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课时梯级训练(16) 金属键与金属晶体
1.(2023·怀仁高二质检)下图是金属晶体内部的电子气理论示意图:
仔细观察并用电子气理论解释金属导电的原因是( )
A.金属能导电是因为含有金属阳离子
B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动
C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
B 解析:在金属晶体中,充满着带负电荷的“电子气”,“电子气”的运动是没有方向的,但在外加电场的作用下,“电子气”会发生定向移动,从而形成电流,故金属能够导电。
2.(教材改编题)下列关于金属晶体的叙述,不正确的是( )
A.常温下,金属单质并非都以金属晶体的形式存在
B.金属键在受到外力作用下,会因发生形变而消失
C.金属钾的熔点低于金属钙,与金属键有关
D.一般情况,温度越高, 金属的导电性越弱
B 解析:常温下,金属汞是液体,不是金属晶体,A正确;金属晶体受外力作用,层与层之间发生相对滑动,金属键变弱,但并未消失,B错误;K+半径大于Ca2+,K+所带电荷小于Ca2+,则金属钙中金属键强于金属钾,故钙的熔点高于钾,C正确;温度升高,自由电子运动速率加快,金属的导电性减弱,D正确。
3.(2023·成都高二质检)下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O2、I2、Hg ②CO、H2O、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
D 解析:常温下,O2为气体,I2是固体,Hg是液体,故熔点:O2<Hg<I2,①错误;CO、H2O都是分子晶体,H2O能形成氢键,其熔点高于CO;SiO2是共价晶体,其熔点最高,故CO、H2O、SiO2的熔点逐渐升高,②正确;Na、K、Rb是第ⅠA族金属,且离子半径逐渐增大,则金属键逐渐减弱,故Na、K、Rb的熔点逐渐降低,③错误;Na、Mg、Al同处于第三周期,离子半径逐渐减小,金属键逐渐增强,故Na、Mg、Al的熔点逐渐升高,④正确。
4.(2023·白山高二统考)我国科学家开发了CO2/Mg潮湿环境二次电池,化学反应原理为2Mg+3CO2+2H2O===2MgCO3·H2O+C。下列说法错误的是( )
A.MgCO3中阴离子的空间结构为平面三角形
B.固态CO2和H2O都是分子晶体,内部存在的粒子间作用力相同
C.H2O中氢、氧原子的个数比为2∶1,体现了共价键的饱和性
D.单质镁是由镁离子和自由电子构成的金属晶体
B 解析:碳酸根离子的中心原子价层电子对数为3+=3,则碳原子采取sp2杂化,CO的空间结构为平面正三角形,A正确;固态CO2和H2O都是分子晶体,内部存在的粒子间作用力不完全相同,前者存在范德华力和共价键,后者存在氢键和共价键,B错误;H2O中氢、氧原子的个数比为2∶1,分子内原子均为稳定结构,体现了共价键的饱和性,C正确;单质镁是金属晶体,由镁离子和自由电子构成,D正确。
5.(2023·德州高二质检)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Fe,白球代表Mg)。下列说法不正确的是( )
A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe
B.晶体中存在的化学键类型为金属键
C.金属的熔点:Mg<Ca
D.该晶胞的质量为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C 解析:每个晶胞含有Fe原子个数为8×+6×=4个,含有8个Mg原子,则Mg、Fe原子个数比为8∶4=2∶1,故铁镁合金的化学式为Mg2Fe,A正确;铁镁合金属于金属晶体,存在金属键,B正确;离子半径越小,所带电荷越多,金属键越强,金属的熔点越高,由于Mg2+半径小于Ca2+,金属Mg中金属键强于金属Ca,故Mg的熔点高于Ca,C错误;该晶胞中含有4个Fe原子和8个Mg原子,则该晶胞的质量为g=g,D正确。
6.(2023·黄石高二质检)2022年1月12日《自然》公布了我国科学家利用高温超导钇钡铜氧(YBCO)薄膜发现奇异金属。下列说法错误的是( )
A.金属铜晶体由Cu2+和自由电子构成
B.氧化钡(BaO)晶体是金属晶体
C.基态Cu+的价层电子排布式为3d10
D.如图所示晶胞代表的晶体的化学式为Cu2O
B 解析:金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,粒子间的作用力为金属键,A正确;氧化钡含离子键,属于离子化合物,故不是金属晶体,B错误;Cu是29号元素,其价层电子排布式为3d104s1,失去1个电子形成Cu+,其价层电子排布式为3d10,C正确;由“均摊法”,O原子位于顶角和体心,含O原子数为8×+1=2,Cu原子有4个,则晶体的化学式为Cu2O,D正确。
7.(2023·南充高二诊断)我国的超级钢研究居于世界