《金属晶体》试题库

《金属晶体》试题库总分：14分考试时间：分钟学校__________班别__________姓名__________分数__________题号一总分得分一、简答类（共0分）1.金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。 (1)该金属化合物的化学式________________。 (2)已知Au的相对原子质量为197，Cu的相对原子质量为64,阿伏加德罗常数为NAmol-1，若该化合物的密度为dg·cm-3，试计算两个最近金原子的核间距。2.纯铁是银白色、有金属光泽的晶体，熔点为1535℃。纯铁在室温下是体心立方结构，称为α−Fe。将纯铁加热，当温度达到910℃时，由α−Fe转变为γ−Fe，γ−Fe是面心立方结构。继续升温至1390℃时，γ−Fe转变为σ−Fe，它的结构与α−Fe一样，是体心立方结构。请思考并完成下列问题： （1）γ−Fe的晶体结构是下图中的“a”还是“b”？__________ （2）α−Fe或σ−Fe的空间利用率是多少？__________ （3）从晶体结构的空间利用率分析，在给纯铁加热的过程中，在910℃和1390℃时固体的体积会发生怎样的变化?但实际上铁在加热过程中体积始终保持增大的趋势，其原因是什么？__________ （4）在纯铁中掺入半径较小的非金属原子，如硼、碳、氮、氢等可形成特殊结构。具有这种结构的物质同时存在金属键和共价键，原子间结合得特别牢固，请推测它们具有的优异性能。__________ 3.下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为g·cm-3，钨的相对原子质量是。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题： （1）每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。 （2）计算晶胞的边长a。 （3）计算钨的原子半径r（提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。 4.已知金为面心立方晶体，其结构特征如图所示。金的原子半径为144pm，试求金的密度。（1pm=1010m） 5.金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，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（如下图）。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)一个晶胞的体积是多少? (4)金晶体的密度是多少?6.晶胞即晶体中最小的重复单元。已知铁为面心立方晶体，其结构如下图（Ⅰ）所示，面心立方的结构特征如下图（Ⅱ）所示。若铁原子的半径为×1010m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图（Ⅲ）中AB的长度。 7.共价化合物的稳定性的影响因素有哪些？比较其稳定性的依据是什么？____________________________________________。题号一总分得分二、单选类（共0分）1.金属原子在二维空间里的放置有图所示的两种方式，下列说法中正确的是（） A.图（a）为非密置层，配位数为6B.图（b）为密置层，配位数为4C.图（a）在三维空间里堆积可得镁型和铜型D.图（b）在三维空间里堆积仅得简单立方2.某固体仅由一种元素组成，其密度为·cm3。用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为107cm的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的()A.32B.120C.150D.1803.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。 四种方法在工业上都有应用。 古代有Ⅰ火烧孔雀石炼铜，Ⅱ湿法炼铜。 现代有Ⅲ铝热法炼铬，Ⅳ从光卤石中炼镁。 对它们的冶炼方法的分析，不正确的是()A.Ⅰ①B.Ⅱ②C.Ⅲ③D.Ⅳ④4.2001年，日本科学家发现了便于应用、可把阻抗降为零的由硼和镁两种元素组成的超导材料。这是27年来首次更新了金属超导体的记录，是目前金属化合物超导体的最高温度。该化合物也因此被美国《科学》杂志评为2001年十大科技突破之一。下图是该化合物的晶体结构单元，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为() A.MgBB.MgB2C.Mg2BD.Mg3B25.下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A.金属晶体是一种“巨分子”B.“电子气”为所有原子所共有C.简单立方堆积的空间利用率最低D.钾型堆积的空间利用率最高6.下列叙述，不正确的是()A.干冰、氯化钠的晶体结构均为非等径球密堆积B.晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C.因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理D.金属铜和镁均以ABAB方式堆积7.某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中水溶液也可导电，则可推测该物质可能是()A.金属B.非金属C.可溶性碱D.可溶性盐8.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相互作用较弱B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动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9.在单质的晶体中一定不存在的粒子是()A.原子B.分子C.阴离子D.阳离子10.铝硅合金(含硅%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合于铸造。现有下列三种晶体：①铝②硅③铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是()A.①②③B.②①③C.③②①D.③①②11.金属的下列性质中，与自由电子无关的是()A.密度大小B.容易导电C.延展性好D.易导热12.