人教版化学高二选修3第三章第三节金属晶体同步练习

登陆21世纪教育助您教考全无忧
人教版化学高二选修3第三章第三节金属晶体同步练习
1．下列不属于金属晶体通性的是(　　)
A．易导电　　　　　　　 B．易导热
C．有延展性 D．高熔点
答案：D
解析：解答：并不是所有的金属熔点都很高，如汞在常温下是液体。
分析：本题考查金属晶体的性质，某些晶体除具有通性以外还常具有自己的特性。
2．关于“电子气”的理解不正确的是(　　)
A．金属原子的电子全部脱落下来，形成了“电子气”
B．金属键是“电子气”与金属阳离子间的作用力
C．每个金属原子提供的电子都与周围的全体原子共用
D．金属键不具有方向性
答案：A
解析：解答：“电子气”是金属原子脱落下来的价电子形成的，并非所有电子，电子气为所有原子所共有，因此电子气不具有方向性，共价键具有方向性，C项正确，D项正确，A项错；金属键是“电子气”与金属阳离子间的作用力，B项正确。
分析：本题考查金属键的形成以及金属键的性质，熟练掌握金属键的定义是解题的关键 。
3．金属具有延展性的原因是(　　)
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，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈的作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
答案：B
解析：解答：金属具有延展性是因为金属晶体形成的作用是金属离子与自由电子之间的金属键，当金属发生变形时，金属离子与自由电子间的作用依然存在，不会发生断裂，因此金属具有良好的延展性。
分析：本题考查金属的具有延展性的根本原因，熟练掌握金属晶体的结构是解题的关键 。
4．金属晶体、离子晶体、分子晶体采取密堆积方式的原因是(　　)
A．构成晶体的微粒均可视为圆球
B．三种晶体的构成微粒相同
C．金属键、离子键、范德华力均无饱和性和方向性
D．三种晶体构成微粒的多少及相互作用力相同
答案：C
解析：解答：三种晶体的构成粒子之间的相互作用均无饱和性和方向性，因此形成晶体时按最高配位数形式进行堆积。
分析：本题考查晶体中微粒的堆积方式中的紧密堆积，熟练掌握堆积方式与饱和性和方向性的关系是解题的关键 。
5．下列事实中，一般不能用于判断金属性强弱的是(　　)
A．金属间发生的置换反应
B．1mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D．金属元素的单质与水或酸置换出氢的难易程度
答案：B
解析：解答：判断金属性强弱的依据很多，如金属性强的金属可以置换金属性弱的金属；金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强，还可以根据金属元素置换水中或酸中氢的难易程度等方法都可以判断，但要注意金属的物理性质及金属在反应中失电子数的多少不能作为金属性强弱判断的依据。
分析：本题考查金属单质的金属性强弱的判断依据。
6．关于钾型晶体(下图)的结构的叙述正确的是(　　)
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
答案：C
解析：解答：钾型晶体的晶胞为立方体，是非密置层的一种堆积方式，其中有8个顶点原子和1个体心原子，晶胞内含有8×＋1＝2个原子。
分析：本题考查金属晶体和金属晶体的基本堆积模型以及金属晶体的晶胞计算。
7．下列各物质中，按熔点由低到高排列正确的是(　　)
A．O2、I2、Hg B．铝硅合金、铝、金刚石
C．Na、K、Rb D．SiC、金属钠、SO2
答案：B
解析：解答： A项中Hg呈液态，O2、I2分别呈气、固态，熔点O2＜Hg＜I2；B项中合金的熔点较其成分金属Al低，金刚石为原子晶体，熔点高，符合题意；C项中同主族的Na、K、Rb金属键依次减弱，熔点降低；D项中SiC为原子晶体熔点较高，金属钠为金属晶体，熔点较低。SO2为分子晶体，故熔点依次降低。
分析：构成晶体的微粒间的相互作用越强，熔点就越高。一般原子晶体熔点最高，离子晶体熔点较高，分子晶体熔点较低，金属晶体由于不同金属中金属键强度差别较大，其熔点高低差别较大。
8．下列有关金属晶体的堆积模型的说法正确的是(　　)
A．金属晶体中的原子在二维平面有三种放置方式
B．金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配位数都是6
C．镁型堆积和铜型堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式
D．金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间的利用率相同
答案：C
解析：解答：金属晶体中的原子在二维平面只有密置层和非密置层两种放置方式，A项错；非密置层在三维空间可形成简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式，其配位数分别是6和8，B项错；金属晶体中的原子在三维空间有四种堆积方式，其中镁型和铜型堆积的空间利用率较高，C项正确，D项错。
分析：本题考查金属晶体的基本堆积模型，熟练掌握各种类型的金属晶体堆积形式是解题的关键 。
9．铁有δ、γ、α三种同素异形体，如下图所示，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．δ Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
B．α Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C．若δ Fe晶胞边长为acm，α Fe晶胞边长为bcm，则两种晶体密度比为2b3：a3
D．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
答案：D
解析：解答：由题图知，δ Fe晶体中与铁原子等距离且最近的铁原子有8个，A项正确；α Fe晶体中与铁原子等距离且最近的铁原子有6个，B项正确；一个δ Fe晶胞占有2个铁原子，一个α Fe晶胞中占有1个铁原子，故两者密度比为：： =2b3：a3，C项正确；晶体加热后急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不同。
分析：本题考查金属晶体的结构和晶胞的计算，熟练掌握观察晶胞结构的空间想象是解题的关键 。
10．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化学键，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
答案：D
解析：解答：氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子内(如)，所以应选择D项。
