高中化学 课时跟踪检测三金属键 金属晶体含解析苏教选修3

课时跟踪检测（三）金属键金属晶体1．金属晶体的堆积密度大，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．金属原子的原子半径大D．金属键没有饱和性和方向性解析：选D因金属键没有饱和性和方向性，故在金属晶体中，原子可以尽可能多地吸引其他原子分布于周围，并以密堆积的方式排列以降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。2．下列物质的熔、沸点依次升高的是()A．Na、Mg、Al B．Na、Rb、CsC．Mg、Na、K D．硅铝合金、单晶硅、铝解析：选A同一周期自左至右金属键增强，同一主族从上而下金属键减弱，因此，熔沸点，Na<Mg<Al，Na>Rb>Cs，Mg>Na>K；合金的熔点会低于各组分的熔点。3．下列有关金属的叙述正确的是()A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离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．金属是借助金属离子的运动，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降低解析：选D金属受外力作用时变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但保持金属离子与自由电子之间相互作用，故A项不正确；自由电子要在外加电场作用下才能发生定向移动产生电流，B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离子将能量进行传递，故C项不正确。4.对图中某晶体结构的模型进行分析，有关说法正确的是()A．该种堆积方式为六方最密堆积B．该种堆积方式称为体心立方堆积C．该种堆积方式称为面心立方堆积D．金属Mg就属于此种最密堆积方式解析：选C由图示知该堆积方式为面心立方堆积，A、B错误，C正确；Mg是六方堆积，D错误。5.关于金属钾晶体(如图)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：选C钾晶体是非密置层的一种堆积方式，为立方体形晶胞，其中有8个顶点，一个体心，晶胞所含原子数为8×＋1＝2。6．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、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、沸点从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、沸点低，硬度小，A错误；同理，铝与钠比较，铝的硬度大于钠，C正确；从Li到Cs，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小，B错误；因镁离子比钙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，所以金属镁比金属钙的熔、沸点高，硬度大，D错误。7．某离子晶体的晶胞结构如下图所示：则该离子晶体的化学式为()A．abc B．abc3C．ab2c3 D．ab3c解析：选D根据题给离子晶体的晶胞结构可以看出，晶胞的体心上有一个a离子；晶胞的每条棱上都有一个b离子，因此，一个晶胞中有12×＝3个b离子；晶胞的每个顶点上都有一个c离子，因此，一个晶胞中有8×＝1个c离子。因此，该离子晶体的化学式为ab3c。8．根据晶体中晶胞的结构，判断下列晶体的化学式中不正确的是()解析：选AA项，N(A)＝1，N(B)＝8×＝1，化学式AB，错误；B项，N(C)＝1，N(D)＝4×＝，N(C)∶N(D)＝1∶＝2∶1，化学式C2D，正确；C项，N(E)＝4×＝，N(F)＝4×＝，N(E)∶N(F)＝1∶1，化学式EF，正确；D项，N(X)＝1，N(Y)＝6×＝3，N(Z)＝8×＝1，N(X)∶N(Y)∶N(Z)＝1∶3∶1，化学式XY3Z，正确。9.某晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为________。解析：X位于顶点，则属于该晶胞的X个数为4×＝，Y位于体心，完全属于该晶胞，个数为1，因此该晶体的化学式为XY2(或Y2X)。答案：48XY2(或Y2X)10．钛在许多领域都有重要用途，因为可以制造人类关节和接骨，被称为“生物金属”。请回答下列问题：(1)钛在元素周期表中位于________周期，________族，其基态原子核外电子排布式为____________________。(2)某种钛氧化物晶体的晶胞如图，该晶体每个晶胞中的钛、氧原子个数比为________。解析：(1)钛是22号元素，位于元素周期表第4周期第ⅣB族，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2。(2)晶胞中的钛原子个数为8×＋1＝2，氧原子个数为×4＋2＝4，因此钛、氧原子个数比为2∶4＝1∶2。答案：(1)第4第ⅣB1s22s22p63s23p63d24s2(2)1∶21．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解析：选B在金属晶体中，存在着自由电子，通常情况下，金属内部自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。2．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，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>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al解析：选C电荷数：Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋>Li＋＝Na＋；而金属原子半径：r(Ba)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Li)，则C正确。A中Al>Mg，B中Li>Na，D中Al>Mg>Ba，都不符合题意。3．金属原子在二维空间里的放置有下图所示的两种方式，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六方最密堆积和面心立方最密堆积D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方解析：选C密置层原子的配位数为6，非密置层原子的配位数为4，由此可知，图(a)为密置层，图(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方两种堆积。4．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式正确的是(图中：－X、●－Y、?－Z)()解析：选CA项，N(X)＝1，N(Y)＝8×＝1，化学式XY，错误；B项，N(X)＝1＋4×＝，N(Y)＝4×＝，N(X)∶N(Y)＝3∶1，化学式X3Y，错误；C项，N(X)＝8×＝1，N(Y)＝6×＝3，N(Z)＝1，化学式XY3Z，正确；D项，N(X)＝8×＝1，N(Y)＝12×＝3，N(Z)＝1，化学式XY3Z，错误。5．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4解析：选B该晶体中含A原子个数为6×＝，B原子个数为6×＋3×＝2，C原子个数为1；则A、B、C的个数比为∶2∶1＝1∶4∶2。6．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，其晶胞a、b、c内金属原子个数比为()A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9解析：选Aa晶胞中原子个数：12×＋2×＋3＝6(个)，b晶胞中原子个数：8×＋6×＝4(个)，c晶胞中原子个数：8×＋1＝2(个)，所以a、b、c晶胞中原子个数比为6∶4∶2＝3∶2∶1。7．如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是()A．γ-Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为14B．α-Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同D．三种同素异形体的性质相同解析：选Bγ-Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×＋6×＝4，A错误；α-Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×＝1，B正确；将铁冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同，C错误；同素异形体的性质不同，D错误。8.金属钠晶体为体心立方堆积(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根据“均摊法”可计算晶胞中原子个数：8×＋1＝2，设晶胞的棱长为d，则d＝，晶胞体积为3，根据公式ρd3＝可得，r＝·，选C。9．(2016·全国卷Ⅰ)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：①②×10710．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，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_________________________