的熔点：XO<YO,A项错误，D项正确。］

6.下图是金属晶体内部结构的简单示意图

仔细观察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是()

A.金属能导电是因为含有金属阳离子

B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动

C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动

D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用

B［金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自

由移动，在外加电场的作用下，自由电子定向移动，从而能够导电。］

7.ALO3的下列性质能用晶格能解释的是()

2

A.AI2O3可用作耐火材料

B.固态时不导电，熔融时能导电

C.ALO3是两性氧化物

D.晶体ALO3可以作宝石

A［AI2O3中AF+和。2-所带电荷都比较多，半径又都很小，因此ALO3的

晶格能很大，熔点很高，故AI2O3可作耐火材料。］

8.同类晶体物质熔、沸点的变化是有的，试分析下列两组物质熔点规律性

变化的原因:

物质NaClKCICsCl

A组

熔点(K)10741049918

物质NaMgAl

B组

熔点(K)317923933

晶体熔、沸点的高低，决定于构成晶体微粒间的作用力的大小。A组晶体属

晶体，晶体微粒之间通过___相连，微粒之间的作用力由大到

小的顺序是。15组晶体属晶体，价电子数由少到多的

顺序是,离子半径由大到小的顺序是-金属键

强度由小到大的顺序为。

［解析］A组NaCkKCkCsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故

离子键越弱，熔、沸点越低，而Na+、K+、Cs+离子半径逐渐增大，故离子键

Na+与C「、K+与C「、Cs+与C「的键能逐渐减小，熔沸点依次降低；而B组

中为Na、Mg、AL是金属晶体且为同一周期，价电子数依次增多，离子半径逐

渐减小。因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大，形成金属键时，金属

键越来越牢固，且熔、沸点依次升高。

［答案］离子离子键NaCl>KCl>CsCl金属Na<Mg<AlNa+>

Mg2+>A13+Na<Mg<Al

9.结合金属晶体的结构和性质，回答下列问题。

(1)已知下列金属晶体：Na、K、Fe、Cu>Mg、Zn、Au。

①属于体心立方密堆积的是；

②属于六方最密堆积的是;

③属于面心立方最密堆积的是o

3

(2)根据下列叙述，能判断一定为金属晶体的是(填字母)。

A.由分子间作用力形成，熔点很低

B.由共价键结合形成网状晶体，熔点很高

C.固体有良好的导电性、导热性和延展性

(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是(填字母，双选)。

A.常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在

B.金属阳离子与“自由电子”之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因

形变而消失

C.钙的熔、沸点高于钾

D.温度越高，金属的导电性越好

［解析］(1)体心立方密堆积是体心原子与位于八个顶点的原子相切，但位于

八个顶点的原子之间不接触，这种堆积方式的空间利用率较低，少数金属采取

这种堆积方式。六方最密堆积按…ABAB…方式堆积，面心立方最密堆积

按…ABCABC…方式堆积。属于体心立方密堆积的金属有Li、Na、K、Fe等，

属于六方最密堆积的金属有Mg、Zn、Ti等，属于面心立方最密堆积的金属有

Cu、Ag、Au等。(2)金属晶体中无分子间作用力与共价键，只有C项是金属的

通性。(3)常温下，Hg为液态，A错误；因为金属键无方向性，故金属键在一定

范围内不因形变而消失，B正确；钙的金属键强于钾，故其熔、沸点高于钾，C

正确；温度升高，金属的导电性减弱，D错误。

［答案］(1)①Na、K、Fe②Mg、Zn③Cu、Au(2)C(3)BC

10.镁、铜等金属的离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取

镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。

(1)以MgCL为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入Na。、KC1或CaCL

等金属氯化物，其主要作用除降低熔点之外还有

(2)已知MgO的晶胞结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意

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图如图所示，请改正图中的错误:

(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟花。燃放时，烟花发出五

颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：

(4)Mg是第3周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点如下表所示:

氟化物

NaFMgFiSiF4

熔点/K12661534183

解释表中氟化物熔点差异的原因：

［解析］(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞结构相似，所以在晶体中每个Mg2+

周围应该有6个最邻近的02,每个。2-周围应该有6个最邻近的Mg2+,根据

此规律可得⑧应该改为表示。2-的黑色球。(4)在离子晶体中，离子半径越小，

所带电荷数越多，则离子晶体的晶格能越大，爆、沸点越高。

［答案］(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电能力

⑵⑧应为表示-的黑色球

(3)基态原子中的电子获得能量后，向高能级跃迁，跃迁到高能级的电子处

于一种不稳定的状态，会回到较低能级，并向外界释放能量(光能)

(4)NaF与MgF2均为离子晶体，常温下为固体，SiF4常温下为气体，所以

NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又Mg2+的半径小于Na卡的半径，Mg2+所带

电荷数大于Na+所带电荷数，所以MgF2的晶格能大于NaF,MgF?的熔点高于

NaF

［能力提升练］

11.金属钠晶体属于体心立方密堆积，其晶胞结构如图所示，实验测得钠的

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密度为0(g-cm-3)。已知钠的相对原子质量为a,假定金属钠原子为等径的刚性

小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)%()

C［在体心立方晶胞中，位于体心的原子与位于八个顶点的原子相切，而

位于八个顶点的原子之间不接触，故该晶胞边长为关,该晶胞中实际含有的钠

化筒后可得片式禹。

原子数为2,则0=—]

NA闾'

12.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaCz晶体中

由于C歹的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的

是()

A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的C广的数目为6

B.该晶体中的阴离子与F2互为等电子体

C.6.4gCaC2晶体中含阴离子0.1mol

D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个

C［依据晶胞示意图可以看出，晶胞竖直方向上的平面的长与宽不相等，

再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C于有4个，而不是6个，故A错

误；C厂含价电子总数为2X4+2=10,F2的价电子总数为14,二者价电子总数

不同，不互为等电子体，故B错误；6.4gCaC2的物质的量为0.1mol,CaCz晶

体中含阴离子为C2,则含阴离子的物质的量为0.1mol,故C正确；晶胞竖直

方向上的平面的长与宽不相等，所以与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4

个，故D错误。］

13.有一种蓝色晶体，化学式可表示为MJFey(CN)6】，经X射线研究发现,

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它的结构特征是Fe3+和Fe2+分别占据立方体互不相邻的顶点，而CN.位于立方

体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()

A.该晶体的化学式为M2[Fe2(CN)6]

B.该晶体属于离子晶体，M呈+1价

C.该晶体属于离子晶体，M呈+2价

D.晶体中与每个Fe3+距离最近且相等的CW有3个

B[由题图可得出，晶体中阴离子的最小结构单元中Fe2+的个数为4X：=

Fe3+的个数也为1,CV的个数为12X^=3,因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]

■,则该晶体的化学式为M[Fe2(CN)6],A错误。由阴、阳离子形成的晶体为离

子晶体，M的化合价为+1,B正确，C错误。由题图可看出与每个Fe3+距离最

近且相等的CPC有6个，D错误。]

14.(1)口2。具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665nm,

阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为g・cm-3(列出计算式)。

(2)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为anm,FeSz相对式量为M