分析：本题考查不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别，熟练掌握各种晶体微粒间的作用力是解题的关键 。
11．金属键的实质是(　　)
A．自由电子与金属阳离子之间的相互作用
B．金属原子与金属原子间的相互作用
C．金属阳离子与阴离子的吸引力
D．自由电子与金属原子之间的相互作用
答案：A
解析：解答：金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，微粒间的作用力，称金属键。
分析：本题考查金属键的概念，熟练掌握金属键的形成是解题的关键 。
12．下列说法错误的是(　　)
A．在金属晶体中有阳离子无阴离子
B．金属晶体通常具有良好导电性、导热性和延展性
C．金属晶体中存在共价键
D．分子晶体的熔、沸点与化学键无关
答案：C
解析：解答：C中金属晶体中只含金属键。D中分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。
分析：熟练掌握各种晶体中微粒间的作用力是解题的关键 。
13．关于晶体的下列说法正确的是(　　)
A．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高
D．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低
答案：A
解析：解答：晶体中只要含有阴离子则一定含有阳离子，但是，含阳离子的晶体不一定含有阴离子，如金属晶体。晶体的熔点不直接与晶体类型有关，因为金属晶体熔点差别很大，高的比原子晶体高，低的比分子晶体低。
分析：本题考查晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系，金属晶体的组成等。
14．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化学键，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
答案：D
解析：解答：氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子内，如
分析：本题考查化学键的作用力以及分子间作用力和氢键等，熟练掌握不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别是解题的关键 。
15．铝硅合金(含硅13．5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合于铸造。现有下列三种晶体：①铝　②硅　③铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是(　　)
A．①②③ B．②①③
C．③②① D．③①②
答案：D
解析：解答：三种晶体中，一般合金的熔点低于组分的金属单质的熔点，而铝与硅相比，硅属于原子晶体具有较高的熔点，故答案为D。
分析：本题考查晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系，熟练掌握比较熔沸点的比较方法是解题的关键 。
16．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
答案：C
解析：解答：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。
分析：本题考查金属晶体熔沸点的比较，熟练掌握比较金属性晶体熔沸点的规律是解题的关键 。
17．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为六方最密堆积，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
答案：B
解析：解答：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，②与③判断有误，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为：①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C项不正确；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，所以D项不正确，应为④＝③>②>①。
分析：本题考查了金属晶体的堆积方式。准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键。
18．金属晶体堆积密度大，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较少
B．金属晶体中存在自由移动的电子
C．金属晶体的原子半径较大
D．金属键不具有方向性和饱和性
答案：D
解析：解答：金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和性，所以金属原子能以最紧密的方式堆积，故原子的配位数高，这样能充分利用空间。
分析：本题考查金属键的性质以及金属晶体的堆积方式。
19．下列关于金属晶体的叙述中，正确的是(　　)
A．温度越高，金属的导电性越强
B．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
C．金属晶体堆积密度大，能充分利用空间的原因是金属键没有饱和性和方向性
D．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在外力作用下会发生断裂，故金属无延展性
答案：C
解析：解答：温度高，金属离子的热运动加快，对自由电子的移动造成阻碍，导电性减弱，A项错；常温下，Hg为液态，不属于晶体形态，B项错；金属键无方向性和饱和性，在外力作用下，一般不会断裂，即金属具有延展性，D项错；正是因为金属键无方向性和饱和性，所以金属晶体中的金属原子一般采用最密堆积，尽量充分利用空间。
分析：本题考查金属晶体的性质和金属键的性质，熟练掌握金属键对金属晶体的性质的决定作用是解题的关键 。
20．下列叙述不正确的是(　　)
A．金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高
B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理
D．金属铜和镁均以ABAB……方式堆积
答案：D
解析：解答：晶体一般尽量采取紧密堆积方式，但原子晶体中共价键具有饱和性和方向性，所以不遵循这一原理；Mg以ABAB……方式堆积，但Cu以ABCABC……方式堆积。
分析：本题考查金属晶体的堆积形式与金属键的关系。
二、非选择题
21．判断下列晶体类型。
(1)SiI4：熔点120．5℃，沸点287．4℃，易水解：________。
答案：分子晶体
