2019-2020年高三化學(xué) 知識點精析精練 金屬晶體.doc

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2019-2020年高三化學(xué) 知識點精析精練 金屬晶體 一、金屬晶體中，自由電子和金屬陽離子之間存在著的較強(qiáng)相互作用，許多金屬離子相互結(jié)合在一起形成的晶體叫金屬晶體。 二、由于金屬晶體中存在自由電子，它可在晶體中自由移動，所以金屬晶體都具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性等特點。 三、不同的金屬晶體硬度差異大，熔、沸點差異也很大，如汞常溫為液體，而鎢的熔點達(dá)3 000℃以上。金屬單質(zhì)和合金都是金屬晶體。 學(xué)法建議 1．要將金屬晶體與離子晶體、原子晶體、分子晶體聯(lián)系起來進(jìn)行對比。列表比較其組成的粒子、粒子間的作用力以及某些物理性質(zhì)。 ’ 2．結(jié)合金屬結(jié)構(gòu)的特點，把握住“自由電子”這一關(guān)鍵，進(jìn)而掌握金屬晶體的特性，并能用之解釋金屬能導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有良好延展性的原因。潛能開發(fā) [例1]下列敘述中正確的是 A．分子晶體中一定存在共價鍵 B.離子晶體中一定含金屬元素 C.原子晶體一定不存在離子 D．晶體中有陽離子必含有陰離子 思路分析 A中由稀有氣體分子構(gòu)成的分子晶體中不含共價鍵；B中銨鹽晶體雖然是離子晶體但不含金屬元素；D在金屬晶體中只有金屬陽離子和自由電子，不含有陰離子；只有C正確，在原子晶體中原子與原子間只有共價鍵。 [答案]C [例2]下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是 ( ) A.金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性 B.金屬元素在化合物中一定顯正價 C.金屬元素在不同化合物中的化合價均不同 ] D.金屬單質(zhì)在常溫下都是金屬晶體 思維診斷 本題涉及幾種晶體組成的粒子及化學(xué)鍵，并對各類晶體中存在的特例進(jìn)行了考查，故我們對每個選項應(yīng)逐一分析，找出可能出現(xiàn)的特例并加以排除，才能準(zhǔn)確作答。 A一些有可變化合價的元素如既有氧化性又有還原性；C金屬在不同化合物中化合價可以相同；D金屬汞在常溫下是液態(tài)，不屬于晶體，只有B正確。 [答案]B 思維診斷 對于判斷正誤的習(xí)題一定要抓住每個選項中的關(guān)鍵詞語，結(jié)合我們對化學(xué)概念的理解然后得出正確的結(jié)論。 知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 1．金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是 ( ) A.易導(dǎo)電 B.易導(dǎo)熱 C.有延展性 D.易銹蝕 答案：1．D 金屬腐蝕大多數(shù)發(fā)生的是屯化學(xué)腐蝕，是由于能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，也有的是接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液導(dǎo)致的，與金屬晶體結(jié)構(gòu)無關(guān) 2．在自然界中能以游離態(tài)存在的元素是下列中的 ( ) A.磷 B.硅 C.鈉 D.金 答案：2．D 根據(jù)元素的活動性判斷 3．下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是 ( ) 答案：3．B 一般來說，異類晶體：原子晶體>離子晶體>分子晶體的熔、沸點；金屬原子半徑越小，最外層電子數(shù)越多，則金屬離子與自由電子之間的相互作用越強(qiáng)，熔、沸點越高 4．關(guān)于晶體的下列說法正確的是 ( ) A.在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子 B.在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子 C.原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高 D.分子晶體的熔點——定比金屬晶體的低 答案：4．A B選項金屬晶體內(nèi)有金屬陽離子，但無陰離子；C選項原子晶體如Si02熔點1 723℃，鎢熔點為3 410℃；D選項分子晶體12熔點為113．5℃，而汞熔點為-38．87℃ 5．將SiCl與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物, 將該化合物在無氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅()固體。