高中化学选择性必修2课时作业12

课时作业12金属晶体与离子晶体1．下列可能属于金属晶体的是()A．由分子间作用力结合而成，熔点低B．固态时或熔融后易导电，熔点在1000℃左右C．由共价键结合成网状结构，熔点高D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电2．如图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是()A．金属能导电是因为金属阳离子在外电场的作用下做定向运动B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动，但由于自由电子的存在，可以起到润滑的作用，使金属不会断裂D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以延展性增强，硬度减小3．下列关于离子化合物的叙述正确的是()A．离子化合物中都只含有离子键B．离子化合物中的阳离子只能是金属离子C．离子化合物如能溶于水，其所得溶液一定可以导电D．溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物4．金属的下列性质与金属键无关的是()A．金属材料形成合金后性能会发生改变B．金属易导电、传热C．金属具有较强的还原性D．金属具有良好的延展性5．下列性质适合于离子晶体的是()①熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电②熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃④熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm3⑤熔点－218℃，难溶于水⑥熔点3900℃，硬度很大，不导电⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电A．①⑧B．②③⑥C．①④⑦D．②⑤6．AB、CD、EF均为1:1型离子化合物，根据下列数据判断它们熔点由高到低的顺序是()物质ABCDEF离子电荷数112键长/10－10m2.313.182.10A.CD＞AB＞EFB．AB＞EF＞CDC．AB＞CD＞EFD．EF＞AB＞CD7．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是()A．金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同B．金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系：互为同素异形体C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D．石墨与C60的晶体类型相同8．如图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A．①和③B．②和③C．①和④D．只有④9．下列叙述不正确的是()A．某晶体在固态与液态时均能导电，该晶体是离子晶体B．萤石(MgF2)属于立方晶体，晶体中若每个F－被4个Mg2＋包围，则晶体中Mg2＋的配位数为8C．Na2O固体上滴加少量水，有共价键和离子键的破坏及形成D．虽然离子键没有方向性，但是离子晶体没有延展性10．已知金属钠与两种卤族元素形成的化合物Q、P，它们的离子键键能分别为923kJ·mol－1、786kJ·mol－1，下列有关说法中不正确的是()A．Q的熔点比P的高B．若P是NaCl，则Q一定是NaFC．Q中成键离子核间距较小D．若P是NaCl，则Q可能是NaBr11．有关晶体的结构如图所示，则下列说法中不正确的是()A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为12D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE12．铁有δ、γ、α三种同素异形体，如图所示，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是()δ­Feeq\o(,\s\up7(1394℃))γ­Feeq\o(,\s\up7(912℃))α­FeA．δ­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个B．α­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个C．若δ­Fe晶胞边长为acm，α­Fe晶胞边长为bcm，则两种晶体密度比为2b3a3D．三种同素异形体的性质完全相同13．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。(1)金晶体的每个晶胞中含有________个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________。(3)一个晶胞的体积是________。(4)金晶体的密度是________。14．已知下列7种物质：①白磷(P4)②水晶③氯化铵④氢氧化钙⑤氟化钠⑥过氧化钠⑦石墨，固态时都为晶体，回答下列问题(填写序号)：(1)不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是________，既有离子键又有非极性键的离子晶体是________，既有离子键又有极性键的离子晶体是________。(2)既含范德华力又有非极性键的晶体是________，熔化时既要克服范德华力又要破坏化学键的是________，熔化时只需破坏共价键的是________。15．已知物质熔、沸点数据回答问题：物质AlF3AlCl3AlBr3Al2O3MgCl2MgO熔点/℃1260181(升华)26320457072852(1)下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是______(填字母)。A．NaCl和CCl4B．Na2O和SiO2C．金刚石和金属铝D．碘和干冰(2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是____________________________________________。(3)工业上常用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解AlCl3的方法生产铝？(4)MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。(5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．如图所示，直线交点的圆圈处为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1)请将其中代表Na＋的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体的结构示意图。(2)在晶体中，每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________(填计算式)；Na＋的个数等于________，即________(填计算式)。