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3.3 练习1　金属晶体　离子晶体
1. (2024·缙云中学高二检测)如图所示为金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质。下列说法中，正确的是(　C　)
A. 金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
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，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D. 合金与纯金属相比，增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
【解析】 金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而发生热的传导，B错误；合金与纯金属相比，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，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D错误。
2. 物质结构理论提出：金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高。一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法中，错误的是(　A　)
A. 硬度：Mg＞Al B. 熔点：Be＞Mg
C. 硬度：Mg＞K D. 熔点：Ca＞K
【解析】 Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数：Al＞Mg，离子半径：Al3＋＜Mg2＋，所以Al的金属键强于Mg，Al的硬度大于Mg，A错误；离子半径：Mg2＋＜Na＋＜K＋，所以Mg的金属键强于K，故硬度：Mg＞K，C正确；Ca、K位于同一周期，价电子数：Ca＞K，离子半径：K＋＞Ca2＋，Ca的金属键强于K，故熔点：Ca＞K，D正确。
3. 下表给出了几种氯化物的熔点和沸点：
氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4
熔点/℃ 801 714 190(5×101 kPa) －70
沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57
下列叙述中，与表中相吻合的是(　A　)
A. NaCl的沸点比SiCl4高得多是因为二者晶体类型不同
B. SiCl4晶体属于共价晶体
C. AlCl3晶体是典型的离子晶体
D. MgCl2中含有离子键和非极性共价键
【解析】 由题表可知，SiCl4的熔点和沸点都比较低，属于分子晶体，B错误；AlCl3的熔点和沸点都不高，不属于典型的离子晶体，C错误；MgCl2中只含离子键，不含非极性共价键，D错误。
4. 离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间离子键的强弱，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是(　D　)
A. KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B. NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C. CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
D. CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
【解析】 对于离子晶体来说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。一般在离子半径相当时首先看阴、阳离子所带电荷数，CaO、BaO所带电荷数都大于KCl、NaCl，所以CaO、BaO的熔点大于KCl、NaCl；其次在电荷数相当时，看离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)，熔点：CaO＞BaO，离子半径：r(K＋)＞r(Na＋)，熔点：NaCl＞KCl。
5. (2024·金华中学高二检测)如图所示为NaCl和CsCl的晶体结构。下列说法中，错误的是(　D　)
A. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B. NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C. NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8
D. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同
【解析】 NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的离子晶体，阴、阳离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，A、B正确；结合题图可知，NaCl中钠离子的配位数为6，CsCl中铯离子的配位数为8，C正确；钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的，D错误。
6. 铁有δ－Fe、γ－Fe、α－Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图所示是三种晶体的晶胞。下列说法中，正确的是(　C　)
　δ－Fe γ－Fe α－Fe
A. 三种同素异形体的性质相同
B. γ－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
C. α－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
D. 将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
【解析】 三种同素异形体的结构不同，所以三者的性质不同，A错误；γ－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，B错误；α－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，C正确；将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不同的铁，D错误。
7. 某离子晶体DxEC6的晶胞结构如图1所示，图2表示晶胞的一部分，阳离子D＋位于晶胞棱的中点和晶胞内部，阴离子E位于晶胞的顶角和面心。DxEC6中x的值为(　C　)
图1　　 图2
A. 1　 B. 2　
C. 3　 D. 4
【解析】 1个晶胞中，N(D＋)=12×＋9=12，N(E)=8×＋6×=4，故
N(D＋)∶N(E)=12∶4=3∶1，则x=3。
