《第一单元 金属键 金属晶体》（同步训练）高中化学选择性必修2-苏教版-2024-2025学年

《第一单元金属键金属晶体》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、金属晶体中，金属离子与自由电子之间的相互作用称为：A.金属键B.离子键C.共价键D.氢键2、下列关于金属晶体的说法正确的是：A.金属晶体的结构中，金属原子只通过金属键相互连接；B.金属晶体的密度一定大于非金属晶体的密度；C.金属晶体具有导电性、导热性是因为自由电子的存在；D.金属晶体中，金属离子总是呈正八面体排列。3、金属晶体的结构特点与其性质密切相关，下列关于金属晶体结构特点的描述中，正确的是：A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，具有延展性；B.金属晶体的结构是面心立方密堆积，每个原子与其他12个原子相邻；C.金属晶体的结构是体心立方密堆积，每个原子与其他8个原子相邻；D.金属晶体中，原子间的距离固定，因此具有确定的熔点和沸点。4、下列关于金属晶体的描述，正确的是（）A.金属晶体中金属原子呈正六方密堆积B.金属晶体中金属原子呈体心立方堆积C.金属晶体中金属原子呈面心立方堆积D.金属晶体中金属原子呈简单立方堆积5、下列关于金属晶体的说法中，正确的是（）A.金属晶体中，金属原子之间通过共价键结合B.金属晶体具有导电性、导热性是因为自由电子的存在C.金属晶体的熔点较高，硬度较大，耐腐蚀性强D.金属晶体的结构属于分子晶体6、下列关于金属晶体的说法正确的是：A.金属晶体中，金属原子之间的作用力主要是共价键。B.金属晶体中，金属原子以正方体最密堆积排列。C.金属晶体中，自由电子在整个晶体中自由移动。D.金属晶体中，金属原子之间通过范德华力相互作用。7、金属晶体的结构中，金属原子以何种方式相互作用？A.共价键B.离子键C.金属键D.氢键8、下列关于金属晶体的描述中，错误的是：A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，具有金属特性。B.金属晶体的结构特点是金属阳离子呈密堆积，自由电子在金属阳离子之间自由运动。C.金属晶体的熔点较高，硬度较大。D.金属晶体中的自由电子可以形成金属键，使金属具有良好的导电性和导热性。9、下列关于金属键的描述，正确的是：A.金属键是一种共价键，金属原子间通过共用电子对相互连接。B.金属键是一种离子键，金属原子失去电子成为阳离子，与自由电子通过静电引力相互吸引。C.金属键是一种金属原子通过共享部分自由电子形成的键，具有方向性和饱和性。D.金属键是一种非极性键，金属原子通过共用电子对相互连接。10、金属晶体中金属原子排列方式的基本特征是：A.金属原子呈网状排列B.金属原子呈球状排列C.金属原子呈层状排列D.金属原子呈枝状排列11、下列关于金属晶体的描述，正确的是：A.金属晶体中，金属原子通过共价键结合形成晶体结构。B.金属晶体的熔点通常较低，因为金属原子间的作用力较弱。C.金属晶体中，自由电子在金属阳离子之间流动，形成电子气。D.金属晶体的硬度通常较高，因为金属原子排列紧密。12、下列关于金属键和金属晶体的描述正确的是（）A.金属键是金属原子之间通过共享电子形成的化学键B.金属晶体中，金属离子和自由电子之间的作用力是金属键C.金属键具有方向性和饱和性D.金属晶体中，金属离子的排列方式是随机的13、金属晶体中，金属原子通过什么方式相互作用形成金属键？A.共价键B.离子键C.氢键D.金属键14、下列关于金属晶体的说法中，正确的是（）A.金属晶体是由金属离子通过共价键相互连接而成的B.金属晶体的熔点一般较低，硬度较小C.金属晶体中的自由电子在晶体中自由移动，导致金属具有良好的导电性D.金属晶体中的离子键越强，金属的导电性越差15、金属晶体中，金属键的特点是电子可以在整个晶体中自由移动，这种特性被称为？A.导电性B.导热性C.延展性D.自由电子海模型16、金属晶体中，金属原子之间通过哪种方式相互作用形成晶体结构？A.共价键B.离子键C.氢键D.