2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题3第一单元 金属键 金属晶体 作业

专题3第一单元金属键、金属晶体一、单选题1.下列有关金属键的叙述错误的是()A.金属键没有饱和性和方向性

B.金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用

C.金属键中的自由电子属于整块金属

D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关2.下列有关晶体的认识不正确的是()A.可以用射线衍射鉴别晶体与非晶体

B.晶体具有各向异性和自范性

C.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

D.金刚石中含有键的数目为为阿伏加德罗常数3.晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是A.形成晶体硅的速率越大越好

B.晶体硅没有固定的熔、沸点

C.可用射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃

D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关4.下列有关晶体常识的叙述错误的是A.水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体

B.当单一波长的射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线

C.晶体都具有自范性。自范性是晶体的本质属性

D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形5.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是()

A.为简单立方堆积为六方最密堆积为体心立方堆积为面心立方最密堆积

B.晶胞中原子的配位数分别为：

C.晶胞中含有的原子个数分别为：个个个个

D.空间利用率的大小关系为：6.银晶体的晶胞如图所示。设银原子的半径为，用表示阿伏加德罗常数，表示银的摩尔质量。则下列说法错误的是()

A.银晶体每个晶胞中含有个银原子 B.配位数是

C.一个晶胞的体积是 D.晶体的密度是7.如图所示，铁有、、三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是()

A.晶胞中含有个铁原子，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有个

B.晶体的空间利用率：

C.设晶胞中铁原子的半径为，则晶胞的体积是

D.已知铁的相对原子质量为，设阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为，则铁原子的半径8.下列说法正确的是()A.熔融状态的不能导电，的稀溶液有弱的导电能力且可作手术刀的消毒液，从不同角度分类是一种共价化合物、非电解质、盐、分子晶体

B.某单质熔点，是热和电的良导体，该晶体最可能是分子晶体

C.含有阴离子的晶体中一定含有阳离子，含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子

D.固态金属单质都是金属晶体，金属晶体含有金属键；非金属单质晶体都是分子晶体，分子晶体主要含有共价键、范德华力，有些分子晶体还含有氢键9.几种晶体的晶胞结构如图所示。已知：、均为立方晶胞。下列说法错误的是

A.相同条件下，熔点：

B.另一种晶胞结构中，当处于体心时，则处于棱心

C.晶胞中点原子坐标参数为，则点原子坐标参数为

D.三种晶体中，的配位数均为10.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示黑球代表，白球代表。则下列说法不正确的是

A.铁镁合金的化学式为

B.晶体中存在的化学键类型为共价键

C.晶格能：氧化镁氧化钙

D.该晶胞的质量是表示阿伏加德罗常数的值11.阅读下列材料，完成题。含氰废水中氰化物的主要形态是和，具有较强的配位能力，能与形成一种无限长链离子，其片段为；结合能力弱于。氰化物浓度较低时，可在碱性条件下用或将其转化为；浓度较高时，可加入、和溶液反应生成溶液。下列说法正确的是A.基态核外电子排布式为

B.中的配位数为

C.与形成的离子的化学式为

D.某铁晶体晶胞如右图所示中与每个紧邻的数为12.纳米为无定形非晶态白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米的说法正确的是A.对光有各向异性

B.熔点与晶体相同

C.与晶体互为同分异构体

D.可用射线衍射实验区分纳米与晶体13.下图是种固体的微观示意图，下列说法正确的是

A.Ⅰ有各向异性

B.Ⅱ有固定的容点

C.Ⅰ、Ⅱ的射线衍射图谱相同

D.Ⅰ、Ⅱ在一定条件下，都会自发形成有规则外形的晶体14.硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如下图所示。下列说法错误的是A.转化为是非氧化还原反应

B.每个晶胞中的个数为

C.若的晶胞参数为，则间的距离为

D.在晶胞体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律15.锂的某些化合物是性能优异的材料。如图是某电动汽车电池正极材料的晶胞结构示意图，其化学式为

A. B. C. D.二、实验题16.可用于制防污涂料，其可由热的铜在硫蒸气或中反应制得．

铜元素在元素周期表中的位置为______，的核外电子排布式为______，基态铜原子核外电子共有______种运动状态．

在一定条件下可被氧化为．

在中原子的杂化轨道类型为______；、与互为______；其中、、第一电离能由大到小顺序为______；

硅酸盐与二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元，硅氧四面体可以用图表示，图中、是硅氧四面体结合成环状结构的两个例子，若在环状结构中硅的原子数为，写出环状结构中硅酸根离子的通式______．