8. (2024·宁波中学高二检测)已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为d g·cm－3。下列说法中，正确的是(　D　)
A. 晶胞中M、N的个数都为1
B. 该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为 cm
C. 与M距离最近且相等的M的个数为6
D. 该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞
【解析】 晶胞中N、M的个数分别为8×＋6×=4、12×＋1=4，A错误；因为晶胞中含有4个M和4个N，则晶胞的体积为 cm3，进而计算出晶胞的边长为 cm，两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长的一半，即为× cm，B错误；由晶胞的结构可知与体心M距离最近且相等的M的个数为12，C错误；由晶胞结构可知该晶胞可能为NaCl晶体的晶胞，D正确。
9. 钡在氧气中燃烧时得到一种晶体，其晶胞的结构如图所示。下列说法中，正确的是(　A　)
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
【解析】 晶体中含有Ba2＋和，则该晶体属于离子晶体，A正确；该物质的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个，则晶体的化学式为BaO2，B错误；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错误。
10. 下列关于晶体的说法，正确的组合是(　D　)
①金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低；②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；③硬度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI；④SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合；⑤分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定。
A. ①②③ B. ①②④
C. ③⑤ D. ①③
【解析】 金刚石、SiC是共价晶体，原子半径越小，晶体熔点越高，金刚石的熔点高于碳化硅，NaF、NaCl是离子晶体，熔点比共价晶体的低，熔点：NaF＞NaCl，H2O、H2S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，①正确；离子晶体中可能含有共价键，如氢氧化钠，分子晶体中肯定没有离子键，②错误；F－、Cl－、Br－、I－的离子半径逐渐增大，所以离子键强度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，硬度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，③正确；SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，每个氧原子与2个硅原子以共价键相结合，④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，⑤错误。
11. (2024·学军中学高二检测)已知冰晶石(Na3[AlF6])熔融时的电离方程式为Na3[AlF6]====3Na＋＋[AlF6]3－。现有冰晶石的晶胞结构如图所示，位于大立方体顶角和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中、中的一种。下列说法中，正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(　D　)
A. 冰晶石是共价晶体
B. 大立方体的体心处▽代表[AlF6]3－
C. 与Na＋距离相等且最近的Na＋有6个
D. 冰晶石晶体的密度为 g·cm－3
【解析】 由冰晶石熔融时能发生电离，可知冰晶石是离子晶体，A错误；每个晶胞中含有的个数为8×＋6×=4，的个数为12×＋8=11，根据冰晶石的化学式可知，[AlF6]3－与Na＋的个数比为1∶3，故▽为Na＋，B错误；与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个，C错误；晶胞的质量为 g，晶胞的体积为a3 cm3，则晶体的密度为 g·cm－3，D正确。
12. (2024·乐成寄宿中学高二检测)有一种蓝色晶体，化学式可表示为Mx[Fey(CN)6]，经X射线衍射实验发现，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，其晶体中阴离子的基本结构单元如图所示。下列说法中，正确的是(　B　)
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CN－有3个
【解析】 由题图可得，晶体中阴离子的基本结构单元中Fe2＋的个数为4×=，Fe3＋的个数也为，CN－的个数为12×=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价，B正确，C错误；晶体中与每个Fe3＋距离最近且相等的CN－有6个，D错误。
13. (2024·衢州二中高二检测)中国科学院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni－BaH2/Al2O3、Fe－K2O－Al2O3、Cs－Ru/MgO等。请回答下列问题：
(1)基态Fe核外电子占据最高能层的符号为　N　，Ni位于元素周期表中的　d　区。
(2)元素的第一电离能：Mg　＞　(填“＞”或“＜”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为　O＞N＞H　(用元素符号表示)。
(3)已知MgO的熔点为2 852 ℃，CaO的熔点为2 614 ℃，二者的晶体类型为　离子晶体　，MgO的熔点高于CaO的原因是　Mg2＋的半径小于Ca2＋，MgO的离子键强度大于CaO　。
(4)研究发现，只含Ni、Mg和C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：
①与C紧邻的Ni有　6　个。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1，0，0)，b原子的坐标参数为，则c原子的坐标参数为 　。
③已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为 ××1010　pm(用含d、NA的代数式表示)。
【解析】 (2)同一周期主族元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能分别大于其相邻的第ⅢA、ⅥA族元素，所以第一电离能：Mg＞Al。(4)③设晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，则晶胞棱长为a pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，该晶胞中Mg个数为8×=1，Ni个数为6×=3，C个数是1，晶体的密度为d g·cm－3= g·cm－3，所以a=××1010 pm。