金属键二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题金属钠（Na）和金属铜（Cu）分别属于典型的碱金属和过渡金属，它们在物理性质上表现出显著的差异。请根据金属键理论，解释以下现象，并从晶体结构的角度分析原因：为什么金属钠的熔点比金属铜低？为什么金属铜具有较好的导电性和导热性，而金属钠相对较差？第二题：金属晶体中，金属原子通过金属键结合形成晶体结构。请根据以下信息，回答问题：金属钠（Na）的原子半径为1.86Å，钠原子在金属晶体中以面心立方晶胞（FCC）排列。计算金属钠晶体中每个晶胞的体积和晶胞中钠原子的个数。若金属铜（Cu）的密度为8.96g/cm³，原子量为63.55g/mol，铜晶体为面心立方结构。计算金属铜晶体中每个晶胞的体积和晶胞中铜原子的个数。金属钾（K）的原子半径为2.31Å，钾原子在金属晶体中以体心立方晶胞（BCC）排列。计算金属钾晶体中每个晶胞的体积和晶胞中钾原子的个数。第三题题目内容金属晶体的堆积方式对金属材料的物理和化学性质有着重要的影响。请回答以下问题：说明体心立方堆积（BCC）和面心立方堆积（FCC）两种金属晶体结构的主要区别，并各举一个实际例子说明这两种堆积方式的金属。已知钠（Na）为体心立方堆积，其原子半径为186pm。请计算钠晶体中最近邻原子之间的距离以及每个晶胞中含有的原子数目。比较体心立方堆积（BCC）、面心立方堆积（FCC）和六方最密堆积（HCP）三种金属晶体结构的致密度，并解释为什么它们的致密度会有所不同。第四题：金属晶体的堆积方式下列关于金属晶体的堆积方式的描述，正确的是：A.体心立方堆积中，每个原子周围有8个最近邻原子B.面心立方堆积中，每个原子周围有12个最近邻原子C.简单立方堆积中，每个原子周围有2个最近邻原子D.上述说法都不正确金属晶体的堆积方式对金属的性质有什么影响？请举例说明。《第一单元金属键金属晶体》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、金属晶体中，金属离子与自由电子之间的相互作用称为：A.金属键B.离子键C.共价键D.氢键答案：A解析：在金属晶体中，金属原子失去外层电子形成正离子，这些正离子被自由电子云所包围，金属离子与自由电子之间的这种强烈相互作用称为金属键。因此，正确答案是A.金属键。其他选项中，离子键存在于离子晶体中，共价键存在于共价分子中，氢键存在于分子间或某些分子内部。2、下列关于金属晶体的说法正确的是：A.金属晶体的结构中，金属原子只通过金属键相互连接；B.金属晶体的密度一定大于非金属晶体的密度；C.金属晶体具有导电性、导热性是因为自由电子的存在；D.金属晶体中，金属离子总是呈正八面体排列。答案：C解析：选项A错误，因为金属晶体的结构中，金属原子除了通过金属键相互连接外，还可能存在范德华力等其他作用力。选项B错误，因为金属晶体的密度不一定大于非金属晶体的密度，例如钠的密度小于水。选项C正确，金属晶体具有导电性、导热性确实是因为自由电子的存在。选项D错误，虽然金属离子在晶体中往往形成八面体结构，但并非所有金属离子都是这样排列的。3、金属晶体的结构特点与其性质密切相关，下列关于金属晶体结构特点的描述中，正确的是：A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，具有延展性；B.金属晶体的结构是面心立方密堆积，每个原子与其他12个原子相邻；C.金属晶体的结构是体心立方密堆积，每个原子与其他8个原子相邻；D.金属晶体中，原子间的距离固定，因此具有确定的熔点和沸点。答案：A解析：金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，金属离子在晶体中作规则排列，而自由电子则在整个晶体中自由运动，使得金属具有良好的导电性和导热性。金属的延展性与其晶体结构有关，因此A选项正确。B和C选项描述的是金属晶体的两种堆积方式，但B选项的面心立方密堆积中每个原子与其他12个原子相邻的描述不正确，而C选项的体心立方密堆积中每个原子与其他8个原子相邻的描述也不正确。D选项中，金属晶体中原子间的距离并非固定，而是可以通过外力改变，因此具有确定的熔点和沸点并不符合金属晶体结构的特点。