高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质第三节金属晶体 微课

（人教版选修3）第三章第三节《金属晶体》过关训练试题（考试时间：40分钟满分：100分）一、单项选择题（每小题4分，共48分）1.下列叙述正确的是(D)A.金属受外力作用时常常发生变形而不易折断,这是由于金属原子之间有较强的作用B.通常情况下,金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流C.金属是借助自由电子的运动,把能量从温度高的部分传到温度低的部分D.金属的导电性随温度的升高而减弱【解析】:金属受外力作用时常常发生变形而不易折断,这是因为金属晶体中各层会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,故A项不正确;金属里的自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动产生电流,故B项不正确;金属的导热性是由于自由电子碰撞金属原子将能量进行传递,故C项不正确。2.下列关于金属晶体的叙述正确的是(B)A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释B.固态和熔融时易导电,熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体C.Al、Na、Mg的熔点逐渐升高D.温度越高,金属的导电性越好【解析】:A项,用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性,能用金属键理论解释。B项,金属晶体在固态和熔融时能导电,其熔点差异很大,故题设条件下的晶体可能是金属晶体。C项,一般来说,金属中单位体积内自由电子的数目越多,金属元素的原子半径越小,金属键越强,故金属键的强弱顺序为Al>Mg>Na,其熔点的高低顺序为Al>Mg>Na。D项,金属的导电性随温度的升高而降低,温度越高,其导电性越差。3．下列关于晶体的说法，一定正确的是(B)A．分子晶体中都存在共价键B．如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高【解析】稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中，Ti4＋位于晶胞的顶角，O2－位于晶胞的面心，故Ti4＋的O2－配位数为12。SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相连。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。4.金属键的强弱与金属价电子数多少有关,价电子数越多金属键越强,与金属阳离子的半径大小也有关,半径越大,金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是(B)A.LiNaK B.NaMgAlC.LiBeMg D.LiNaMg【解析】:金属熔点的高低与金属阳离子半径大小及金属价电子数有关。价电子数越多,阳离子半径越小,金属键越强。B项中三种金属在同一周期,价电子数分别为1、2、3,且半径由大到小,故熔点由高到低的顺序是Al>Mg>Na。5．下列关于金属键的叙述中，不正确的是(B)A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【解析】：从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。故选B。6.物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔点越高。且研究表明,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,由此判断下列说法错误的是(A)A.硬度:Mg>Al B.熔点:Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔点:Ca>K【解析】:根据金属的物理性质与金属键的强弱进行分析。根据题目所给信息,镁和铝原子的电子层数相同,价电子数:Al>Mg,离子半径:Al3+<Mg2+,金属键:Mg<Al,铝的硬度大于镁,所以A项错误。镁、钙原子价电子数相同,但离子半径:Ca2+>Mg2+,金属键:Mg>Ca,镁的熔点高于钙,所以B项正确。用以上比较方法推出,价电子数:Mg>K,离子半径:Mg2+<Na+<K+,所以金属键:Mg>K,镁的硬度大于钾,所以C项正确。钙和钾元素位于同一周期,价电子数:Ca>K,离子半径:K+>Ca2+,金属键:Ca>K,钙的熔点高于钾,所以D项正确。7．下面的排序不正确的是(C)A．晶体熔点的高低：>B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C．熔点由高到低：Na>Mg>AlD．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI【解析】A项形成分子间氢键的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；B项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短共价键越牢固，硬度越大，键长有：C—C<C—Si<Si—Si，故硬度相反，正确；C项均为金属晶体，熔点大小取决于原子半径大小以及阳离子所带电荷数，其规律是离子半径越小，所带电荷数越多，熔点越高，则熔点Al>Mg>Na，C不正确；晶格能越大，则离子键越强，离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，D项正确。8.关于下列四种金属堆积模型的说法正确的是(D)A.图1和图4为非密置层堆积,图2和图3为密置层堆积B.图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积、体心立方堆积C.图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4D.图1~图4堆积方式的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%【解析】:图1、图2为非密置层堆积,图3、图4为密置层堆积,A项错误;图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积,B项错误;图1~图4每个晶胞所含有的原子数(利用均摊法计算)分别为1、2、4、2,C项错误;D项正确。9.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0g·cm-3,用X-射线研究该固体的结构时得知:在边长1×10-7cm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下列数据中的(C)A.32 B.120 C.150 D.180【解析】:M=Vm·ρ=×6.02×1023mol-1×5.0g·cm-3≈150g·mol-1,故Mr=150。10．现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属MN型的是(B)11．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶胞体的熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及离子半径的大小有关。由此判断下列说法正确的是(C)A．金属镁的熔点大于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大C．金属铝的硬度大于金属钠的硬度D．金属镁的硬度小于金属钙的硬度【解析】：镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少，故金属镁比金属铝的金属键弱，所以金属镁比金属铝的熔、沸点和硬度都小；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、沸点和硬度都逐渐减小；因铝离子的半径比钠离子小且所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁离子的半径小且所带电荷与钙离子相同，金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。故选C。12．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为(A)A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9二、填空题（共52分）13．（10分）Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，请回答：(1)晶胞中Al原子的配位数为________，一个晶胞中Al原子的数目为________。(2)该晶体的密度为________(用字母表示)。【答案】：(1)124（各3分）(2)eq\f(M,4\r(2)d3NA)（4分）【解析】：(1)Al属于ABCABC……方式堆积的面心立方最密堆积，配位数为12，一个晶胞中Al原子的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)把数据代入公式ρV＝eq\f(N,NA)M得ρ×(2eq\r(2)d)3＝eq\f(4,NA)M，解得ρ＝eq\f(M,4\r(2)d3NA)。利用公式求金属晶体的密度，关键是找出晶胞正方体的边长。本题中面对角线的长度为4d，然后根据边长的eq\r(2)倍等于面对角线的长度可求得晶胞正方体的边长。14.（12分）金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体,如图所示,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。金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数的值,M表示金的摩尔质量。（1）金晶体的每个晶胞中含有个金原子。