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.金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失C.钙的熔沸点低于钾D.温度越高，金属的导电性越好13.在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是()A.Mg＞Al＞CaB.Al＞Na＞LiC.Al＞Mg＞CaD.Mg＞Ba＞Al14.金属具有延展性的原因是()A.金属原子半径都较大，价电子较少B.金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C.金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量15.按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成，熔点很低B.固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右C.由共价键结合成网状晶体，熔点很高D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电16.金属的下列性质中，能用金属晶体结构加以解释的是()①容易导电②容易导热③有延展性④易锈蚀A.②④B.①②④C.①②③④D.①②③17.关于金属元素的特征，下列叙述正确的是（） ①金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 ②金属元素在化合物中一般显正价 ③金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱 ④金属元素只有金属性，没有非金属性 ⑤价电子数越多的金属原子的金属性越强A.①②③B.②③C.①⑤D.①②③④⑤18.关于晶体的下列说法中正确的是（）A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低19.下列对各组物质性质的比较中，正确的是（）A.熔点：Li＜Na＜KB.导电性：Ag＞Cu＞Al＞FeC.密度：Na＞Mg＞AlD.空间利用率：钾型＜镁型＜铜型20.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是（）A.金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性C.范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大D.氢键不是化学键而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间21.石墨晶体中不存在的化学作用力是（）A.共价键B.氢键C.金属键D.范德华力22.金属的下列性质中，与电子气无关的是（）A.密度大小B.容易导电C.延展性好D.容易导热23.只有阳离子而没有阴离子的晶体是（）A.金属晶体B.原子晶体C.离子晶体D.分子晶体24.下列有关金属晶体的说法中正确的是（）A.常温下都是晶体B.最外层电子数少于3个的都是金属C.任何状态下都有延展性D.都能导电、传热25.下列说法错误的是()A.原子晶体只存在非极性共价键B.分子晶体的状态变化，只需克服分子间作用力C.金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性D.离子晶体在熔化状态下能导电26.下列有关金属元素的特性的叙述，正确的是()A.金属元素原子只有还原性，离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正化合价C.金属元素在不同的化合物中一定显不同的化合价D.金属元素的单质在常温下均为金属晶体27.金属具有延展性的主要原因是()A.金属原子半径都较大，价电子较少B.金属受外力作用后，金属离子与自由电子仍保持其较强的作用C.金属中的大量自由电子，受外力作用后，运动速度加快D.自由电子能迅速传递能量28.下列各组金属沸点高低顺序正确的是()A.Mg＞Al＞CaB.Al＞Na＞LiC.Al＞Mg＞CaD.Mg＞Ba＞Al29.下列各组物质中，属于同一类晶体的是()A.HCl和KClB.冰和干冰C.Na和Na2OD.CO2和SiO230.金属的下列性质中，不能用电子气理论加以解释的是()A.易导电B.易导热C.有延展性D.易锈蚀31.石墨晶体中，层与层之间的结合力是()A.金属键B.共价键C.分子间作用力D.离子键32.下列特性适合金属晶体的是()A.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B.熔点1031℃，液态不导电，水溶液能导电C.能溶于CS2，熔点℃，沸点℃D.熔点℃，质软，导电，密度·33.关于晶体的下列说法正确的是()A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低34.下列不属于金属晶体共性的是()A.易导电B.易导热C.有延展性D.高熔点35.X、Y两种元素的原子，当它们分别获得两个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W两种元素的原子，当它们分别失去一个电子也形成稀有气体元素原子的电子层结构时，W吸收的能量大于Z吸收的能量，由X、Y和Z、W分别形成的化合物中，是离子化合物的可能性最大的是()A.Z2XB.Z2YC.W2XD.W2Y36.在单质的晶体中一定不存在的微粒是()A.原子B.分子C.阴离子D.阳离子37.金属晶体的形成是因为晶体中存在()①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子A.只有①B.只有③C.②③D.②④题号一总分得分三、填空类（共14分）1.晶胞即晶体的最小重复单元。已知铁为面心立方晶体，其结构如图Ⅰ所示，面心立方的结构特征如图Ⅱ所示。若铁原子的半径为×10-10m，试求铁的晶胞边长，即图Ⅲ中AB的长度为_________m。 2.在冶金工业上，常把铁、铬、锰称为_________金属；把铁、铬、锰以外的金属元素称为_________金属。K、Ca、Na、Mg、Al等金属的密度_________·，所以叫_________金属；Cu、Ni、Sn、Pb等金属的密度_________·，所以叫_________金属。