4、下列关于金属晶体的描述，正确的是（）A.金属晶体中金属原子呈正六方密堆积B.金属晶体中金属原子呈体心立方堆积C.金属晶体中金属原子呈面心立方堆积D.金属晶体中金属原子呈简单立方堆积答案：C解析：金属晶体中金属原子呈面心立方堆积，即每个金属原子周围有12个最近的金属原子，这种堆积方式使得金属晶体具有很高的密度和熔点。选项A、B、D描述的堆积方式分别对应简单立方堆积、体心立方堆积和正六方密堆积，这些堆积方式在金属晶体中并不常见。因此，正确答案为C。5、下列关于金属晶体的说法中，正确的是（）A.金属晶体中，金属原子之间通过共价键结合B.金属晶体具有导电性、导热性是因为自由电子的存在C.金属晶体的熔点较高，硬度较大，耐腐蚀性强D.金属晶体的结构属于分子晶体答案：B解析：金属晶体中，金属原子之间通过金属键结合，而非共价键，故A错误；金属晶体具有导电性、导热性是因为自由电子的存在，故B正确；金属晶体的熔点较高，硬度较大，耐腐蚀性强是金属本身的性质，而非晶体结构决定的，故C错误；金属晶体的结构属于金属晶体，而非分子晶体，故D错误。因此，正确答案是B。6、下列关于金属晶体的说法正确的是：A.金属晶体中，金属原子之间的作用力主要是共价键。B.金属晶体中，金属原子以正方体最密堆积排列。C.金属晶体中，自由电子在整个晶体中自由移动。D.金属晶体中，金属原子之间通过范德华力相互作用。答案：C解析：金属晶体中，金属原子失去外层电子，形成正离子，而自由电子在整个晶体中自由移动，这种自由电子与正离子之间的相互作用是金属键，因此选项C正确。选项A错误，因为金属键不是共价键；选项B错误，因为金属晶体中常见的堆积方式是面心立方堆积或六方最密堆积；选项D错误，因为金属键不是范德华力。7、金属晶体的结构中，金属原子以何种方式相互作用？A.共价键B.离子键C.金属键D.氢键答案：C解析：金属晶体的结构中，金属原子通过金属键相互作用。金属键是一种特殊的化学键，它是由金属原子失去外层电子形成正离子，这些自由电子在整个晶体中自由移动，从而在金属原子之间形成一种吸引力。因此，选项C是正确答案。8、下列关于金属晶体的描述中，错误的是：A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，具有金属特性。B.金属晶体的结构特点是金属阳离子呈密堆积，自由电子在金属阳离子之间自由运动。C.金属晶体的熔点较高，硬度较大。D.金属晶体中的自由电子可以形成金属键，使金属具有良好的导电性和导热性。答案：C解析：金属晶体的熔点较高，硬度较大是正确的描述。然而，金属晶体的硬度并不是所有情况下都较大，因为硬度也受到金属种类和晶体结构的影响。例如，某些金属如汞在常温下是液态，其硬度较小。因此，选项C是错误的描述。其他选项A、B、D都是对金属晶体的正确描述。9、下列关于金属键的描述，正确的是：A.金属键是一种共价键，金属原子间通过共用电子对相互连接。B.金属键是一种离子键，金属原子失去电子成为阳离子，与自由电子通过静电引力相互吸引。C.金属键是一种金属原子通过共享部分自由电子形成的键，具有方向性和饱和性。D.金属键是一种非极性键，金属原子通过共用电子对相互连接。答案：B解析：金属键是一种离子键，金属原子失去电子成为阳离子，与自由电子通过静电引力相互吸引。选项A中的共价键描述不正确；选项C中的方向性和饱和性描述也不正确；选项D中的非极性键描述也不正确。因此，正确答案是B。10、金属晶体中金属原子排列方式的基本特征是：A.金属原子呈网状排列B.金属原子呈球状排列C.金属原子呈层状排列D.金属原子呈枝状排列答案：B解析：金属晶体中，金属原子通过金属键相互连接，形成一种特殊的晶体结构，其中金属原子以球状排列紧密堆积在一起，因此选项B正确。这种排列方式称为金属晶体的密堆积结构。选项A、C和D描述的不是金属晶体中金属原子的排列特征。11、下列关于金属晶体的描述，正确的是：A.金属晶体中，金属原子通过共价键结合形成晶体结构。B.金属晶体的熔点通常较低，因为金属原子间的作用力较弱。C.金属晶体中，自由电子在金属阳离子之间流动，形成电子气。D.金属晶体的硬度通常较高，因为金属原子排列紧密。