高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质单元测试【全国一等奖】

第三节金属晶体课时训练15金属晶体基础夯实一、金属键、金属晶体1.下列关于金属及金属键的说法中正确的是()A.金属键具有方向性与饱和性B.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光解析:金属键没有方向性和饱和性,A错;金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,B对;金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动,C错;金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光,D错。答案:B2.物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。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.硬度:Mg>Al B.熔点:Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔点:Ca>K解析:根据题目所给信息,镁、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,铝的硬度大于镁的,所以A项错误;镁、钙原子的价电子数相同,但离子半径:Ca2+>Mg2+,金属键:Mg>Ca,镁的熔、沸点高于钙的,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,镁的硬度大于钾的,所以C项正确;钙和钾元素位于同一周期,离子半径:K+>Ca2+,金属键:Ca>K,钙的熔点高于钾的,所以D项正确。答案:A3.下列四种有关性质的叙述,可能为金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成,熔点低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结构,熔点高D.组成晶体的微粒为原子解析:本题考查了晶体与结构的关系。A项为分子晶体的性质;B项,固体能导电,熔点在1000℃左右,应该为金属晶体的性质;C项应该为原子晶体的性质;D项可能为分子晶体,如Ar,也可能是原子晶体,如金刚石。答案:B4.下列晶体中,金属阳离子与自由电子间的作用最强的是() 解析:影响金属键强弱的主要因素有金属阳离子的半径、金属阳离子所带电荷数。一般而言,金属阳离子的半径小,金属阳离子所带电荷数多,金属键就强,金属阳离子与自由电子间的作用就强。Na、Mg、Al均位于第三周期,Na+、Mg2+、Al3+的半径逐渐减小,所带电荷数逐渐增多,所以金属键逐渐增强,其中铝的金属键最强,钠的金属键最弱,而K和Na位于同一主族,且K+的半径比Na+的大,钾的金属键比钠的弱。综上所述,Na、Mg、Al、K中金属键最强的是Al。答案:C5.在核电荷数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。

(导学号52700120)解析:金属元素在元素周期表中的位置,一般可根据周期、族和主族序数来推断。凡是周期序数(原子的电子层数)大于主族序数(原子的最外层电子数)的元素,均为金属元素;若两序数相等的元素一般为既能与酸反应又能与碱反应的金属元素(H例外),但其单质仍为金属晶体,如Be、Al;周期序数小于主族序数的元素一般为非金属元素。答案:Li、Be、Na、Mg、AlLiAlNaBe、AlNa二、金属晶体原子堆积模型6.金属晶体堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是()A.金属原子的价电子数少B.金属晶体中有自由电子C.金属原子半径大D.金属键没有饱和性和方向性解析:金属键没有方向性。在金属晶体的结构中,都趋向于使原子吸收尽可能多的原子分布于周围,并以密堆积的方式降低体系的能量,使金属晶体变得比较稳定。答案:D7.关于体心立方堆积晶体(如图)的结构的叙述中正确的是()A.是密置层的一种堆积方式B.晶胞是六棱柱C.每个晶胞内含2个原子D.每个晶胞内含6个原子解析:体心立方堆积是非密置层的一种堆积的方式,其中具有8个顶点和1个体心,晶胞内含有的原子个数为8×+1=2。答案:C8.已知某金属晶体中(如碱金属)原子堆积方式如下图所示,则该堆积方式是()A.简单立方堆积B.体心立方堆积C.六方最密堆积D.面心立方最密堆积解析:将上层金属填充在下层金属形成的凹穴中,属于体心立方堆积。答案:B9.下列说法正确的是()A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子B.金属镁的熔点高于铝的C.右图为铜的晶胞结构,则每个晶胞中平均有4个铜原子,铜原子的配位数为6D.金属具有良好的导电性,是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子,形成了“电子气”,在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流,所以金属易导电解析:金属晶体中含有金属阳离子和自由电子,A项错;铝的金属键强于镁的,故铝的熔点要高于镁的,B项错;铜晶胞中平均含有4个铜原子,铜原子的配位数为12,C项错。答案:D10.右图为金属铜的晶胞,请完成以下各题。(导学号52700121)(1)该晶胞“实际”拥有的铜原子是个。

(2)该晶胞称为(填序号)。

A.六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞(3)铜晶体的堆积方式称为最密堆积,配位数为。

(4)此晶胞立方体的边长为acm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数为(用a、ρ表示)。

解析:由图示结构可以看出该结构为面心立方结构。利用“均摊法”可以求得该晶胞实际含有的铜原子数为8×+6×=4。由于·64=ρ·a3,故NA=。答案:(1)4(2)C(3)面心立方12(4)能力提升1.金属晶体的形成是因为晶体中存在()A.脱落价电子后的金属离子间的相互作用B.金属原子间的相互作用C.脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用D.金属原子与价电子间的相互作用解析:在金属晶体中,原子间以金属键相互结合,金属键的本质是金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而将所有金属原子维系在一起而形成金属晶体。实际上也就是靠脱落下来的价电子与其中的金属离子间的相互作用而使它们结合在一起。答案:C2.金属具有的通性是()①具有良好的导电性②具有良好的导热性③具有延展性④都具有较高的熔点⑤通常状况下都是固体⑥都具有很大的硬度A.①②③ B.②④⑥C.④⑤⑥ D.①③⑤解析:金属汞的熔点较低,通常为液体;碱金属的质地较软。答案:A3.下列有关金属的说法正确的是()A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子B.六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多,其还原性越强D.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动解析:金属原子中只有价电子才是自由电子,A项错;金属的还原性是指失电子的能力,而不是失去电子的数目,C项错;金属能导电是因为电子在外电场作用下能定向移动,D项错。答案:B4.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:体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积解析: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选项错误;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的空间利用率分别是:简单立方堆积52%,体心立方堆积68%,六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%,因此D项错误;常用的金属导体中,导电性最好的是银,其次是铜,再次是铝、铁,所以B选项正确。答案:B5.在金属晶体中,自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递,由此可以来解释金属的()A.延展性 B.导电性C.导热性 D.硬度解析:金属晶体由自由电子与金属阳离子构成。自由电子与金属离子在碰撞中将热量传递从而使金属具有良好的导热性。答案:C6.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是()A.晶胞是六棱柱B.晶胞是平行六面体C.每个晶胞中含4个原子D.每个晶胞中含17个原子解析:金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的——平行六面体,有8个顶点和1个内部原子,晶胞中绝对占有2个原子。答案:B7.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积,如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为()∶2∶1 ∶8∶4∶8∶4 ∶14∶9解析:本题考查晶胞中微粒数的计算方法,用均摊法计算。晶胞(a)中所含原子数=12×+2×+3=6,晶胞(b)中所含原子数=8×+6×=4,晶胞(c)中所含原子数=8×+1=2。答案:A8.依据“电子气”的金属键模型,下列对于金属导电性随温度变化的解释,正确的是()(导学号52700122)A.温度升高,自由电子的动能变大,以致金属导电性增强B.温度升高,阳离子的动能变大,阻碍电子的运动,以致金属导电性减弱C.温度升高,自由电子互相碰撞的次数增加,以致金属导电性减弱D.温度升高,阳离子的动能变大,自由电子与阳离子的吸引力变小,以致导电性增强解析:温度升高时,由于阳离子吸收大量的能量,动能变大,阻碍电子的运动,故温度越高,导电性越弱。答案:B9.下列关于金属的叙述中不正确的是()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,所以实质与离子键类似,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:金属键无方向性和饱和性,B项错。答案:B10.铝单质的晶胞结构如图甲所示,原子