甲醇中的羟基被硫羟基取代生成甲硫醇，二者部分物理性质如表：物质熔点沸点水溶液甲醇互溶甲硫醇不溶甲醇和甲硫醇在熔沸点和水溶性方面性质差异的原因是______．

某化合物由、、三种元素组成，其晶胞结构如图所示，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，则该晶体的密度______保留三位有效数字．17.砷是生命的第七元素，可形成多种重要的化合物。回答下列问题：

基态砷原子电子层中的成对电子与单电子的数量比为______。的第一电离能比大的原因是______。

雄黄和雌黄在自然界中共生，是提取砷的主要矿物原料，其结构如图所示，雄黄与反应生成，转移电子，则另一种产物为______。雌黄中的杂化方式为______。

亚砷酸可以用来治疗白血病，为三元弱酸，试推测的空间构型为______。其酸性弱于砷酸的原因是______。

砷化镓是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料。其晶胞结构如图所示，若沿体对角线方向进行投影则得到如图，请在图中将原子的位置涂黑______。晶体中原子周围与其距离最近的原子的个数为______，若原子的半径为，原子的半径为，则最近的两个原子的距离为______。

简答题18.不锈钢是生活中常见的一种不锈钢，业内也叫做不锈钢，指必须含有以上的铬，以上的镍的不锈钢。回答下列问题：基态铬原子的价电子排布式为_______________________________________，排布时能量最高的电子所占能级的原子轨道有_________________个伸展方向。铬和镍能形成多种配合物。如为正四面体构型，为正方形构型，、为正八面体构型等。下列说法正确的是_____________________填选项字母。A.在形成配合物时其配位数只能为，在形成配合物时其配位数只能为B.的空间构型为正四面体形C.与互为等电子体，其中分子内键和键的个数比为D.和中，镍原子均为杂化年月，云南一化工厂发生铬污染致数万立方米水质变差、牲畜接连死亡的消息引发社会各界的极大关注。与、互为等电子体，六价铬属于强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌，的空间构型为_______________________________________。的晶体结构类型与氯化钠相同，相关离子半径如下表所示：晶胞中的配位数为______________________________，的熔点比高的原因是_______________________________________。与处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属的熔点和沸点都比金属高，原因为________________________。区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法为_______________________________________。某铬镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度___________用含、、的代数式表示。

19.钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题。和属于同一周期，且基态原子核外最外层电子构型相同，但金属的熔点比金属低，试解释原因。晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为，晶胞中、、分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。与原子紧邻的原子有几个？试说明分析思路。计算晶体中原子与原子间的最短距离。

答案和解析1.【答案】【解析】金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子不专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动，所以金属键没有方向性和饱和性，、C正确；

金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电作用，既包括吸引作用也包括排斥作用，B错误；

金属晶体中的金属键决定了金属的性质和金属固体的形成，D正确。2.【答案】【解析】【分析】

本题考查晶体的有关知识，题目难度不大，掌握晶体的特点及各类晶体的构成粒子是解题关键。

【解答】

A.可以用射线衍射鉴别晶体与非晶体，故A正确；

B.晶体具有各向异性和自范性，故B正确；

C.金属晶体中有阳离子和自由电子，故C错误；

D.利用均摊法，金刚石中含有键的数目为故D正确

故选C。3.【答案】【解析】【分析】

本题主要考查了晶体硅的性质，较为基础，注意晶体的结构特点和物理性质，难度不大。

【解答】

A.晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；

B.晶体有固定熔沸点，故B错误；

C.射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体，故C正确；

D.晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系，故D错误。

故选C。4.【答案】【解析】【分析】

本题考查晶体的有关性质，难度不大，解答该题要熟练的掌握晶体和非晶体的特性。

【解答】

A.水晶属于晶体，有固定的熔点，普通玻璃属于非晶体，没有固定熔点，故A正确；

B.当单一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或谱线，而同一条件下摄取的非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的谱线，故B正确；