答案：C解析：金属晶体中，金属原子通过金属键结合形成晶体结构，因此选项A错误。金属晶体的熔点并不一定低，实际上，许多金属的熔点较高，选项B错误。金属晶体中确实存在自由电子，这些自由电子在金属阳离子之间流动，形成了所谓的电子气，因此选项C正确。金属晶体的硬度并不一定高，有些金属如钠、钾等硬度较低，因此选项D错误。12、下列关于金属键和金属晶体的描述正确的是（）A.金属键是金属原子之间通过共享电子形成的化学键B.金属晶体中，金属离子和自由电子之间的作用力是金属键C.金属键具有方向性和饱和性D.金属晶体中，金属离子的排列方式是随机的答案：B解析：金属键是金属原子之间通过自由电子形成的，不是共享电子，因此A选项错误。金属键具有方向性和饱和性，但金属晶体中金属离子的排列方式是有规律的，并非随机，因此C和D选项错误。正确答案B描述了金属离子和自由电子之间的作用力是金属键，符合金属键的定义。13、金属晶体中，金属原子通过什么方式相互作用形成金属键？A.共价键B.离子键C.氢键D.金属键答案：D解析：在金属晶体中，金属原子通过金属键相互作用形成金属键。金属键是一种特殊的化学键，其中金属原子失去外层电子成为正离子，这些自由电子在晶体中自由移动，形成“电子海”，从而使得金属原子之间通过这种电子云的相互作用力连接在一起。因此，正确答案是D.金属键。14、下列关于金属晶体的说法中，正确的是（）A.金属晶体是由金属离子通过共价键相互连接而成的B.金属晶体的熔点一般较低，硬度较小C.金属晶体中的自由电子在晶体中自由移动，导致金属具有良好的导电性D.金属晶体中的离子键越强，金属的导电性越差答案：C解析：金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键相互连接而成的，因此A选项错误。金属晶体的熔点一般较高，硬度较大，因此B选项错误。金属晶体中的自由电子在晶体中自由移动，导致金属具有良好的导电性，这是金属的一个基本特性，因此C选项正确。金属晶体中的离子键越强，金属的导电性一般越差，因为离子键越强，自由电子的数量越少，因此D选项错误。15、金属晶体中，金属键的特点是电子可以在整个晶体中自由移动，这种特性被称为？A.导电性B.导热性C.延展性D.自由电子海模型答案：D解析：金属键是一种特殊的化学键，它存在于金属原子之间。金属键的特征之一就是存在“自由电子海”，即最外层的价电子并不固定在某个特定的原子周围，而是能够在金属晶格中自由移动，形成一个共享的电子云或称为“电子海”。这些自由电子的存在赋予了金属材料良好的导电性和导热性，并且也是金属具有延展性和可锻性的原因之一。因此，正确选项是描述这一特性的“自由电子海模型”。16、金属晶体中，金属原子之间通过哪种方式相互作用形成晶体结构？A.共价键B.离子键C.氢键D.金属键答案：D解析：金属晶体中，金属原子通过金属键相互作用，金属键是由金属原子的价电子脱离原子核的束缚，形成自由电子云，这些自由电子云在晶体中自由移动，与所有金属阳离子相互作用，从而形成金属键。因此，正确答案是D。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题金属钠（Na）和金属铜（Cu）分别属于典型的碱金属和过渡金属，它们在物理性质上表现出显著的差异。请根据金属键理论，解释以下现象，并从晶体结构的角度分析原因：为什么金属钠的熔点比金属铜低？为什么金属铜具有较好的导电性和导热性，而金属钠相对较差？答案：金属钠的熔点低于金属铜的原因：金属钠的熔点较低是因为它的原子半径较大，导致相邻原子之间的距离较远，使得金属阳离子与自由电子之间的相互作用力（即金属键）相对较弱。因此，需要较少的能量就可以破坏这种键合，使固体转变为液体，表现为熔点较低。相比之下，金属铜中的原子半径较小，其金属阳离子之间的距离更近，形成的金属键更强，所以需要更多的能量来打破这些键，这使得金属铜的熔点较高。金属铜具有更好的导电性和导热性的原因：金属铜的导电性和导热性优于金属钠，主要归因于其内部的电子结构和晶体结构。铜是d区元素，它有一个未填满的d轨道，这意味着在金属铜中存在较多可以参与导电的自由电子。