选择性必修2 3.3 第1课时 金属晶体 同步练习题(含解析)

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3.3 第1课时 金属键 金属晶体 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 下列有关金属的说法正确的是(　　)
A．常温下都是晶体
B．最外层电子数小于3个的都是金属
C．任何状态下都有延展性
D．都能导电、传热
2． 下列有关金属元素特征的叙述中正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质的熔点总是高于分子晶体
3． 下列关于金属晶体的叙述正确的是(　　)
A．钙的熔、沸点低于钾
B．常温下，金属单质都以晶体形式存在
C．含有阳离子的化合物晶体，不一定含有阴离子
D．金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
4． 下列关于金属及金属键的说法正确的是(　　)
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．金属在常温下都是晶体
5． 关于晶体的下列说法正确的是(　　)
A．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子
B．晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子
C．有金属光泽的晶体一定是金属晶体
D．根据晶体能否导电能判断晶体是否属于金属晶体
6． 下列有关金属的说法正确的是(　　)
A．常温下都是晶体
B．最外层电子数小于3个的都是金属
C．任何状态下都有延展性
D．都能导电、传热
7． 某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警。“防盗玻璃”能报警是利用了金属的(　　)
A．延展性　　　　 B．导电性　 C．弹性　　　　　 D．导热性
8． 下列有关金属元素特征的叙述中正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质的熔点总是高于分子晶体
9． 如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
10．某复合型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，这种化合物具有良好的电学性能。下列说法正确的是(　　)
A．金属Ca、Sr、Ba的熔点依次升高
B．用A、B、O表示的该复合型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
11．下列关于金属键的叙述中，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粒子间的强烈相互作用，其实质是一种电性作用
B．金属键可以看作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．自由电子在整个金属内部的三维空间中自由运动
12．下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是(　　)
A．金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性
B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的相互作用，共价键有方向性和饱和性
C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大
D．氢键不是化学键而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间
13．在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，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>Li
C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al
14．金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，且研究表明，一般金属原子半径越小，价层电子数越多，金属键越强。由此判断下列说法正确的是(　　)
金属 Na Mg Al Cr
原子价层电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔、沸点低于钙
C．镁的硬度小于钾 D．钙的熔、沸点高于钾
15． 《X射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图Ⅰ、Ⅱ所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B．图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3
C．图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个
D．设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm,则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm-3
二、填空题（本题包括4个小题，共40分）
16．(10分) (1)Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子原子质量为M，请回答：
(1)晶胞中Al原子的配位数为________，一个晶胞中Al原子的数目为________。
(2)该晶体的密度为__________(用字母表示)。
17．(10分)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密堆积，图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构。
(1)其晶胞内金属原子个数比为_______________。
(2)三种堆积方式实质是金属阳离子的堆积方式，那么自由电子有无确切的堆积方式 _____(填“有”或“无”)。
(3)影响金属晶体熔点的主要因素是___________。
18．(10分) (1)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中原子之间的作用力是______________。
(2)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体 空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(见图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为________________。
19．(10分) (1)如图甲所示为二维平面晶体示意图，化学式表示为AX3的是________。
(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题：
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________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此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。