14. W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一；X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。请回答下列问题：
(1)基态Y3＋价电子排布式可表示为　3d3　。
(2)M的空间构型是　平面三角形　。
(3)从核外电子排布角度解释高温下Z2O比ZO更稳定的原因：　Cu＋的最外层电子排布为3d10，而Cu2＋的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以高温下Cu2O稳定性强于CuO　。
(4)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃ ，其晶胞结构如图所示。
①磷化铝的晶体类型为　共价晶体　。
②A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为 　。
③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm(1 pm=10－12 m)，其密度为 　g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【解析】 由题给信息推知，W、M、X、Y、Z分别代表C、N、O、Cr、Cu。(1)基态Cr价电子排布式为3d54s1，失去4s轨道的1个电子和3d轨道的2个电子变成Cr3＋，故基态Cr3＋的价电子排布式为3d3。(2)M是N，中心氮原子的价层电子对数为3＋(5－3×2＋1)=3，则VSEPR模型和离子的空间构型均为平面三角形。(4)①AlP的熔点为2 000 ℃ ，其熔点很高，其晶胞中原子形成立体网状结构，故磷化铝的晶体类型为共价晶体。②图中A、B点的原子坐标分别为A(0，0，0)、B，则A点是坐标原点，B点处于右侧面心，C点处于左上方、靠前的位置，则C点的原子坐标为。③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm=546.35×10－10 cm，则晶体的体积为V(晶胞)=(546.35×10－10 cm)3；由磷化铝的晶胞及“均摊法”计算可得，每个晶胞含有4个磷原子和4个铝原子，则每个晶胞的质量为m(晶胞)=g，故该晶体的密度为== g·cm－3。3.3 练习1　金属晶体　离子晶体
1. (2024·缙云中学高二检测)如图所示为金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质。下列说法中，正确的是( )
A. 金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
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，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D. 合金与纯金属相比，增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
2. 物质结构理论提出：金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高。一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法中，错误的是( )
A. 硬度：Mg＞Al B. 熔点：Be＞Mg
C. 硬度：Mg＞K D. 熔点：Ca＞K
3. 下表给出了几种氯化物的熔点和沸点：
氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4
熔点/℃ 801 714 190(5×101 kPa) －70
沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57
下列叙述中，与表中相吻合的是( )
A. NaCl的沸点比SiCl4高得多是因为二者晶体类型不同
B. SiCl4晶体属于共价晶体
C. AlCl3晶体是典型的离子晶体
D. MgCl2中含有离子键和非极性共价键
4. 离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间离子键的强弱，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种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
5. (2024·金华中学高二检测)如图所示为NaCl和CsCl的晶体结构。下列说法中，错误的是( )
A. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B. NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C. NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8
D. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同
6. 铁有δ－Fe、γ－Fe、α－Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图所示是三种晶体的晶胞。下列说法中，正确的是( )
　δ－Fe γ－Fe α－Fe
A. 三种同素异形体的性质相同
B. γ－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
C. α－Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
D. 将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
7. 某离子晶体DxEC6的晶胞结构如图1所示，图2表示晶胞的一部分，阳离子D＋位于晶胞棱的中点和晶胞内部，阴离子E位于晶胞的顶角和面心。DxEC6中x的值为( )
图1　　 图2
A. 1　 B. 2　
C. 3　 D. 4
8. (2024·宁波中学高二检测)已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为d g·cm－3。下列说法中，正确的是( )
A. 晶胞中M、N的个数都为1
B. 该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为 cm
C. 与M距离最近且相等的M的个数为6
D. 该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞
9. 钡在氧气中燃烧时得到一种晶体，其晶胞的结构如图所示。下列说法中，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
10. 下列关于晶体的说法，正确的组合是( )