氧化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。則氮化硅所屬的晶體類型是 ( ) A.原子晶體 B.分子晶體 C.離子晶體 D.金屬晶體 答案：5．A 6．下列說法一定正確的是 ( ) A.其水溶液導(dǎo)電的一定是離子晶體 B.熔融態(tài)導(dǎo)電的一定是離子晶體 C．固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體 D.固態(tài)不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電的一定是離子晶體 答案：6．D A選項HCI的水溶液可以導(dǎo)電；B選項金屬熔融態(tài)也可導(dǎo)電，C選項石墨可以導(dǎo)電 7．下列化學(xué)式表示物質(zhì)分子組成的是 ( ) A.NaCl B． C.Cu D． 答案：7．B A選項NaCI是由Na+、C1-按一定比例組成；C選項Cu形成金屬晶體內(nèi)含Cu2+和自由電子；D選項SiO2由Si原子和O原子構(gòu)成 8．下列性質(zhì)適合于分子晶體的是 ( ) A.熔點1 070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電 B.熔點10．31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電 C.能溶于，熔點112．8℃，沸點444．6℃ D.熔點97．81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度0．97g／ 答案：8．BC 對比各類晶體的物理性質(zhì)去判斷 9．關(guān)于IA族和ⅡA族元素的下列說法中正確的是 ( ) A．同一周期中，IA族單質(zhì)的熔點比ⅡA族的高 B.濃度都是0．01mol幾時，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小 C.氧化鈉的熔點比氧化鎂的高 D.加熱時，碳酸鈉比碳酸鎂易分解 答案：9．B A選項同一周期，Na熔點低于Mg熔點；B選項一般c(OH-)越大，pH-越大，而同濃度KOH比Ba(OH)2的c(OH)??；C選項Na2o熔點低于MgO熔點；D選項Na2O受熱更易分解 10．有下列八種晶體：A.水晶() B.冰醋酸 C．氧化鎂 D．白磷 D.晶體氬 F．氯化銨 G．鋁 H．金剛石 用序號回答下列問題： (1)屬于原子晶體的化合物是 ，直接由原子構(gòu)成的晶體是 ，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是 。 (2)由極性分子構(gòu)成的晶體是 ，含有共價鍵的離子晶體是 。直接由原子構(gòu)成的分子晶體是 。 (3)在一定條件下能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是 ，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是 。需克服共價鍵的是 。 答案：10．(1)A；AEH；E (2)B；F；DE(3)G；BDE；AH 判斷晶體類型的主要依據(jù)是：一看構(gòu)成晶體的粒子 (分子、原子、離子)；二看粒子間的相互作用 綜合能力訓(xùn)練 1．某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體結(jié)構(gòu)中可以劃出一塊正立方體的結(jié)構(gòu)單元，金屬原子處于正立方體的8個頂點和6個側(cè)面上，試計算這類金屬晶體中原子的空間利用率。 答案：1．依題意畫出側(cè)面圖，設(shè)正立方體邊長為a，則體積為a3。原子半徑，每個正立體包知金屬原子個，球體積共，空間利用率為 2．有A、B、C三種元素。已知①4gA元素的單質(zhì)與水作用，標(biāo)況下放出2．24 L，反應(yīng)中有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。②B元素可與A形成型的離子化合物，且知A、B的離子具有相同的核外電子排布。③元素C的氣態(tài)氫化物可與其最高氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成鹽，1 mol該鹽含42個電子。據(jù)此填寫下列空白： (1)元素符號：A ，B ，C 。 (2)A元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖 。 (3)用電子式表示AB2的形成過程 。 (4)C的氣態(tài)氫化物在催化劑作用下與02反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 (5)用電子式表示C的氣態(tài)氫化物的形成過程 ；它與B的氣態(tài)氫化物反應(yīng)時有 現(xiàn)象發(fā)生，生成物的電子式 ，它屬于 晶體。 