C.晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性，故C正确；

D.某些非晶体经人工加工也可能呈现规则的几何外形，如玻璃，故D错误；

故选D。5.【答案】【解析】【分析】

本题考查金属晶胞的识别，侧重考查学生空间想象能力、计算能力，知道每种堆积模型中典型金属，难点是计算配位数，题目难度中等。

【解答】

A.由晶胞结构可知为简单立方堆积，为体心立方堆积，为六方最密堆积，为面心立方最密堆积，故A错误；

B.晶胞中原子的配位数应为，故B错误；

C.每个晶胞含有的原子数分别为，，，，故C正确；

D.四种晶体的空间利用率分别为、、、，则空间利用率的大小关系为：，故D错误。

故选C。6.【答案】【解析】根据晶胞图可知，银原子处于顶点与面心上，晶胞中含有的银原子数目为，A正确；

银晶体中，根据晶胞图可知，采用沿、、三轴切割的方法知，每个平面上银原子的配位数是，三个面共有个银原子，银原子配位数是，B正确；

在立方体的各个面的对角线上个银原子彼此两两相切，银原子的半径为，故面对角线长为，则棱长为，故晶胞的体积为，C正确；

每个晶胞中含有个原子，故晶胞质量为，晶胞的体积为，故晶体密度为，D错误。7.【答案】【解析】【分析】本题考查晶胞结构与计算，关键是明确原子在晶胞中的位置，理解原子半径与晶胞棱长的关系，需要学生具有一定的数学计算能力，掌握均摊法进行晶胞有关计算。

【解答】

A.根据切割法，晶胞中含有原子的个数为；由图可知，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有个，A正确。

B.设原子的半径为，晶胞的棱长为，晶胞含有原子的个数为，由其晶胞结构示意图可得，则，其空间利用率为；晶胞中含有原子的个数为，因其有原子位于面心，则有，解得，其空间利用率为；晶胞中含有原子的个数为，则有，其空间利用率为；故晶体的空间利用率：，B错误。

C.若晶胞中铁原子的半径为，则晶胞的面对角线长为，所以晶胞的棱长为，则该晶胞的体积为，C正确。

D.晶胞中含有原子的个数为，则该晶胞的体积为，其棱长为，该晶胞的体对角线长为棱长的倍，也是原子半径的倍，即，解得，D正确。8.【答案】【解析】【分析】

本题考查了晶体的类型和晶体的性质，题目难度不大，注意在熔融状态下能导电的化合物一定是离子晶体。

【解答】

A、的稀溶液有弱的导电能力，说明是弱电解质，故A错误；

B、分子晶体不导电，而该单质是热和电的良导体，所以不是分子晶体，故B错误；

C、晶体呈电中性，有阴离子的晶体中一定有阳离子，但是有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，比如金属晶体没有阴离子而含有电子，故C正确；

D、金刚石、晶体硅是非金属单质晶体，但不是分子晶体，故D错误；

故选：。9.【答案】【解析】A.半径小于，的离子键强于的，熔点更高，项正确；B.另一种晶胞结构中，当处于体心时，处于顶角、处于棱心，项正确；C.由晶胞结构及点原子坐标参数为，可知点原子坐标参数为，，项正确；D.中的配位数为，项错误；故答案为：。10.【答案】【解析】【分析】本题考查金属晶体堆积模型，为高频考点，侧重考查学生分析及空间想象能力，难点是配位数的判断及空间利用率计算，注意晶胞中哪些原子紧挨着，为易错点。【解答】A.位于面心和顶点，数目为：；原子位于晶胞内，数目为，化学式为：，故A正确；B.晶体中存在的化学键类型为金属键，故B错误；C.钙离子半径大于镁离子半径，则晶格能：氧化镁氧化钙，故C正确；D.该晶胞中有个铁原子和个镁原子，则该晶胞的质量为：，故D正确。故选B。11.【答案】【解析】略12.【答案】【解析】【分析】本题考查的内容为纳米材料的特性，题目不难，掌握纳米材料和一般晶体的区别即可解答。【解答】A.纳米对光没有各向异性，故错误；

B.熔点与晶体不相同，故错误；

C.纳米二氧化硅与晶体均没有分子式，故错误；

D.可用射线衍射实验区分纳米与晶体，故正确。13.【答案】【解析】【分析】

本题考查晶体和非晶体，难度不大，理解晶体特征是解题关键。

【解答】由图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排布，Ⅱ中微粒排列不规则，则Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体即无定型二氧化硅；A.Ⅰ形成的固体为晶体，具有各向异性，故A正确；B.晶体具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，Ⅱ为非晶体，没有固定熔点，故B错误；C.射线衍射可用于区分晶体和非晶体，则Ⅰ、Ⅱ的射线衍射图谱不相同，故C错误；D.晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形，Ⅰ会形成有规则外形的晶体，Ⅱ不会，故D错误；故选A。14.【答案】【解析】【分析】本题考查晶体结构，侧重考查学生对信息的分析以及晶胞结构、计算的掌握情况，试题难度一般。【解答】A.均摊法分析，晶胞中：个，个，化学式，完全转化为时，可当作立方晶胞计算原子数晶胞中：个，：个，化学式，化合价未改变是非氧化还原反应，故A正确；