①金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低；②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；③硬度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI；④SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合；⑤分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定。
A. ①②③ B. ①②④
C. ③⑤ D. ①③
11. (2024·学军中学高二检测)已知冰晶石(Na3[AlF6])熔融时的电离方程式为Na3[AlF6]====3Na＋＋[AlF6]3－。现有冰晶石的晶胞结构如图所示，位于大立方体顶角和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中、中的一种。下列说法中，正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A. 冰晶石是共价晶体
B. 大立方体的体心处▽代表[AlF6]3－
C. 与Na＋距离相等且最近的Na＋有6个
D. 冰晶石晶体的密度为 g·cm－3
12. (2024·乐成寄宿中学高二检测)有一种蓝色晶体，化学式可表示为Mx[Fey(CN)6]，经X射线衍射实验发现，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，其晶体中阴离子的基本结构单元如图所示。下列说法中，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CN－有3个
13. (2024·衢州二中高二检测)中国科学院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni－BaH2/Al2O3、Fe－K2O－Al2O3、Cs－Ru/MgO等。请回答下列问题：
(1)基态Fe核外电子占据最高能层的符号为 ，Ni位于元素周期表中的 区。
(2)元素的第一电离能：Mg (填“＞”或“＜”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)已知MgO的熔点为2 852 ℃，CaO的熔点为2 614 ℃，二者的晶体类型为 ，MgO的熔点高于CaO的原因是 。
(4)研究发现，只含Ni、Mg和C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：
①与C紧邻的Ni有 个。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1，0，0)，b原子的坐标参数为，则c原子的坐标参数为 。
③已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为 pm(用含d、NA的代数式表示)。
14. W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一；X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。请回答下列问题：
(1)基态Y3＋价电子排布式可表示为 。
(2)M的空间构型是 。
(3)从核外电子排布角度解释高温下Z2O比ZO更稳定的原因： 。
(4)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃ ，其晶胞结构如图所示。
①磷化铝的晶体类型为 。
②A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为 。
③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm(1 pm=10－12 m)，其密度为 g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 (共41张PPT)
三、 金属晶体与离子晶体
练习1　金属晶体　离子晶体
晶体结构与性质
第三章
高中化学 选择性必修2 物质结构与性质
必备知识练
1. (2024·缙云中学高二检测)如图所示为金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质。下列说法中，正确的是
(　　)
A. 金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
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，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D. 合金与纯金属相比，增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
C
【解析】 金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而发生热的传导，B错误；合金与纯金属相比，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，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D错误。
2. 物质结构理论提出：金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高。一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则
金属键越强，由此判断下列说法中，错误的是(　　)
A. 硬度：Mg＞Al B. 熔点：Be＞Mg
C. 硬度：Mg＞K D. 熔点：Ca＞K
【解析】 Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数：Al＞Mg，离子半径：Al3＋＜Mg2＋，所以Al的金属键强于Mg，Al的硬度大于Mg，A错误；离子半径：Mg2＋＜ Na＋＜K＋，所以Mg的金属键强于K，故硬度：Mg＞K，C正确；Ca、K位于同一周期，价电子数：Ca＞K，离子半径：K＋＞Ca2＋，Ca的金属键强于K，故熔点：Ca＞K，D正确。
A
3. 下表给出了几种氯化物的熔点和沸点：
氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4
熔点/℃ 801 714 190(5×101 kPa) －70
沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57
下列叙述中，与表中相吻合的是(　　)
A. NaCl的沸点比SiCl4高得多是因为二者晶体类型不同
B. SiCl4晶体属于共价晶体
C. AlCl3晶体是典型的离子晶体
D. MgCl2中含有离子键和非极性共价键
A
【解析】 由题表可知，SiCl4的熔点和沸点都比较低，属于分子晶体，B错误；AlCl3的熔点和沸点都不高，不属于典型的离子晶体，C错误；MgCl2中只含离子键，不含非极性共价键，D错误。
4. 离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间离子键的强弱，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺
序是(　　)
A. KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B. NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C. CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
D. CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
D
【解析】 对于离子晶体来说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。一般在离子半径相当时首先看阴、阳离子所带电荷数，CaO、BaO所带电荷数都大于KCl、NaCl，所以CaO、BaO的熔点大于KCl、NaCl；其次在电荷数相当时，看离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)，熔点：CaO＞BaO，离子半径：r(K＋)＞r(Na＋)，熔点：NaCl＞KCl。
5. (2024·金华中学高二检测)如图所示为NaCl和CsCl的晶体结
构。下列说法中，错误的是(　　)
D
A. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B. NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比
相同
C. NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8
D. NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同
【解析】 NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的离子晶体，阴、阳离子个数之比都为1∶1，则都属于AB型的离子晶体，A、B正确；结合题图可知，NaCl中钠离子的配位数为6，CsCl中铯离子的配位数为8，C正确；钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的，D错误。
6. 铁有δ-Fe、γ-Fe、α-Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图所示是三种晶体的晶胞。下列说法中，正确的是
(　　)
A. 三种同素异形体的性质相同
B. γ-Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
C. α-Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
D. 将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
C
【解析】 三种同素异形体的结构不同，所以三者的性质不同，A错误；γ-Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，B错误；α-Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，C正确；将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不同的铁，D错误。
7. 某离子晶体DxEC6的晶胞结构如图1所示，图2表示晶胞的一部分，阳离子D＋位于晶胞棱的中点和晶胞内部，阴离子E
位于晶胞的顶角和面心。DxEC6中x的值为(　　)
图1　　 图2
A. 1　
B. 2　
C. 3　
D. 4
C
【解析】 1个晶胞中，N(D＋)=12×＋9=12，N(E)=8×＋6×=4，故N(D＋)∶N(E)=12∶4=3∶1，则x=3。
8. (2024·宁波中学高二检测)已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为
NA，晶体的密度为d g·cm－3。下列说法中，正确的是(　　)
A. 晶胞中M、N的个数都为1
B. 该晶胞中两个距离最近的同种离子的核
间距为 cm
C. 与M距离最近且相等的M的个数为6
D. 该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞
D
【解析】 晶胞中N、M的个数分别为8×＋6×=4、12×＋1=4，A错误；因为晶胞中含有4个M和4个N，则晶胞的体积为 cm3，进而计算出晶胞的边长为 cm，两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长的一半，即为×
cm，B错误；由晶胞的结构可知与体心M距离最近且相等的M的个数为12，C错误；由晶胞结构可知该晶胞可能为NaCl晶体的晶胞，D正确。
9. 钡在氧气中燃烧时得到一种晶体，其晶
胞的结构如图所示。下列说法中，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
A
【解析】 晶体中含有Ba2＋和，则该晶体属于离子晶体，
A正确；该物质的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个，则晶体的化学式为BaO2，B错误；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错误。
关键能力练
10. 下列关于晶体的说法，正确的组合是(　　)
①金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降
低；②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；③硬度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI；④SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合；⑤分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定。
A. ①②③ B. ①②④
C. ③⑤ D. ①③
D
【解析】 金刚石、SiC是共价晶体，原子半径越小，晶体熔点越高，金刚石的熔点高于碳化硅，NaF、NaCl是离子晶体，熔点比共价晶体的低，熔点：NaF＞NaCl，H2O、H2S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，①正确；离子晶体中可能含有共价键，如氢氧化钠，分子晶体中肯定没有离子键，②错误；F－、Cl－、Br－、I－的离子半径逐渐增大，所以离子键强度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，硬度由大到小的顺序：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，③正确；SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，每个氧原子与2个硅原子以共价键相结合，④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，⑤错误。