答案： 2.(1)A.Ca B.Cl C.N (4) 第1單元小 結(jié) 熱點聚焦 1．本章考點 (1)晶體類型的判斷，晶體類型與化學(xué)鍵之間的關(guān)系；(2)構(gòu)成晶體的粒子與粒子間作用力之間的關(guān)系；(3)晶體類型與物理性質(zhì)(熔、沸點，硬度)的關(guān)系；(4)有關(guān)晶體的熔、沸點比較；(5)晶體的空間結(jié)構(gòu)及信息遷移式試題；(6)根據(jù)粒子空間排列推斷化學(xué)式。 2．掌握晶體的類型、性質(zhì)和判斷方法 (1)通過四類晶體晶格粒子種類、粒子結(jié)構(gòu)、半徑、相互作用等，理解離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體的涵義，并能利用這些知識，比較、解釋晶體的一些物理性質(zhì)。 (2)能運用導(dǎo)電性、機(jī)械性能、熔、沸點等不同方法的比較和類推，判斷晶體的類型。 3．強(qiáng)化對晶體結(jié)構(gòu)圖觀察、分析和推測能力的培養(yǎng)。 (1)通過對晶體中粒子相對位置、晶胞中粒子數(shù)量的推算，發(fā)展空間想像能力。 (2)利用晶胞的粒子數(shù)量和構(gòu)型，對粒子半徑、鍵能、化學(xué)式等方面的延伸。 4．氫鍵作為一種特殊的分子間作用力，要理解其成因和對物質(zhì)特殊物理性質(zhì)的影響作用。研究性學(xué)習(xí)學(xué)科內(nèi)綜合： 在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時，只有熟悉常見晶體的構(gòu)型，才能進(jìn)行有關(guān)計算。如求NaCl晶體密度：截取一個大的小立方體，因各頂點上被8個小立方體共用，故小立方體 cm ， 則立方體體積 .從教材上我們看到石墨晶體，能否也根據(jù)空間構(gòu)型求出其密度?假設(shè)從石墨晶體圖中截取上、下兩個六元環(huán)，使其構(gòu)成1個六棱柱，因每個C由6個六棱柱共用，則此六棱柱中含有 =2個C，從右圖知cm，柱高cm，柱底面面積 。同樣，CsCl、干冰的密度計算，有待于去進(jìn)一步探究。 能力測試(時間：90分鐘，總分：100分) 顯能測試 一、選擇題(每題3分，共60分) 1．固體熔化時必須破壞非極性共價鍵的是 ( ) A.冰 B.晶體硅 C.溴 D．二氧化碳 答案： 1．B A選項熔化破壞的是分子間作用力，B選項破壞的是Si--Si非極性鍵，C、D選項破壞的是分子間作用力 2．F2和Bt2的沸點 ( ) A.前者高 B.后者高 C．相等 D.無法確定 答案： 2．B組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量增大，熔、沸點升高 3．金剛石和石墨兩種晶體中，每個最小的碳環(huán)里所包含的碳原子數(shù) ( ) A．前者多 B.后者多 C.相等 D.無法確定 答案： 3.C根據(jù)模型結(jié)構(gòu)特點，每個最小的碳環(huán)里所包含的碳原子數(shù)相等，都為6個 4．氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的粒子間作用力與氮化硅熔化時所克服的作用力相同的是 ( ) A.硝石和金剛石 B.晶體硅和水晶 C.冰和干冰 D.萘和碘 答案： 4．B 通過分析氮化硅性質(zhì)得知它應(yīng)屬于原子晶體，熔化時應(yīng)克服共價鍵 5．碳有三種同素異形體，金剛石、石墨、足球烯(Cs。)，其中足球烯是分子晶體。據(jù)此推測，下列敘述正確的是 ( ) A.足球烯不可以發(fā)生加成反應(yīng) B.三者和氧氣反應(yīng)的最終產(chǎn)物不同 C．足球烯在苯中的溶解度比在乙醇中的溶解度大 D.石墨、足球烯均可作為生產(chǎn)耐高溫潤滑劑的原料 答案： 5．C、D A選項足球烯有雙鍵可發(fā)生加成反應(yīng)；B選項三者和氧氣反應(yīng)最終產(chǎn)物都是CO2；C選項足球烯在苯中溶解度大；D選項石墨、足球烯均可作為生產(chǎn)耐高溫潤滑劑的原料 6．IA族元素的原子與最外層有7個電子的原子結(jié)合，可以形成 ( ) A.離子晶體 B.原子晶體 C.分子晶體 D.無法確定 答案： 6．A、C IA元素有氫元素和堿金屬，Vifa元素為鹵族元素，故可形成分子晶體或離子晶體 7．的分子結(jié)構(gòu)與類似，對其做出如下推斷：①晶體是分子晶體；②常溫常壓不是氣體；③分子是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子；④熔點高于。其中正確的是 ( ) A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③④ 答案： 7．