B.每个晶胞中个，个离子、在四面体间隙，根据化合价代数和为，可知每个晶胞中的个数为，故B正确；

C.若的晶胞参数为，则间的距离为，故C错误；

D.根据结构，体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律，故D正确；

故选C。15.【答案】【解析】略16.【答案】第四周期Ⅰ族；或；；

；等电子体；；

；

与分子、与水分子间易形成氢键，导致其熔沸点较高，且易溶于水；而中的电负性小，不能形成氢键；

。【解析】【分析】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、等电子体、杂化方式、氢键、晶胞计算等，是对物质结构主干知识的考查，中计算为易错点，题目计算量大，关键是计算晶胞中原子数目。

原子核外电子数为，第四周期Ⅰ族，根据能量最低原理书写核外电子排布式；基态铜原子核外电子共有种运动状态；

离子中含有个键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取杂化；、与三者原子数是，电子总数是，所以三者互为等电子体；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第族、第族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断第一电离能大小顺序；根据、的化学式找出规律，然后推断硅原子数目为时含有的氧原子、硅原子数目及所带电荷数，从而确定其化学式；

从分子间形成氢键角度分析解答；

根据均摊法计算晶胞中各原子数目，进而计算晶胞质量，再根据计算晶胞密度。

【解答】原子核外电子数为，第四周期Ⅰ族，的核外电子排布式为；有个电子就有种运动状态，故答案为：第四周期Ⅰ族；或；；

离子中含有个键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取杂化；、与三者原子数是，电子总数是，所以三者互为等电子体；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第族、第族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断第一电离能大小顺序，所以、、第一电离能由大到小顺序为，故答案为：；等电子体；；

中含有个四面体结构，所以含有个原子，含有的氧原子数为，含有氧原子数比个硅酸根离子少个，带有的电荷为：；根据图示可知：若一个单环状离子中原子数为，则含有个四面体结构，含有的氧原子比个硅酸根离子恰好少个原子，即：含有个，则含有个，带有的负电荷为：，其化学式为：，故答案为：；

氧的非金属性强于硫，所以甲醇与甲醇分子与分间，甲醇与水分子间易形成氢键，导致熔沸点异常的高，故答案为：与分子、与水分子间易形成氢键，导致其熔沸点较高，且易溶于水；而中的电负性小，不能形成氢键；

晶胞中原子数目为，原子数目为，原子数目为，故晶胞的质量为，该晶体的密度，

故答案为：。17.【答案】：的轨道为半充满，稳定，较大三角锥形结构中有个非羟基氧原子而没有，非羟基氧原子越多，酸性越强或【解析】解：是号元素，其基态原子的核外电子排布式为：，故基态砷原子电子层中的成对电子与单电子的数量比为：，的轨道为半充满，故A更稳定，较大，

故答案为：：；的轨道为半充满，稳定，较大；

依据提示雄黄与反应生成，转移电子，即与反应，依据提示可知反应方程式为：，由图中可知，雌黄中与在周围的个原子形成了个键，孤电子对数为，故其价层电子对数为，故雌黄中的杂化方式为，

故答案为：；；

中与在周围的个原子形成了个键，孤电子对数为，故其价层电子对数为，故A的空间构型为三角锥形，由于结构中有个非羟基氧原子而没有，非羟基氧原子越多，酸性越强，故其酸性弱于砷酸，

故答案为：三角锥形；结构中有个非羟基氧原子而没有，非羟基氧原子越多，酸性越强；

分析晶胞结构可知，若沿体对角线方向进行投影则得到如图，则在图中将原子的位置涂黑为：或，由砷化镓的晶胞结构示意图可知，晶体中原子周围与其距离最近的原子的个数为，而中和原子个数比为：，故两原子的配位数相等，故A原子周围与其距离最近的原子的个数为，若原子的半径为，原子的半径为，则晶胞的边长为：，而最近的两个原子的距离为面对角线的一半，故为，

故答案为：或；；。

是号元素，其基态原子的核外电子排布式为：，据此分析成对单子与成单电子数目及比例，的轨道为半充满，为稳定结构；

雄黄与反应生成，转移电子，即与反应，据此书写方程式，由图中可知，雌黄中与在周围的个原子形成了个键，计算价层电子对数和孤电子对数，进而判断构型；

中与在周围的个原子形成了个键，计算价层电子对数和孤电子对数，进而判断构型，分析两者非羟基氧原子数目，非羟基氧原子越多，酸性越强；

根据砷化镓的晶胞结构示意图可知，若沿体对角线方向进行投影则得到如图，则在图中将原子的位置涂黑为：或，由砷化镓的晶胞结构示意图可知，晶体中原子周围与其距离最近的原子的个数为，而中和原子个数比为：，进而判断配位数，依据均摊法计算原子数目，结合密度公式求算晶胞边长，进而分析最近的两个原子的距离。

本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型等知识点，明确原