专题3第一单元金属键金属晶体同步练习（含答案）2022-2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

专题3第一单元金属键金属晶体同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．下列说法中，不正确的是
A．金属在常温下都是固体
B．晶体中有阳离子，不一定有阴离子
C．镁晶体中1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用
D．金属晶体发生形变时，其内部金属离子与“自由电子”之间的相互作用仍然存在
2．下列有关说法不正确的是
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4所示，该金属晶体为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为8
二、单选题
3．金属材料具有良好的延展性的原因是
A．金属原子半径都较大，价电子数较少
B．金属受外力作用变形时，金属中各原子层会发生相对滑动
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
4．下图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
5．金属材料具有良好的延展性的原因是
A．金属原子半径都较大，价电子数较少
B．金属受外力作用变形时，金属中各原子层会发生相对滑动，但仍保持金属键作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
6．铝钠合金有着广泛的应用，现有三种晶体：①铝、②钠、③铝钠合金，它们的熔点从低到高的顺序是
A．①②③ B．②①③ C．③②① D．③①②
7．如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是（ ）
A．此堆积方式属于体心立方堆积
B．此堆积方式为六方堆积
C．配位数（一个金属原子周围紧邻的金属原子的数目）为8
D．镉的堆积方式与铜的堆积方式相同
8．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．①为简单立方堆积；②、③为体心立方堆积；④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
9．下列叙述正确的是
A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子
B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用
C．价电子数越多，金属元素的金属性越强
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
10．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2
D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
11．铁有δ、γ、α三种晶体结构，图示是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图。下列有关说法中正确的是
A．δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B．γ-Fe晶体为体心立方体紧密堆积
C．α-Fe晶体中，与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有6个
D．δ-Fe晶体中，与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有6个
12．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是
A．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3
A．A B．B C．C D．D
13．2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。右图示意的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为
A．MgB B．Mg3B2
C．Mg2B D．Mg2B2
14．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，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9
15．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．铁镁合金晶胞中Fe原子数为4
B．Mg与Fe之间的最近距离为nm
C．在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个
D．储氢后的晶体密度为
三、填空题
16．结合金属晶体的结构与性质，回答下列问题：
(1)根据下列叙述，判断晶体一定为金属晶体的是______(填标号，下同)。
A．由分子间作用力形成的晶体，熔点较低
B．由共价键结合形成共价键三维骨架结构的晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、导热性和延展性
(2)下列关于金属晶体的叙述正确的是______。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用，在一定外力作用下，不会因形变而消失
C．温度越高，金属的导电性越好
17．Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、长寿命等特点，在中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
(1)该晶胞中Ni原子与La原子的数量比为___________。
(2)已知该晶胞的摩尔质量为，密度为。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是___________(用含、、的代数式表示)。
(3)该晶体内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子时比较稳定。已知：，；标准状况下氢气的密度为；。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为___________。