D 根據(jù)CCl4性質(zhì)可知SiCl4性質(zhì) 8．水的沸點是100℃，硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似，但它的沸點卻很低，是-60．7℃，引起這種差異的主要原因是 ( ) A.分子間作用力 B.共價鍵 C.氫鍵 D.相對分子質(zhì)量 答案：8．C 考慮H2O可形成氫鍵 9．下列含有非極性鍵的離子晶體是 ( ) ①醋酸鈉 ②氫氧化鉀 ③過氧化鈉 ④金剛石 ⑤乙醇 ⑥氯化鈣 A．①②③⑥ B.①③ C.①③④⑤ D.①②⑥ 答案： 9．BC H3COONa中C--C間為非極性鍵且是離子晶體，Na2O2中有非極性鍵 10．在石墨晶體里，每一層由無數(shù)個正六邊形構(gòu)成，同一層內(nèi)每個碳原子與相鄰的三個碳原子以C--C鍵結(jié)合，則石墨晶體中碳原子數(shù)與C--C鍵數(shù)之比為 ( ) A．1：1 B．2：l C．2：3 D．3：2 答案： 10．C 石墨晶體中，每個碳原子與3個碳原子形成C--C，而在每個鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，所以C原子個數(shù)與C--C鍵數(shù)之比為 11．有關(guān)晶體的下列說法中正確的是 ( ) A.晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定 B.原子晶體中共價鍵越強(qiáng)，熔點越高 C.冰熔化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂 D.氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞 答案： 11.B 12．在60g體中，含有Si--O鍵的物質(zhì)的量為 ( ) A．1 mol A．2 mol C．3 mol D．4 mol 答案： 12．D 60gSiO2為lmol，1 molSiO2含有4molSi--O鍵 13．下列純凈物所形成的晶體中，均為分子晶體的化合物是， ( ) 答案： 13．D 該題需要考慮一為分子晶體，二為化合物 14．下列敘述中正確的是 ( ) A.分子晶體中一定存在共價鍵 B.離子晶體中一定含金屬元素 C．原子晶體中一定不存在離子鍵 D.離子晶體中不可能存在共價鍵 答案： 14．C A選項分子晶體中不一定存在共價鍵，如稀有氣體形成的分子晶體；B選項離子晶體如NH4NO3不含金屬；D選項離子晶體中可以存在共價鍵如NaOH 15．下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是 ( ) A.光氣() B．六氟化硫 C.二氟化氙 D.三氟化硼 答案： 15．A A選項光氣電子式符合題意；BC項中SF6中S有6個共用電子對；XeF2有2個共用電子對，S與XeF2最外層均多于8個電子；D項中B最外層只有3個電子與3個F原子形成3個共價鍵，最外層只有6個電子 16．下面有關(guān)晶體的敘述中，不正確的是 ( ) A.金剛石空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小環(huán)上有6個碳原子 B.氯化鈉晶體中，每個周圍距離相等的共有6個 C.氯化銫晶體中，每個周圍緊鄰8個 D.干冰晶體中，每個分子周圍緊鄰10個分子 答案：16．D 干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距離最近的CO2 有12個 17．下列化學(xué)式既能表示物質(zhì)的組成，又能表示物質(zhì)分子式的是 ( ) 答案： 17．C NH4NO3SiO2的組成表示粒子間的個數(shù)比；C6H5NO2表示物質(zhì)的分子式 18．某烴有結(jié)構(gòu)簡式為CH3-CH=CH-C≡CH，分子中含有四面體結(jié)構(gòu)的碳原子(即飽和碳原子)數(shù)為a，在同一直線上的碳原子數(shù)最多為b， | CH2CH3 在同一平面內(nèi)的碳原子數(shù)最少為c，則a、b、c分別為 ( ) A．4、3、5 B．4、3、6 C．2、5、4 D．4、6、4 答案：18．B 因為結(jié)構(gòu)為直線形，CH2中4個氫原子、2個碳原子在同一平面，由此判斷即可 19．原子序數(shù)小于18的8種連號元素，它們的單質(zhì)熔點隨原子序數(shù)增大而變化的趨勢如右圖所示，右圖中X元素應(yīng)屆于 ( ) A.ⅢA族 B．ⅣA族 C．ⅤA族 D．ⅥA族 答案：19．B 因為C可形成原子晶體，且熔點比S還要強(qiáng) 20．下列敘述錯誤的是 ( ) A.含離子鍵的晶體一定是離子晶體 B.離子晶體一定不含共價鍵 C．晶體中都不存在單個小分子 D.冰醋酸晶體與冰熔化時需要克服的粒子間作用力類型相同 答案：20．