人们还把Fe、Al、Cu、Zn等金属称为_________金属；Zr、Hf、Nb、Mo等金属称为_________金属。3.最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料完成下列问题： (1)铷Rb37位于周期表的第_________周期、第_________族。 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是(_________) ①与水反应比钠强烈②它的原子半径比钠小③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁相同⑤它是还原剂 A.①③④B.②③⑤C.②④D.①③⑤ (3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是(_________) A.氢化铷溶于水显酸性 B.氢化铷中氢离子被还原为氢气 C.氢化铷与水反应时，水是还原剂 D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子 (4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气，这种碱金属可能是(_________) 4.在核电荷数为1～18的元素中，其单质属于金属晶体的有_________，金属中，密度最小的是_________，地壳中含量最多的金属元素是_________，熔点最低的是_________，既能与酸反应又能与碱反应的是_________，单质的还原性最强的是_________。题号一总分得分四、多选类（共0分）1.下列叙述正确的是()A.同周期金属的原子半径越大熔点越高B.同周期金属的原子半径越小熔点越高C.同主族金属的原子半径越大熔点越高D.同主族金属的原子半径越小熔点越高2.物质结构理论推理：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，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是()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.钙的熔沸点高于钾参考答案:一、简答类（共0分）1.(1)AuCu3 (2)两个最近金原子的核间距即该晶胞的棱长为:cm。 2.略 3.（1）2 （2）×10-8cm （3）×10-8cm 4.·cm3 5.(1)4 (2)在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切（紧密排列） (3) (4） 6.×1010m。 7.共价化合物的稳定性与键能、键长有关，比较其稳定性的依据中学阶段仍主要是原子半径（原子间的键长）。 二、单选类（共0分）1.C2.C3.B4.B5.D6.D7.A8.B9.C10.D11.A12.B13.C14.B15.B16.D17.B18.A19.B20.D21.B22.A23.A24.D25.A26.B27.B28.C29.B30.D31.C32.D33.A34.D35.A36.C37.C三、填空类（共14分）1.× 2.(1)黑色 (2)有色 (3)小于 (4)轻 (5)大于 (6)重 (7)常见 (8)稀有 3.(1)五 (2)ⅠA (3)D (4)D (5)AB 4.(1)Li、Be、Na、Mg、Al (2)Li (3)Al (4)Na (5)Be、Al (6)Na 四、多选类（共0分）1.B,D2.A,B解析:一、简答类（共0分）1.(1)处于顶点的离子为8个晶胞共有，每个原子有属于该晶胞，则Au原子数=8×=1；处于面上的离子，同时为两个晶胞共有，每个原子有属于该晶胞，则Cu原子数=6×=3,原子数比Cu∶Au=3∶1,则化学式为AuCu3。 (2)1个晶胞占有的体积==a3(设a为棱长)，则a=。2.无解析3.（1）正确应用分摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。 （2）应用基本关系式:，先求出晶胞的体积，然后根据V=a3计算晶胞边长。4.无解析5.(1)由分摊法，在每个面心立方体中，每个角上的金属原子属8个晶胞所共有，因此每个原子有1/8属于晶胞；根据类似的道理，每个面的中心的金原子，每个原子有1/2属于晶胞。所以每个晶胞中的金原子数＝8×1/8+6×1/2＝4。 (2)应假定:在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切（紧密排列）。 (3)每个晶胞的体积为(d×2×)3=22d3 (4)每个晶胞的质量为，故金的密度为:。6.AC之间的距离相当于4倍的Fe原子半径:AC=4××1010m。AB==×1010m。7.无解析二、单选类（共0分）1.金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层的配位数较密置层小，为4。由此可知，上图中a为密置层，b为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到镁型和铜型两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和钾型两种堆积模型。所以，只有C选项正确。2.一个正方体的体积为（107）3=1021cm3,质量为5×1021g,则1mol该元素原子的质量为（5×1021/20）××1023=，其数值与该元素的相对原子质量相等，所以选C。3.湿法炼铜反应为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+，利用③活泼金属置换法。4.这个结构单元顶点上的每个镁原子占有的份额为1/6，面心上的每个镁原子占有的份额为1/2，所以它单独占有的镁原子个数为12×1/6+2×1/2=3个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个；6个硼原子位于棱柱内，所以它拥有6个硼原子。该化合物的化学式为MgB2。5.根据金属晶体的电子气理论，A、B选项都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是:简单立方52%，钾型68%，镁型和铜型均为74%。因此简单立方的空间利用率最低，镁型和铜型的空间利用率最高，因此应选择D项。6.镁为ABAB方式堆积，铜为ABCABC方式堆积，所以D错误。7.