四、计算题
18．（1）钙钛型复合氧化物可用于制造航母中的热敏传感器，其晶胞结构如图所示，其中A为晶胞的顶点，A可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B是V、Cr、Mn或Fe时，这种化合物具有好的电学性能。下列说法正确的是_____ (填序号)。
A．金属Ca、Sr、Ba采用体心立方堆积
B．用A、B、O表示的钙钛型复合氧化物晶体的化学式为ABO3
C．在制造Fe薄片时，金属键完全断裂
D．V、Cr、Mn、Fe晶体中均存在金属阳离子和阴离子
（2）辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示。
①γ—Fe晶胞中含有的铁原子数为_____。—
②δ—Fe、α—Fe两种晶体中铁原子的配位数之比为_____。
③若α—Fe晶胞的边长为acm，γ—Fe晶胞的边长为bcm，则两种晶体的密度之比为_____。
五、结构与性质
19．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数的大小顺序为。其中A原子核外有3个未成对电子；化合物B，E为离子晶体，E原子核外的M层只有2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原子的最外层电子数与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______。
(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的简单氢化物分子的中心原子采取______杂化，E的低价氧化物分子的空间结构是______。
(4)基态F原子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______，其结构式是______。
(5)A、F形成的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______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．AC
【详解】A．金属在常温下一般都是固体，但汞在常温下为液态金属，A错误；
B．金属晶体的组成粒子是金属离子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，B正确；
C．金属晶体中的金属阳离子在其电场力能“涉及”到的条件下，与自由电子都有电性作用，C错误；
D．金属虽然发生形变，“各层之间发生了相对滑动”，但不致断裂，就是因为“金属离子与自由电子之间的较强作用”仍然存在，D正确；
综上所述答案为AC。
2．CD
【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu(H2O)4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，A正确；
B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为=4，B正确；
C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，C不正确；
D．金属Cu原子形成的金属晶体为最密堆积，每个Cu原子周围同一层有6个Cu原子，上、下层各有3个Cu原子，所以其配位数均为12，D不正确；
故选CD。
3．B
【详解】A．金属原子价电子数较少，容易失去电子，不能说明金属有延展性，A错误；
B．金属受外力作用时，金属原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故金属有良好的延展性，B正确；
C．金属的延展性与原子层的相对滑动有关，与电子的运动无关，C错误；
D．自由电子传递能量与金属延展性无关，可以影响金属的导热性，D错误。
答案选B。
4．C
【详解】A．金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误；
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，从而发生热的传导，故B错误；
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子起到润滑剂的作用，使得金属不会断裂，故C正确；
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，故D错误；
综上所述，答案为C。
5．B
【详解】A．金属原子价电子数较少，容易失去电子，不能说明金属有延展性，A错误；
B．金属受外力作用时，金属原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故金属有良好的延展性，B正确；
C．金属的延展性与原子层的相对滑动有关，与电子的运动无关，C错误；
D．自由电子传递能量与金属延展性无关，可以影响金属的导热性，D错误。
答案选B。
6．C
【详解】一般合金的熔点低于各组成金属单质的熔点，而铝与钠比较，钠的熔点较低，故上述晶体的熔点从低到高依次为：③②①，故答案为C。
7．B
【详解】A．据题图可看出，镉的堆积方式为六方堆积，A项错误；
B．据题图可看出，镉的堆积方式为六方堆积，B项正确；
C．一个金属原子周围紧邻的金属原子数目为12个，故配位数为12，C项错误；
D．铜的堆积方式为面心立方堆积，镉的堆积方式与铜的堆积方式不相同，D项错误；
答案选B。
8．B
【详解】A．由金属晶体的晶胞结构图可知：①为简单立方堆积；②为体心立方堆积；③为六方最密堆积；④为面心立方最密堆积，A错误；
B．顶点为8个晶胞共用；面为2个晶胞共用；晶胞体内原子为1个晶胞单独占有。晶胞①中原子个数=8×=1；晶胞②中原子个数=1+8×=2；晶胞③中原子个数=1+8×=2，晶胞④中原子个数=8×+6×=4，B正确；
C．①为简单立方堆积，配位数为6；②为体心立方堆积，配位数为8；③为六方最密堆积，配位数为12；④为面心立方最密堆积，配位数为12，C错误；
D．六方最密堆积与面心立方最密堆积的空间利用率相等，简单立方堆积、体心立方堆积不是最密堆积，空间利用率比六方最密堆积和面心立方最密堆积的小；体心立方堆积空间利用率比简单立方堆积的高，故空间利用率的大小关系为：①＜②＜③=④，D错误；
故合理选项是B。
9．D
【详解】A．金属晶体中存在阳离子，没有阴离子，A错误；
B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子之间的相互作用，B错误；