11. (2024·学军中学高二检测)已知冰晶石(Na3[AlF6])熔融时的电离方程式为Na3[AlF6]====3Na＋＋[AlF6]3－。现有冰晶石的晶胞结构如图所示，
位于大立方体顶角和面心，
位于大立方
体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中
、
中的
一种。下列说法中，正确的是(NA表示阿伏加德
罗常数的值)
(　　)
A. 冰晶石是共价晶体
B. 大立方体的体心处▽代表[AlF6]3－
C. 与Na＋距离相等且最近的Na＋有6个
D. 冰晶石晶体的密度为 g·cm－3
D
【解析】 由冰晶石熔融时能发生电离，可知冰晶石是离子晶体，
A错误；每个晶胞中含有
的个数为8×＋6×=4，
的个数为
12×＋8=11，根据冰晶石的化学式可知，[AlF6]3－与Na＋的个数比为1∶3，故▽为Na＋，B错误；与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个，C错误；晶胞的质量为 g，晶胞的体积为a3 cm3，则晶体的密度为 g·cm－3，D正确。
12. (2024·乐成寄宿中学高二检测)有一种蓝色晶体，化学式可表示为Mx[Fey(CN)6]，经X射线衍射实验发现，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，其晶体中阴离子的基本结构单元如图所示。下
列说法中，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CN－有3个
B
【解析】 由题图可得，晶体中阴离子的基本结构单元中Fe2＋的个数为4×=，Fe3＋的个数也为，CN－的个数为12×=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价，B正确，C错误；晶体中与每个Fe3＋距离最近且相等的CN－有6个，D错误。
拓展突破练
13. (2024·衢州二中高二检测)中国科学院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni－BaH2/Al2O3、Fe－K2O－Al2O3、Cs－Ru/MgO等。请回答下列问题：
(1)基态Fe核外电子占据最高能层的符号为__________，Ni位于元素周期表中的__________区。
(2)元素的第一电离能：Mg__________(填“＞”或“＜”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为__________(用元素符号表示)。
N
d
＞
O＞N＞H
(3)已知MgO的熔点为2 852 ℃，CaO的熔点为2 614 ℃，二者的晶体类型为__________，MgO的熔点高于CaO的原因是_______________________________________________。
离子晶体
Mg2＋的半径小于Ca2＋，MgO的离子键强度大于CaO
(4)研究发现，只含Ni、Mg和C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：
①与C紧邻的Ni有__________个。
6
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1，0，0)，b原子的坐标参数为，则c原子的坐标参数为______________。
③已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为
NA，则晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为 _______________pm (用含d、NA的代数式表示)。

××1010
【解析】 (2)同一周期主族元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能分别大于其相邻的第ⅢA、ⅥA族元素，所以第一电离能：Mg＞Al。
(4)③设晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，则晶胞棱长为a pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，该晶胞中Mg个数为8×=1，Ni个数为6×=3，C个数是1，晶体的密度为d g·
cm－3= g·cm－3，所以a=××1010 pm。
14. W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一；X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。请回答下列问题：
(1)基态Y3＋价电子排布式可表示为__________。
(2)M的空间构型是____________。
3d3
平面三角形
(3)从核外电子排布角度解释高温下Z2O比ZO更稳定的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________。
Cu＋的最外层电子排布为3d10，而Cu2＋的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以高温下Cu2O稳定性强于CuO
(4)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃ ，其晶胞结构如图所示。
①磷化铝的晶体类型为__________。
共价晶体
②A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为
_____________。
③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm(1 pm=10－12 m)，其密度为
__________________g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

【解析】 由题给信息推知，W、M、X、Y、Z分别代表C、N、O、Cr、Cu。(1)基态Cr价电子排布式为3d54s1，失去4s轨道的1个电子和3d轨道的2个电子变成Cr3＋，故基态Cr3＋的价电子排布式为3d3。(2)M是N，中心氮原子的价层电子对数为3＋(5－3×2＋1)=3，则VSEPR模型和离子的空间构型均为平面三角形。(4)①AlP的熔点为2 000 ℃ ，其熔点很高，其晶胞中原子形成立体网状结构，故磷化铝的晶体类型为共价晶体。
②图中A、B点的原子坐标分别为A(0，0，0)、B，则A点是坐标原点，B点处于右侧面心，C点处于左上方、靠前的位置，则C点的原子坐标为。③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm=546.35×10－10 cm，则晶体的体积为V(晶胞)=(546.35×10－10 cm)3；由磷化铝的晶胞及“均摊法”计算可得，每个晶胞含有4个磷原子和4个铝原子，则每个晶胞的质量为m(晶胞)=g，故该晶体的密度为== g·cm－3。

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