B A選項含離子鍵的晶體一定是離子晶體；B選項離子晶體中可含共價鍵如NaOH；C選項Na2O和SiO2晶體中粒子間個數(shù)比分別為2：1和1：2；D選項冰醋酸晶體和冰熔化時克服的都是分子間作用力 二、填空題(30分) 21.(533)現(xiàn)有八種物質(zhì)：①干冰；②金剛石；③晶體硫；④晶體硅；⑤過氧化鈉；⑥二氧化硅晶體；⑦溴化 銨；⑧氖。請用編號填寫下列空白。 (1)通過非極性鍵形成的原子晶體是 。 (2)固態(tài)時屬于分子晶體的是 。 (3)屬于分子晶體，且分子為直 型的是 。 (4)由單原子分子構(gòu)成的分子晶體是 。 (5)含有非極性鍵的離子化合物是 。 答案：21．(1)②④ (2)①③⑧ (3)① (4)⑧ (5)⑤ 以上各晶體的結(jié)構(gòu)及類型，其中分子晶體有①③⑧，原子晶體有②④⑥，離子晶體有⑤⑦ 22．(5分)二氧化硅晶體中，每個硅原子周圍有 個氧原子，每個氧原子周圍有 個硅原子，硅氧原子個數(shù)比為 . 若去掉二氧化硅晶體中的氧原子，且把硅原子看成碳原子，則所得空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與金剛石空間網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)相同，試推測每個硅原子與它周圍的4個氧原子所形成的空間結(jié)構(gòu)為 型，并推算二氧化硅晶體中最小的硅氧原子環(huán)上共有 個原子。 答案：22．4；2；1：2；iE四面體；12個 23．(12分)有A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的核電荷數(shù)按C、A、B、D、E的順序增大。C、D都能分別與A按原子個數(shù)比為1：1或2：1形成化合物；C、B可與EA2反應(yīng)生成C2 A 和氣態(tài)物質(zhì)EB4 ；E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍。 (1)寫出這五種元素的名稱：A ，B ，C ，D ,E 。 (2)畫出E的原子結(jié)構(gòu)示意圖 。寫出電子式 。 (3)比較EA2 與EB4 的熔點高低(填化學(xué)式) > 。(2分) (4)寫出D單質(zhì)與Cu804溶液反應(yīng)的離子方程式 。(2分) 答案：23．(1)A氧 B氟 C氫 D鈉 E硅 (3) 本題突破點為E，M層電子數(shù)是K層電子數(shù)2倍，故E應(yīng)為Si，且可知EA2為SiO2，氣態(tài)EB2為SiF4，則有 ，則C為H，A為O，C、D分別與A形成原子個數(shù)比1：1或2：1化合物，可判為H2O2、Na2O 24．(8分)已知有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 熔點/ 2852 2072 714 沸點 3600 2980 1420 182.7 請參考上述數(shù)據(jù)，填空和回答下列問題。 (1)22業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解A1203與冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。 為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂，也不用電解A1C13的方法生產(chǎn)鋁? (2)設(shè)計可靠的實驗，證明MgCl2、AlCl3所屬的晶體類型，其實驗方法是 . 答案：24．(1)MgO的熔點很高，熔化需消耗大量能量，故不用電解MgO的方法制Mg.AlCl3屬于共價化合物，形成分子晶體，在熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電 (2)先使MgCl2、AlCl3熔化成熔融狀態(tài)，然后再根據(jù)其導(dǎo)電性，能夠?qū)щ姷臑镸gCl2，屬離子晶體，不能導(dǎo)電的為AlCl3，為分子晶體 潛能測試 三、計算題(10分) 25．(1)中學(xué)教材上圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Na+ 與最鄰近的O2-的核間距離為cm，計算NiO晶體的密度。(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74．7g／mol) (2)天然的和大部分人工晶體都存在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在如下圖所示的缺陷：一個Ni2+空缺，另有兩個Ni2+被兩個 所代替，其結(jié)果晶體仍呈電中性。但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O，試計算該晶體中 Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。 答案：25.