C．价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO是阴离子，D正确；
故选D。
10．A
【详解】A．据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误；
B．Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确；
D．该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确；
综上所述答案为A。
11．C
【详解】A．Fe是单质，δ、γ、α三种晶体结构不同，属于同素异形体，不是同分异构体，A项错误；
B．γ-Fe晶体中Fe原子处于顶点与面心，属于面心立方体紧密堆积，B项错误；
C．α－Fe晶体中Fe原子处于顶点，属于简单立方堆积，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个，C项正确；
D．δ-Fe晶体中，与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个，D项错误；
答案选C。
12．C
【详解】A．B原子位于顶点，个数为=1，A原子位于内部，个数为1，所以化学式为AB，A错误；
B．E、F分别占据4个顶点，个数相同，化学式为EF，B错误；
C．Z原子位于顶点，个数为=1，X原子位于内部，个数为1，Y原子位于面心，个数为=3，所以化学式为XY3Z，C正确；
D．A原子位于顶点和面心，个数为+=4，B原子位于棱心和内部，个数为1+=4，所以化学式为AB，D错误；
综上所述答案为C。
13．A
【详解】利用均摊法计算晶胞的微粒个数可知，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子，故一个晶胞中镁原子的个数为：；6个硼原子位于棱柱侧面上，故硼原子的个数为：，所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为：1：1，故化学式为MgB，故答案为：A。
14．A
【详解】根据均摊法可推知，第一个为六方最密堆积的晶胞，此晶胞中有两个金属原子；第二个为面心立方最密堆积的晶胞，此晶胞中有4个金属原子；第三个为体心立方堆积的晶胞，此晶胞中有2个金属原子；所以原子个数比为2∶4∶2，化简为1∶2∶1，所以选A。
15．B
【详解】A．由铁镁合金晶胞结构可知，铁原子处于面心和顶点位置，由均摊法计算可知，铁镁合金晶胞中含有铁原子数为，故A正确；
B．该晶胞参数为nm，Mg与Fe之间的最近距离为 nm，故B错误；
C．与铁原子最近的铁原子数有12个，故C正确；
D．储氢后的晶体化学式为，晶体密度为，故D正确；
故选B。
16． C B
【详解】(1)由分子间作用力形成的晶体，熔点较低，是分子晶体，A项不符合题意；由共价键结合形成共价键三维骨架结构的晶体，熔，点很高，是共价晶体，B项不符合题意；固体有良好的导电性、导热性和延展性是金属晶体的性质，C项符合题意。
故答案为：C；
(2)常温下，金属单质通常以金属晶体形式存在，但汞是特例，汞在常温下是液体，A项错误；金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用，在一定外力作用下，不会因形变而消失，这可以认为是电子气理论对金属具有良好延展性的解释，B项正确；温度升高，金属阳离子的振动频率和自由电子的无序运动增强，会使金属的电导性减弱，C项错误。
故答案为：B。
17． 5：1 1236
【详解】(1)从题图中可以看出，La位于平行六面体的顶角，晶胞中La的原子数为；平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子，故晶胞中Ni的原子数为；故该晶胞中Ni原于与La原子的数量比为5：1。
(2)由(1)知，该晶胞化学式为LaNi5，每个晶胞含1个LaNi5，则n(LaNi5)=，故该晶胞的质量m= mol，所以晶胞的体积为。
(3)该晶胞体积V=，一个晶胞能吸收6个氢原子，相当于3个H2，故所吸收H2的质量m=
则该合金储氢后氢气的密度，
故储氢能力。
18． B 4 4:3
【分析】根据晶胞结构，用均摊法时行分析。
【详解】（1）A.由晶胞结构可知，A位于晶胞的8个顶点，故金属Ca、Sr、Ba采用的是简单立方堆积，A不正确；
B.由晶胞结构可知，晶胞中含有A的数目为，含有B的数目为，含有O的数目为，故用A、B、O表示的钙钛型复合氧化物晶体的化学式为ABO3，B正确；
C.金属键没有方向性，故金属在发生形变后，金属键仍存在。在制造Fe薄片时，金属键没有完全断裂，C不正确；
D.V、Cr、Mn、Fe晶体均为金属晶体，其中均存在金属阳离子和自由电子，无阴离子存在，D不正确。
综上所述，说法正确的是B。
（2）①γ—Fe晶胞中，Fe位于晶胞的8个顶点和6个面心，故其含有的铁原子数为。
②δ—Fe中，铁原子的配位数为8；α—Fe中，铁原子的配位数为6，故两种晶体中铁原子的配位数之比为8:6=4:3。
③若α—Fe晶胞的边长为acm，其晶胞中只含1个Fe原子，则晶体的密度为；若γ—Fe晶胞的边长为bcm，其晶胞中含4个Fe原子，则晶体的密度为 。故两种晶体的密度之比为。
【点睛】求晶体的密度时，先求出一个晶胞的体积，再求出一个晶胞的质量，最后代入密度的计算公式即可求得。
19． 高 为离子晶体，而为分子晶体 角形 或 共价键
【分析】A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数的大小顺序为，A原子核外有3个未成对电子，则A是N；C元素是地壳中含量最高的金属元素，则C是；E原子核外的M层只有2对成对电子，则E是S；再结合题意分析可知，B是；在第3周期的单质晶体中，硅的晶体类型与其他均不相同，则D是；F原子的最外层电子数与B的相同，其余各层均充满电子，故F是。
【详解】(1)N、、、四种元素中，非金属性最强的是N，其他三种元素均位于第3周期，同一周期，第一电离能呈增大的趋势，则第一电离能由小到大的顺序是；
(2)是离子晶体，是分子晶体，前者的熔点高于后者；
(3)的中心原子的价电子对数，则N采取杂化；的中心原子的价电子对数，则其分子的空间结构为角形；
(4)的核外电子数是29，则其核外电子排布式是或；与形成的配离子的化学式是，其结构式是；
(5)原子半径，题给晶胞结构中，○表示N，●表示，该晶胞中的N原子数是，原子数是，则二者形成的化合物的化学式是；
(6) N、形成的化合物的化学式是，根据该化合物具有高沸点和高硬度的特点可知，晶体属于原子晶体，其晶体中的化学键是共价键。
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