此外，铜的晶体结构为面心立方（FCC），这种结构允许自由电子在三维空间中高效地移动，从而增强了导电性和导热性。相反，金属钠作为s区元素，虽然也有自由电子，但数量相对较少，加之其体心立方（BCC）的晶体结构不如FCC结构利于电子的流动，因此其导电性和导热性不如铜。解析：金属键强度的影响：金属键的强度决定了金属材料的熔点、硬度等物理性质。一般来说，金属键越强，材料的熔点就越高，硬度也越大。金属钠和铜由于原子大小不同，导致了它们的金属键强度不同，进而影响到了熔点。导电性和导热性的决定因素：导电性和导热性主要取决于金属内部自由电子的数量以及它们移动的容易程度。自由电子越多，且越容易移动，材料的导电性和导热性就越强。铜因为有更多参与导电的自由电子，加上其晶体结构有利于电子移动，所以表现出了更好的导电性和导热性。本题旨在考察学生对金属键理论的理解，以及如何将该理论应用于解释具体金属的不同物理性质。同时，通过比较两种不同类型的金属，加深学生对于金属键、晶体结构和物理性质之间关系的认识。第二题：金属晶体中，金属原子通过金属键结合形成晶体结构。请根据以下信息，回答问题：金属钠（Na）的原子半径为1.86Å，钠原子在金属晶体中以面心立方晶胞（FCC）排列。计算金属钠晶体中每个晶胞的体积和晶胞中钠原子的个数。若金属铜（Cu）的密度为8.96g/cm³，原子量为63.55g/mol，铜晶体为面心立方结构。计算金属铜晶体中每个晶胞的体积和晶胞中铜原子的个数。金属钾（K）的原子半径为2.31Å，钾原子在金属晶体中以体心立方晶胞（BCC）排列。计算金属钾晶体中每个晶胞的体积和晶胞中钾原子的个数。答案：面心立方晶胞的边长a=4×(1.86Å)/√3≈4.09Å晶胞体积V=a³≈(4.09Å)³≈69.09ų将ų转换为cm³，1ų=10⁻⁶cm³，所以V≈69.09×10⁻⁶cm³晶胞中钠原子的个数=8（角落）+6（面心）×1/2=8+3=11钠的摩尔体积=22.4L/mol=22.4×10³cm³/mol所以，每个晶胞中钠原子的个数=11×(63.55g/mol)/(22.4×10³cm³/mol)面心立方晶胞的边长a=√(3×(8.96g/cm³)/(63.55g/mol))≈4.04cm晶胞体积V=a³≈(4.04cm)³≈65.97cm³晶胞中铜原子的个数=8（角落）+6（面心）×1/2=8+3=11所以，每个晶胞中铜原子的个数=11体心立方晶胞的边长a=2×(2.31Å)/√3≈3.33Å晶胞体积V=a³≈(3.33Å)³≈36.49ų将ų转换为cm³，1ų=10⁻⁶cm³，所以V≈36.49×10⁻⁶cm³晶胞中钾原子的个数=8（角落）+1（体心）=9钾的摩尔体积=22.4L/mol=22.4×10³cm³/mol所以，每个晶胞中钾原子的个数=9×(39.10g/mol)/(22.4×10³cm³/mol)解析：面心立方晶胞的体积计算使用的是晶胞边长的三次方，而晶胞中钠原子的个数则是通过将每个晶胞中的原子数（包括角落和面心的原子）相加得到。面心立方晶胞的体积计算同样使用晶胞边长的三次方，晶胞中铜原子的个数是固定的，因为面心立方结构中每个晶胞包含8个角落原子和6个面心原子，每个角落原子贡献1/8，每个面心原子贡献1/2。体心立方晶胞的体积计算方法与面心立方相同，但晶胞中钾原子的个数只包括角落原子和体心原子，其中角落原子贡献1/8，体心原子贡献1个。第三题题目内容金属晶体的堆积方式对金属材料的物理和化学性质有着重要的影响。请回答以下问题：说明体心立方堆积（BCC）和面心立方堆积（FCC）两种金属晶体结构的主要区别，并各举一个实际例子说明这两种堆积方式的金属。已知钠（Na）为体心立方堆积，其原子半径为186pm。请计算钠晶体中最近邻原子之间的距离以及每个晶胞中含有的原子数目。比较体心立方堆积（BCC）、面心立方堆积（FCC）和六方最密堆积（HCP）三种金属晶体结构的致密度，并解释为什么它们的致密度会有所不同。答案与解析体心立方堆积（BCC）和面心立方堆积（FCC）的区别及实例主要区别：在体心立方堆积中，除了位于立方体八个顶点的原子外，在立方体中心还有一个原子；而在面心立方堆积中，除了八个顶点的原子外，六个面的中心也各有一个原子。实例：铁（Fe）在常温下是典型