(2)硼：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大：________。
答案：原子晶体
(3)硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿：________。
答案：分子晶体
(4)锑：熔点630．74℃，沸点1750℃，导电：________。
答案：金属晶体
解析：
解答：(1)SiI4熔点低，沸点低，是分子晶体。
(2)硼熔、沸点高，硬度大，是典型的原子晶体。
(3)硒熔、沸点低，易溶于CHCl3，属于分子晶体。
(4)锑熔点较高，沸点较高，固态能导电，是金属晶体。
分析：本题考查根据晶体的性质判断晶体的类型，熟练掌握晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系是解题的关键 。
22． (1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化，其晶胞结构如图所示。
它的化学式为________。
答案：LaNi5
(2)镁系合金是最早问世的合金之一，经X 射线衍射实验分析得镁铜合金为面心立方结构，镁镍合金为六方最密堆积。镁系合金的优点是价格较低，缺点是要加热到250℃以上时才释放出氢气。下列有关说法不正确的是(　　)
A．金属铜的晶胞结构为
B．已知钛和镁的堆积方式相同，均为六方最密堆积，则其堆积方式为
C．镁铜合金晶体的原子空间利用率为74%
D．镁镍合金晶体的配位数为12
答案：A
(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，其结构如图。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acm，则图Ⅰ中合金的密度为g·cm－3
答案： B
解析：解答：(1)根据晶胞结构图可知，面心上的原子为2个晶胞所共有，顶点上的原子为6个晶胞所共有，棱上的原子为3个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所共有，所以晶胞中La原子有3个，Ni原子有15个，则镧系合金的化学式为LaNi5。
(2)铜是面心立方堆积结构(如图所示)，而A项中的图为六方最密堆积结构，A项不正确；钛和镁晶体是按“ABAB…”的方式堆积，B项正确；面心立方最密堆积和六方最密堆积的配位数均为12，空间利用率均为74%，C、D项正确。故答案为A。
(3)图Ⅰ中，铜原子数为8×＋2×＝2，金原子数为4×＝2，故化学式为CuAu。图Ⅱ中，铜原子数为8×＝1，金原子数为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a3cm3，密度ρ＝m/V＝×(64＋197)÷a3g·cm－3＝g·cm－3。
分析：本题考查晶胞的计算、金属晶体的基本堆积模型，熟练掌握金属晶体的密堆积形式是解题的关键 。
23．如下图所示为金属原子的四种基本堆积模型，请回答以下问题：
(1)以下原子堆积方式中，空间利用率最低的是________(在图中选择，填字母)，由非密置层互相错位堆积而成的是________。
答案：A|B
(2)金属铜的晶胞模型是________，每个晶胞含有______个Cu原子，每个Cu原子周围有________个紧邻的Cu原子。
答案： C|4|12
解析：解答：A为简单立方堆积，为非密置型，空间利用率最低。金属铜采取面心立方最密堆积，每个晶胞内含有的铜原子个数为8×＋6×＝4。取顶角上的一个铜原子考察，离它最近的铜原子共有12个。
分析：熟练掌握均摊法计算晶体的组成是解题的关键 。
24．铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_________________________________________________________。
答案：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是________。
答案：白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O
(3)SO的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是________。
答案：正四面体|sp3
(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子价层电子的排布式为________；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子的数量之比为________；该晶体中，原子之间的作用力是________。
答案：5d106s1|3:1|金属键
(5)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，该晶体储氢后的化学式应为________。
答案：H8AuCu3
解析：解答： （1）根据铜与浓硫酸的反应进行书写化学方程式。（2）根据硫酸铜晶体的性质回答。(3)硫酸根中心原子的孤对电子数为6－2×4＋2＝0，成键电子对数为4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化。(4)由于是面心立方最密堆积，故晶胞内N(Cu)＝6×＝3，N(Au)＝8×＝1。(5)若将Cu原子与Au原子等同看待，可得储氢后的化学式为H8AuCu3。
分析：本题是对物质结构与性质的综合考查。包含铜元素相关性质的考查、硫酸根空间结构的考查、杂化轨道的考查、原子结构的考查、晶体结构及相关计算的考查等。
25．金晶体是面心立方体，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为Acm，
求：
(1)金晶体中最小的一个立方体含有________个金原子。
答案：4
(2)金的密度为________g·cm－3。(用带A计算式表示)
答案：
(3)金原子空间占有率为________。(Au的相对原子质量为197，用带A计算式表示)
答案： 0．74或74%
解析：
解答：(1)根据晶胞结构可知，金晶体中最小的一个立方体含有(8×1/8＋6×1/2)＝4个金原子。
(2)金原子半径为Acm，则晶胞中面对角线是4Acm，所以晶胞的边长是2Acm，所以×NA＝4，解得ρ＝。
(3)晶胞的体积是(2A)3，而金原子占有的体积是4×πA3，所以金原子空间占有率为4×πA3/(2A)3＝＝74%(0．74)。
分析：本题考查金属晶体的密度计算花空间占用率的计算，具有立体空间的想象能力是解题的关键 。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
21世纪教育网www.21cnjy.com精品资料·第13页（共13页）版权所有@21世纪教育网