1.下列金属晶体中,自由电子与金属阳离子间作用最弱的是( )
A.K B.Na
C.MgD.Al
解析:
选A 四种金属中钾的原子半径最大,相同体积内自由电子数较少,所以金属键最弱,即金属阳离子和自由电子间的作用最弱。
2.下列物质的晶格能最大的是( )
A.MgOB.CaCl2
C.KClD.Na2O
解析:
选A 构成离子晶体的阴、阳离子的半径越小,所带电荷数越多,则晶格能越大。
3.金属能导电的原因是( )
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用较弱
B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子
解析:
选B 在金属晶体中存在金属阳离子和自由电子,在外加电场作用下,自由电子会发生定向移动形成电流,从而使金属能够导电。
4.试根据学过的知识,判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是( )
A.KCl>NaCl>BaO>CaO
B.NaCl>KCl>CaO>BaO
C.CaO>BaO>NaCl>KCl
D.CaO>BaO>KCl>NaCl
解析:
选C 离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多,离子半径越小,晶格能越大,晶体的熔点越高。
5.要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。
金属晶体熔点高低和硬度大小一般取决于金属键强弱,而金属键强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。
由此判断下列说法正确的是( )
A.金属镁的熔点高于金属铝
B.碱金属单质的熔点从Li到Cs是逐渐升高的
C.金属铝的硬度大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
解析:
选C 镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少,所以金属镁比金属铝的金属键弱,熔点低、硬度小;从Li到Cs,离子的半径是逐渐增大的,所带电荷相同,金属键逐渐减弱,熔点逐渐降低,硬度逐渐减小;因离子的半径小而所带电荷多,使金属铝比金属钠的金属键强,金属铝比金属钠的熔点高、硬度大;因离子的半径小而所带电荷相同,使金属镁比金属钙的金属键强,金属镁比金属钙的熔点高、硬度大。
6.下列大小关系正确的是( )
A.晶格能:
NaCl<NaBrB.硬度:
MgO>CaO
C.熔点:
NaI>NaBrD.熔、沸点:
CO2>NaCl
解析:
选B 对于电荷数相同的离子,半径越小,离子键越强,晶格能越大,硬度越大,熔、沸点越高。
半径:
Cl-<Br-<I-,Mg2+<Ca2+,故A、C错误,B正确;NaCl在常温下是固体,CO2在常温下是气体,则熔、沸点:
NaCl>CO2,故D错误。
7.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
下列判断正确的是( )
A.该晶体属于分子晶体
B.该晶胞中Zn2+和S2-数目不相等
C.阳离子的配位数为6
D.氧化锌的晶格能大于硫化锌
解析:
选D A项,该晶体属于离子晶体;B项,从晶胞图分析,属于该晶胞的Zn2+数目为8×
+6×
=4,S2-数目也为4,所以化合物中Zn2+与S2-离子个数之比为1∶1,Zn2+与S2-的数目相等;C项,在ZnS晶胞中,Zn2+的配位数为4;D项,ZnO和ZnS中,O2-半径小于S2-,所带的电荷数又相等,所以ZnO的晶格能大于ZnS。
8.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( )
化合物
AB
CD
EF
离子电荷数
1
1
2
键长(10-10m)
2.31
3.18
2.10
A.CD>AB>EFB.AB>EF>CD
C.AB>CD>EFD.EF>AB>CD
解析:
选D 离子所带电荷数越多,键长越短,则离子键越强,晶体的熔点越高,EF化合物的键长短,电荷多,则熔点最高。
9.
(1)如图,直线交点处的圆圈为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Cl-的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。
②晶体中,在每个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角上、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)。
(2)通过观察CsCl的晶体结构示意图回答下列问题:
①每个Cs+同时吸引着________个Cl-,每个Cl-同时吸引着________个Cs+。
②在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它等距离且最近的Cs+有________个。
每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有________个。
解析:
(1)①如答案图所示。
②从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。
③在NaCl晶胞中,含Cl-:
8×
+6×
=4个,含Na+:
12×
+1=4个。
(2)①由图可以看出,CsCl中Cl-与Cs+的位置等同,Cs+位于Cl-所形成的正方体的中心,每个Cs+吸引8个Cl-,每个Cl-吸引8个Cs+。
②取体心上的Cl-,看与Cl-距离最近的Cl-,位于六个面的面心,为6个;同样与Cs+最近的Cs+,应位于与此立方体共面的六个小立方体体心,共为6个。
答案:
(1)①如图所示(答案不唯一,合理即可):
②12 ③4 8×
+6×
=4 4 12×
+1=4[答案不唯一,只要与第①问对应即可]
(2)①8 8 ②6 6
10.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
请回答下列问题:
(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”);
(2)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______、______;
(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下图所示。
该合金的化学式为________________。
解析:
(1)NiO、FeO都属于离子晶体,熔点高低受离子键强弱影响,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。
(2)因为NiO晶体结构与NaCl相同,而NaCl晶体中Na+、Cl-的配位数都是6,所以,NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数也是6。
(3)根据晶胞结构可计算,一个合金晶胞中,La:
8×
=1,Ni:
1+8×
=5,所以该合金的化学式为LaNi5。
答案:
(1)>
