课时作业1：3.3.1 金属晶体 离子晶体
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第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属晶体 离子晶体
题组一 金属键及金属晶体
1．下列有关金属晶体的说法中正确的是( )
A．金属晶体所有性质均与金属键有关
B．最外层电子数少于3个的原子一定都是金属
C．任何状态下都有延展性
D．都能导电、传热
答案 D
解析 金属键只影响金属的物理性质，A项错误；H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误；金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，C项错误；金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，D项正确。
2．关于金属性质和原因的描述不正确的是( )
A．金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系
B．金属具有良好的导电性，是因为在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便形成了电流，所以金属易导电
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，传递了能量
D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键
答案 A
解析 金属具有金属光泽是由于金属中的自由电子吸收了可见光以后，发生跃近，成为高能态，然后又回到低能态时，把多余的能量以可见光的形式释放出来，因而金属一般显银白色光泽；金属导电性是由于在外加电场下，电子气中的电子定向移动形成电流；导热性是由于自由电子受热后与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是由于原子层滑动时，金属键未被破坏。
3．物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。据研究表明，一般地，金属原子的半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法正确的是( )
A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔、沸点低于钙 C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔、沸点低于钾
答案 C
解析 Mg的半径大于Al的半径，且价电子数小于Al的价电子数，所以金属键：MgK，故金属键：Ca>K，D项错。
4．下列生活中的问题，不能用电子气理论知识解释的是( )
A．铁易生锈 B．用金属铝制成导线
C．用金箔做外包装 D．用铁制品做炊具
答案 A
解析 铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故A选；用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和自由电子，当给金属通电时，自由电子定向移动而导电，能用金属键理论知识解释，故B不选；用金箔做外包装，是因为有金属光泽，金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论知识解释，故C不选；用铁制品做炊具，是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，能用金属键理论知识解释，故D不选。
题组二 离子晶体及性质
5．有关离子晶体的下列说法中不正确的是( )
A．离子晶体在熔融状态时都能导电
B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度
C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
D．氯化钠溶于水时离子键被破坏
答案 C
解析 在熔融状态下，离子晶体中存在自由移动的离子，故能导电，A项正确；离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，B项正确；离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同，C项不正确；氯化钠溶于水时，电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏，D项正确。
6．据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是( )
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
D．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
答案 D
7．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是( )
AB CD EF 离子电荷数 1 1 2
键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10
A.CD＞AB＞EF B．AB＞EF＞CD
C．AB＞CD＞EF D．EF＞AB＞CD
答案 D
8．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是( )
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
答案 C
解析 首先判断球碳盐K3C60中，在K与C之间有离子键。而60个C之间为共价键。所以该晶体在熔融状态下能电离出K＋，所以能导电。D选项中的同素异形体应该对应由相同元素组成的不同单质，12C不是单质而是元素符号或者代表一个碳原子。
9．元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是( )
A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Z可形成共价化合物XZ
B．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZ
C．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZ
D．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2
答案 B
解析 由题目可知，XYZ3可能的物质有：HClO3、NaNO3、MgCO3。若XYZ3为一种可溶于水的酸HClO3，XZ(HO)不能形成共价化合物，且Y、Z不在同一周期，A项错；若XYZ3为MgCO3，微溶于水，则XZ可形成离子化合物MgO，B项正确；若XYZ3为NaNO3，是易溶于水的盐，YZ(NO)不是离子化合物，C项错；若XYZ3是离子化合物，YZ2为NO2或CO2，均不是离子化合物，D项错。
题组三 离子晶体晶胞的分析与应用
10．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是( )
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个
答案 A
解析 晶体中含有Ba2＋和O2－2，则该晶体属于离子晶体，A正确；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C、D不正确；该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个O2－2，则晶体的化学式应为BaO2，B不正确。
11．已知食盐的密度为ρ g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是( )
A. 32MρNA cm B. 3M2ρNA cm
C. 32NAρM cm D. 3M8ρNA cm
答案 B
解析 已知一个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－，且食盐晶体中Na＋与Cl－的核间距的2倍正好是晶胞的边长。设晶胞的边长为a，故有a3·ρM×NA＝4，解得a＝34MρNA，则a2＝3M2ρNA cm。
12．已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为
a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为( )
A．NA·a3·ρ B.NA·a3·ρ6
C.NA·a3·ρ4 D.NA·a3·ρ8
答案 A
解析 该立方体中含1个氯离子，Cs＋的个数为8×18＝1，根据ρV＝MNA知，M＝ρVNA＝ρa3NA，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量Mr＝ρ a3NA，故选A。
13．Ⅰ.结合金属晶体的结构和性质，回答下列问题：
(1)根据下列叙述判断，一定为金属晶体的是________(填字母，下同)。
A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成立体三维骨架结构的晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、导热性和延展性
(2)下列关于金属晶体的叙述正确的是________。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用，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
Ⅱ.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：
A组物质 NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
B组物质 Na Mg Al
熔点/K 370 922 933
晶体熔、沸点的高低，取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组物质是________晶体，晶体中微粒之间通过________相连。B组物质是________晶体，价电子数由少到多的顺序是__________，粒子半径由大到小的顺序是________。
答案 Ⅰ.(1)C (2)BC Ⅱ.离子 离子键 金属 NaMg>Al
解析 Ⅰ.(1)A项属于分子晶体；B项属于共价晶体；C项是金属的通性。
(2)常温下，Hg为液态，A项错误；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项正确；钙的金属键强于钾，故钙的熔、沸点高于钾，C项正确；温度升高，金属的导电性减弱，D项错误。
Ⅱ. A组物质为离子晶体，离子之间通过离子键相结合。B组物质为金属晶体，是由金属键结合而成的，价电子数排列顺序：NaMg>Al。
14．镁、铜等金属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MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有___________________________________________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改