(4)设NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为________cm。(5)NaCl晶体中不存在分子，但温度达到1413℃时，NaCl晶体形成气体，并以分子形式存在。现有29.25gNaCl晶体，强热使温度达到1450℃，测得气体体积为5.6L(已折算为标准状况)，则此时氯化钠气体的化学式为________。课时作业121．解析：A中为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1000℃左右，可能为金属晶体；C中由共价键结合成的网状结构，是共价晶体的结构特点；D中固态时不导电、熔融后能导电是离子晶体的特征。答案：B2．解析：金属能导电是因为自由电子在外电场作用下做定向运动，A项错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子碰撞，从而发生热的传导，B项错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以延展性减小，硬度增大，D项错误。答案：C3．解析：离子化合物中的阳离子不一定是金属离子，如NH4Cl，阳离子为NHeq\o\al(＋,4)而不是金属离子；共价化合物溶于水也可能导电，如NH3、SO2、HCl等。答案：C4．解析：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用形成金属键，金属的导电热、导热性、延展性及其具有金属光泽等均与金属键有关。答案：C5．解析：离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥中熔点达3900℃，硬度很大，应是共价晶体。故只有①⑧符合题意。答案：A6．解析：离子化合物形成的离子晶体中，离子键的键长越短，阴、阳离子所带电荷数越多，则晶体的熔点越高，三种物质所带电荷：EF＞AB＝CD，键长：EF＜AB＜CD，所以熔点由高到低的顺序是EF＞AB＞CD。答案：D7．解析：金刚石中碳原子为sp3杂化，石墨烯中碳原子为sp2杂化，A项正确；金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳元素形成的不同单质，它们互为同素异形体，B项正确；碳元素的同素异形体完全燃烧的产物都是CO2，C项正确；C60是分子晶体，石墨是混合晶体，D项错误。答案：D8．解析：根据NaCl和CsCl晶体的空间结构特点分析图示。①中由黑球可知，其配位数为6，④图应为简单立方体结构，故①和④应为NaCl晶体；②中由白球知配位数为8，③为体心立方结构，故①和③为CsCl晶体，所以C项正确。答案：C9．解析：在固态与液态时均能导电，该晶体是金属晶体，离子晶体在固态时不能导电，故A错误；根据MgF2化学式可知，晶胞中F－与Mg2＋配位数之比1:2，据此可知Mg2＋的配位数为8，B正确；氧化钠与水反应生成氢氧化钠，有水分子中的共价键的破坏，氧化钠中离子键的破坏，形成了氢氧化钠中的离子键和共价键，故C正确；离子键没有方向性，但离子晶体在外力作用下，层与层之间发生滑动后，带同种电荷的离子相邻，离子键被破坏，所以没有延展性，D正确。答案：A10．解析：Q的离子键键能大于P的离子键键能，故Q的熔点比P的高，A项正确；因F－的半径比Cl－的小(其他卤素离子的半径比Cl－的大)，故NaF的离子键键能强于NaCl的，故B项正确，D项错误。因Q、P中成键离子均为一价离子，电荷数相同，故离子键键能的差异是由成键离子核间距决定的，离子键键能越大，表明核间距越小，C项正确。答案：D11．解析：氯化钠晶体中，距Na＋最近的Cl－是6个，即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构，A项正确；Ca2＋位于晶胞顶点和面心，数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，即每个晶胞平均占有4个Ca2＋，B项正确；碳碳键被两个碳原子共有，每个碳原子形成4条共价键，即平均1molC原子形成4×eq\f(1,2)＝2mol碳碳键，碳原子与碳碳键的个数比为1:2，C项正确；该气态团簇分子不是晶胞，分子式为E4F4或F4E4，D项错误。答案：D12．解析：δ­Fe晶体、γ­Fe晶体和α­Fe晶体中的配位数分别为8、12、6，A、B正确；δ­Fe晶胞中含Fe原子1＋8×eq\f(1,8)＝2个，α­Fe晶胞含Fe原子8×eq\f(1,8)＝1个，故α­Fe晶体和δ­Fe晶体的密度比为2b3a3，C正确；三种同素异形体的化学性质相同，但物理性质比如密度就不相同，D错误。答案：D13．解析：(1)由题中对金晶体晶胞的叙述，可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数，即8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)金原子的排列是紧密堆积形式的，所以原子要相互接触。(3)如图是金晶体中原子之间相互位置关系的平面图，AC为金原子直径的2倍，AB为立方体的边长，由图可得，立方体的边长为eq\r(2)d，所以一个晶胞的体积为(eq\r(2)d)3＝2eq\r(2)d3。(4)一个晶胞的质量等于4个金原子的质量，所以ρ＝eq\f(4M,NA·2\r(2)d3)＝eq\f(\r(2)M,NAd3)。答案：(1)4(2)金原子间相互接触(3)2eq\r(2)d3(4)eq\f(\r(2)M,NAd3)14．解析：(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥，其中③只含非金属元素，NaF中只含离子键，Na2O2中有离子键和非极性共价键，NH4Cl和Ca(OH)2中有离子键和极性共价键。(2)分子晶体中含范德华力，只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键，水晶中只含共价键。答案：(1)③⑤⑥③④(2)①⑦⑦②15．解析：(1)由表中数据可知AlF3是离子化合物，熔化时需克服离子键，而AlBr3是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故选A项。(2)MgCl2是离子晶体，离子间通过离子键结合，AlCl3为共价化合物分子，分子间通过范德华力结合，离子键作用力远大于范德华力，所以MgCl2的熔点远高于AlCl3的熔点。(3)AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝。(4)MgO和BaO都是离子化合物，Mg2＋的半径比Ba2＋小，所以MgO的熔点比BaO的熔点高。(5)将两种晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，而AlCl3不能导电，即可证明MgCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体答案：(1)A(2)MgCl2是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力(3)AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝(4)高(5)将两晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，AlCl3不能导电，证明AlCl3为分子晶体，MgCl2为离子晶体16．