（2）欲计算一个金晶胞的体积,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。

（4）金晶体的密度是。

（5）用晶体的X­射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如右图)，已知该晶体的密度为9.00g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为________；Cu的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。【答案】:(1)4(2)每个面心的原子和四个顶点的原子相互接触(3)2d3(4)（5）12eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))≈1.27×10－8【解析】:(1)由题中对金晶体晶胞的叙述,可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数,即8×+6×=4。(2)金原子的排列是紧密堆积形式的,每个面心的原子和四个顶点的原子要相互接触。(3)右图是金晶体中原子之间相互位置关系的平面图,AC为金原子直径的2倍,AB为立方体的边长,由图可得,立方体的边长为d,所以一个晶胞的体积为(d)3=2d3。(4)一个晶胞的质量等于4个金原子的质量,所以ρ=。（5）设晶胞的边长为acm，则a3·ρ·NA＝4×64a＝eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))面对角线为eq\r(2)a，面对角线的eq\f(1,4)为Cu原子半径r＝eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))≈1.27×10－8cm。15.（14分）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:(1)铜原子基态电子排布式为;

(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3,则铜晶胞的体积是cm3、晶胞的质量是g,阿伏加德罗常数为[列式计算,已知Ar(Cu)=63.6];

(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;

(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是,反应的化学方程式为。

【答案】:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)4.70×10-234.23×10-22NA==6.01×1023mol-1(3)sp3K2CuCl3(4)过氧化氢为氧化剂,氨与Cu形成配离子,两者相互促进使反应进行Cu+H2O2+4NH3Cu(NH3+2OH-16．（16分）已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E＜F。其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B2E为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的；F原子最外层电子数与B的相同，其余各层均充满电子。请根据以上信息，回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示)：(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填“高”或“低”)，理由是____________________。(3)A的氢化物分子中的中心原子采取________杂化，E的低价氧化物分子的空间构型是________。(4)F的核外电子排布式是________，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为____________。(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示(其中A显－3价)，则其化学式为________(每个球均表示1个原子)。(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，则其化学式为________，其晶体中所含的化学键类型为________。【答案】(1)Na＜Al＜Si＜N(2)高NaCl为