(2)6 6 (3)LaNi5
1.对于A1型密堆积的描述错误的是( )
A.A1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞
B.面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个金属原子
C.平均每个面心立方晶胞中有14个金属原子
D.平均每个面心立方晶胞中有4个金属原子
解析:
选C 应用分割法计算,平均每个晶胞含有金属原子:
8×
+6×
=4。
2.关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中,正确的是( )
A.晶胞是六棱柱B.属于A2型密堆积
C.每个晶胞中含4个原子D.每个晶胞中含5个原子
解析:
选B 体心立方的堆积方式为立方体的顶点和体心均有一个原子,属于A2型密堆积,每个晶胞中含有8×
+1=2个原子。
3.下列金属的密堆积方式对应晶胞都正确的是( )
A.Na、A1型、体心立方B.Mg、A3型、六方
C.Ca、A3型、面心立方D.Au、A1型、体心立方
解析:
选B Na是A2型体心立方密堆积,Ca、Au属于面心立方最密堆积(A1型)。
4.下列图像是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于NaCl晶体结构的图像是( )
A.图
(1)和图(3) B.图
(2)和图(3)
C.只有图
(1)D.图
(1)和图(4)
解析:
选D NaCl晶体中,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;与每个Na+等距离的Cl-有6个,且构成正八面体,同理,与每个Cl-等距离的Na+也有6个,也构成正八面体,故可知图
(1)和图(4)属于NaCl晶体结构。
5.如图是NaCl晶体的一个晶胞结构模型。
KO2的晶体结构与NaCl相似,可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-位置用O
代替,则关于KO2晶体结构的描述不正确的是( )
A.与K+距离相等且最近的O
共有6个
B.与K+距离相等且最近的O
构成的多面体是正八面体
C.与K+距离相等且最近的K+有8个
D.一个KO2晶胞中摊得的K+和O
微粒数均为4个
解析:
选C 分析NaCl晶胞结构,并将Na+用K+代替,Cl-用O
代替,可知A、B、D正确;与K+距离相等且最近的K+有12个。
6.碱金属卤化物是典型的离子晶体,它们的晶格能与
成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。
下面说法错误的是( )
晶格能/kJ·mol-1
离子半径/pm
①
LiF LiCl LiBr LiI
1031845 807 752
Li+ Na+ K+
60 95 133
②
NaF NaCl NaBr NaI
915 777 740 693
F- Cl- Br- I-
136 181 195 216
③
KF KCl KBr KI
812 708 676 641
A.晶格能的大小与离子半径成反比
B.阳离子相同阴离子不同的离子晶体,阴离子半径越大,晶格能越小
C.阳离子不同阴离子相同的离子晶体,阳离子半径越小,晶格能越大
D.金属卤化物晶体中,晶格能越小,氧化性越强
解析:
选D 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比,A项正确;由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B项说法正确;由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C项说法正确;表中晶格能最小的为碘化物,因还原性F-<Cl-<Br-<I-,可知D项错误。
7.已知CsCl晶体的密度为ρg·cm-3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs+的核间距为acm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为( )
A.NA·a3·ρB.
C.
D.
解析:
选A 一个CsCl晶胞中含Cs+:
8×
=1个,含Cl-1个,m(晶胞)=
g,V=a3cm3;即ρ=
g·cm-3,故M=ρ·a3·NA。
8.金属钠晶体为体心立方晶胞(如图),实验测得钠的密度为ρ(g·cm-3)。
已知钠的相对原子质量为a,阿伏加德罗常数为NA(mol-1),假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。
则钠原子的半径
r(cm)为( )
A.
B.
·
C.
·
D.
·
解析:
选C 该晶胞中实际含钠原子两个,晶胞边长为
,则ρ=
,进一步化简后可得答案。
9.随着科学技术的发展,阿伏加德罗常数的测定手段越来越多,测定的精确度也越来越高。
现有一种简单可行的测定方法,具体步骤为:
①将NaCl固体颗粒干燥后,准确称取mgNaCl固体颗粒并转移到定容A仪器中;
②用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯到A仪器的刻度,计算出NaCl固体的体积为Vcm3。
(1)步骤①中A仪器最好使用________(填字母)。
A.量筒B.烧杯
C.容量瓶D.试管
(2)步骤②中是用酸式滴定管还是用碱式滴定管________________________。
(3)能否用水代替苯________。
(4)已知NaCl晶体中,相邻最近的Na+、Cl-间的距离为acm(如右图),则用上述方法测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为______________。
解析:
(1)测定液体体积的定容仪器,最好用容量瓶。
(2)滴加苯应用酸式滴定管,若用碱式滴定管,苯对橡胶管有腐蚀作用。
(3)因为NaCl易溶于水中,故不能用水代替苯。
(4)NaCl晶胞中含Na+:
12×
+1=4(个),含Cl-:
8×
+6×
=4(个),故每个晶胞中含4个“NaCl微粒”。
则ρ(NaCl)=
=
=
,故NA=
。
答案:
(1)C
(2)酸式滴定管 (3)不能 (4)
10.(2016·全国卷Ⅰ节选)晶胞有两个基本要素:
(1)原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。
下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为
;C为
。
则D原子的坐标参数为________。
(2)晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为________g·cm-3(列出计算式即可)。
解析:
(1)根据题给图示可知,D原子的坐标参数为
。
(2)每个晶胞中含有锗原子8×1/8+6×1/2+4=8(个),每个晶胞的质量为
,晶胞的体积为(565.76×10-10cm)3,所以晶胞的密度为
。
答案:
(1)
(2)
×107
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