解析：(2)从体心Na＋看，与它最近的且距离相等的Na＋共有12个。(3)根据立方结构的特点，可求阴、阳离子的个数。NaCl晶胞中，含Cl－：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，含Na＋：12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)。(4)设Cl－和Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为eq\r(2)acm，有eq\f(2acm3·ρg·cm－3,4)NAmol－1＝Mg·mol－1，a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm，所以两个Na＋间的最近距离为eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。(5)由题意可知：29.25g氯化钠在1450℃时为0.25mol，故其摩尔质量为117g/mol，氯化钠气体的化学式为Na2Cl2。答案：(1)见下图(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)412×eq\f(1,4)＋1(4)eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))(5)Na2Cl2阶段重点突破练一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1．下列说法中，正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定答案B解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。2．氮氧化铝(AlON)属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同答案D解析AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3不是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。3．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B．C—O的键能比Si—O的键能小C．干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体D．干冰易升华，二氧化硅不能答案C解析干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。4．下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是()A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价晶体D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力答案A解析在立方体的顶面上，有5个I2，4个方向相同，A项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D项错误。5．最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是()A．该物质的化学式为CO2B．晶体的熔、沸点高，硬度大C．晶体中碳原子数与C—O化学键数之比为1∶2D．该物质的性质与二氧化碳相似答案CD解析晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1∶2，化学式为CO2，A正确；该化合物晶体属于共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，C错误；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。6．黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是()A．黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上D．P元素三种常见的单质中，黑磷的熔、沸点最高答案BD解析由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B正确；石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误；黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D正确。二、非选择题7．锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为－49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为________，中心原子的杂化类型为________。答案Br>As>Se>Ge分子晶体sp38．(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是________(填字母)。A．X原子可能为ⅤA族元素B．Y原子一定为ⅠA族元素C．该分子中，既含极性键，又含非极性键D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与O2相同，则该物质的分子式为______，它与P2H4常温下均为气体，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________。答案(1)B(2)N2H4N2H4分子之间形成氢键，致使N2H4沸点升高，易液化9．在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化轨道类型为________。这种高聚氮N—N的键能为160kJ·mol－1，而N2的键能为942kJ·mol－1，其可能潜在的应用是________________________________________________________________________。答案sp3制炸药(或高能燃料)10．白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol－1，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。答案16eq\f(496,a3NA)解析根据均摊法，P原子的个数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋6×\f(1,2)))×4＝16；晶胞的摩尔质量是16×31g·mol－1＝496g·mol－1，1个晶胞的体积是a3cm3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。11．金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。(1)金刚石、晶体硅、碳化硅的熔