非金属在熔融状态不导电，所以B错误；可溶性碱、可熔性盐属于离子化合物，在固态时不导电，所以C、D也错误。符合条件的只有A，如钠、钾等。8.金属原子失去电子后变为金属离子，失去的电子称为自由电子，自由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。9.单质晶体可能有:硅、金刚石——原子晶体，P、S、Cl2——分子晶体，Na、Mg——金属晶体，在这些晶体中，构成晶体的粒子分别是原子、分子、金属离子和自由电子。C中阴离子只有存在于离子晶体中，构成离子晶体的粒子是阴、阳离子，所以阴离子不可能形成单质晶体。10.三种晶体中，一般合金的熔点低于组成的金属单质熔点，而铝与硅比较，硅属于原子晶体，具有较高的熔点，故答案为D。11.对于金属，其导电性、导热性及延展性均与自由电子有关。12.常温下，Hg为液态，不属于晶体形式，故A不正确；因为金属键没有方向性，因此金属键在一定范围内不因形变而消失，这实际上是金属有延展性的原因，B正确；钙的金属键应强于K，故熔沸点应高于K，C不正确；温度高，金属离子的热运动加强，对自由电子的移动造成阻碍，导电性减弱，故D不正确。13.电荷数:Al3+＞Mg2+=Ca2+=Ba2+＞Li+=Na+，金属阳离子半径:r(Ba2+)＞r(Ca2+)＞r(Na+)＞r(Mg2+)＞r(Al3+)＞r(Li+)，则A和C中，C正确。B中Li＞Na，D中Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。14.当金属变形时，金属阳离子与自由电子间仍有较强作用力，使金属宏观上能延展开而不至于断裂。15.A为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1000℃左右，不是很高，排除石墨等固体，应为金属晶体；C为原子晶体；D为离子晶体。16.金属容易导电是因为晶体中存在许多自由电子，这些自由电子的运动是没有方向性的，但在外加电场作用下，自由电子就会发生定向移动形成电流；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，从而能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度；有延展性是因为金属离子和自由电子之间的较强作用，当金属受到外力时，晶体中的各离子层就会发生相对滑动，但由于金属离子和自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，故虽发生形变，但不会导致断裂；易锈蚀是因为金属易被氧化变为金属阳离子，与金属晶体结构无关。所以答案为D。17.①中的金属若为变价元素，则可能有氧化性又有还原性，如Fe2+。⑤中的价电子数与金属性无关。综合考虑，只能选择B。18.在金属晶体中，构成粒子是金属阳离子和自由电子，不存在阴离子；而离子晶体是由阴离子和阳离子构成的。因此，晶体中有阳离子未必同时有阴离子，但是有阴离子一定是离子晶体，同时还会有阳离子。故A项正确，B项错误。金属晶体的熔点差别很大，如汞在常温下为液态，钨的熔点高达三千摄氏度以上，比原子晶体中的晶体硅、石英等的熔点还要高，所以C项错。碘单质常温下是紫黑色固体，比汞的熔点高，因此D项也是错误的。19.同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电子数相同，随着原子半径的增大金属键逐渐减弱，所以A选项不对。Na、Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故C项错误。不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是:简单立方52%，钾型68%，镁型和铜型均为74%，因此D项错误。常见的金属导体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，所以B选项正确。20.氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间（如水、乙醇、甲醇、液氨等），又可以存在于分子内（如），所以应选择D选项。21.石墨是一种混合型晶体。石墨晶体中，同一层里面的碳原子之间以共价键相互结合，层与层之间是范德华力，石墨中的碳原子采取的是sp2杂化，每一个碳原上都有一个2p轨道与平面垂直，p电子可以在同一层中自由移动。只有氢键不存在，所以应该选择B项。22.金属的导电性、导热性和延展性都可以用电子气理论来解释，而金属的密度与此无关。23.分子晶体和原子晶体中不存在离子，所以不能选择B、D两项。离子晶体的构成粒子是阴离子和阳离子，C项也不符合题意。金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，没有阴离子，因此应该选择A项。24.Hg常温下是液态，不是晶体，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、轧成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以C项也是错误的。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此D项是正确的。25.原子晶体是原子间以共用电子对所形成的空间网状结构，原子间的共价键可以是同种原子间的非极性键，如金刚石、晶体硅等；也可是不同原子间的极性键，如SiO2、SiC等，故A选项不正确。其他三项均正确。26.Fe2+能被HNO3氧化表现还原性，A错；金属元素无负化合价，B对；金属元素在不同的化合物中化合价不一定相同，也不一定不同，C错；Hg在常温下呈液态，不是晶体，D错。27.当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了变形，但不会导致断裂。28.金属原子的价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，金属键也就越强，晶体的熔、沸点就越高；反之，亦然。29.A中HCl是分子晶体，KCl是离子晶体；B中冰和干冰都是分子晶体；C中Na是金属晶体，Na2O是离子晶体；D中CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体。30.金属易锈蚀，是因为在反应中易失去最外层电子，具有较强的还原性。31.石墨是片层结构，层于层之间没有化学键，是范德华力。32.金属晶体在熔沸点及硬度上有很大的差异，有像铬硬度很大的，也有像碱金属硬度很小的，有