(3)《X射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如下图所示。下列有关说法正确的是________。
A．图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B．图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3
C．图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个
D．设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm，则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm－3
1．答案：D
解析：Hg常温下是液态，不是晶体，A项错误。H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误。金属的延展性指的是能抽成细丝、轧成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以C项也是错误的。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此D项是正确的。
2．答案：B
解析：金属在化合物中一定显正价，B正确；金属元素的原子只有还原性，但离子如Fe2＋既有氧化性，又有还原性，A错误；金属元素有的是变价元素，有的化合价没变化，C错误；金属晶体的熔沸点差距较大，有些金属晶体的熔沸点很低，如Hg在常温下是液体，D错误。
3．答案：D
解析：原子半径：CaK，所以金属键：Ca>K，故熔、沸点：Ca>K，A项错误；Hg在常温下为液态，B项错误；含有阳离子的化合物是离子化合物，一定含有阴离子，C项错误；在外力作用下，金属原子的密堆积层发生相对滑动，因“自由电子”属于整个金属，故金属键不会因形变而消失，D项正确。
4．答案：B
解析：金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，没有方向性和饱和性，A错误，B正确；金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，C错误；Hg在常温下是液体，D错误。
5．答案：B
解析：金属晶体较特殊。金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子，A项错；晶体中只要有阴离子，根据电荷守恒，就一定有阳离子，B项正确；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨。
6．答案：D
解析：Hg常温下是液态，不是晶体，A项错误。H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误。金属的延展性指的是能抽成细丝、轧成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以C项也是错误的。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此D项是正确的。
7．答案：B
解析：新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警，利用的是金属的导电性。
8．答案：B
解析：金属在化合物中一定显正价，B正确；金属元素的原子只有还原性，但离子如Fe2＋既有氧化性，又有还原性，A错误；金属元素有的是变价元素，有的化合价没变化，C错误；金属晶体的熔沸点差距较大，有些金属晶体的熔沸点很低，如Hg在常温下是液体，D错误。
9．答案：C
解析：金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A项错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属原子碰撞，从而发生热的传导，B项错误；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，D项错误。
10．答案：B
解析：金属Ca、Sr、Ba的熔点依次降低，A不正确；由晶胞结构可知，晶胞中含有A的数目为8×=1，含有B的数目为1，含有O的数目为6×=3，故用A、B、O表示的题给复合型氧化物晶体的化学式为ABO3，B正确；在制造Fe薄片时，金属键没有断裂，C不正确；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。
11．答案：B
解析：金属键的实质是电性作用，无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，被整个金属的阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。故选B。
12．答案：D
解析：氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，也可以存在于分子内，所以应选择D选项。
13．答案：C
解析：电荷数Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋，金属阳离子半径：r(Ba2＋)>r(Ca2＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)>r(Li＋)，则C正确；B中Li>Na，D中Al>Mg>Ba。
14．答案：D
解析：价层电子数Al>Mg，原子半径AlCa，故B项错误；价层电子数Mg>K，原子半径MgK，原子半径Ca15．答案：B
解析：图Ⅰ中，铜原子个数为8×+2×=2，金原子个数为4×=2，故化学式为CuAu。图Ⅱ中，铜原子个数为8×=1，金原子个数为6×=3，故化学式为CuAu3。图Ⅱ中，铜原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有6个。图Ⅰ中，铜原子、金原子各为2个，晶胞的体积为a3 cm3，密度ρ=m/V=[×(64+197)÷a3]g·cm-3= g·cm-3。
16．答案：(1)12　4 (2)
解析：(1)Al属于ABCABC……方式堆积的面心立方最密堆积，配位数为12，一个晶胞中Al原子的数目为8×＋6×＝4个。(2)把数据代入公式ρV＝M得ρ×(2d)3＝M，解得ρ＝。利用公式求金属晶体的密度，关键是找出晶胞正方体的边长。本题中面对角线的长度为4d，然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得晶胞正方体的边长。
17．答案：(1)1∶2∶1 (2)无 (3)金属键的强弱
18．答案：(1)3∶1　金属键　 (2)H8AuCu3
解析：(1)由于是面心立方最密堆积，晶胞内N(Cu)＝6×＝3，N(Au)＝8×＝1。(2)根据CaF2结构图可以知道，氢原子在晶胞内(白球)，数目是8个，储氢后的化学式为H8AuCu3。
19．答案：(1)b　 (2)①4 　②C　 ③　 (3)B
解析：(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1?2、1?3，求出化学式分别为AX2、AX3，故答案为b。(2)用“切割分摊法”：①8×＋6×＝4；②面心立方晶胞；③·64＝ρ·a3，NA＝。(3)题图Ⅰ中，铜原子数为8×＋2×＝2，金原子数为4×＝2，故化学式为CuAu。题图Ⅱ中，铜原子数为8×＝1，金原子数为6×＝3，故化学式为CuAu3。题图Ⅱ中，铜原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有6个。题图Ⅰ中，铜原子、金原子各为2个，晶胞的体积为a3 cm3，密度ρ＝＝×(64＋197)÷a3＝ g·cm－3。
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