课时梯级训练(16) 金属键与金属晶体（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019 单选版）

课时梯级训练(16)　金属键与金属晶体 1．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　) A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B．一般情况下，金属元素在化合物中显正价 C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同 D．金属元素的单质在常温常压下均为金属晶体 B　解析：对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋，A错误；有的金属元素只有一种正化合价，如Mg，C错误；金属汞在常温常压下为液体，D错误。 2．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，自由电子运动速率增大，金属的导电性减弱，D正确。 3．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体的熔点、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及金属阳离子半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　) A．金属镁的熔点高于金属铝 B．碱金属单质的熔点、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C．金属镁的硬度小于金属钙 D．金属铝的硬度大于金属钠 D　解析：影响金属晶体熔点、沸点的主要因素是金属键，金属键的强弱取决于金属阳离子所带电荷数的多少及金属阳离子半径大小。镁离子比铝离子的半径大且镁离子所带的电荷数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，其熔点、沸点比金属铝小，A错误；从Li到Cs，金属离子的半径是逐渐增大的，金属阳离子所带电荷数相同，金属键逐渐减弱，熔点、沸点逐渐减小，B错误；镁离子的半径比钙离子的小，镁离子、钙离子所带电荷数相同，金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁的硬度比金属钙大，C错误；铝离子的半径比钠离子的小且铝离子所带电荷数比钠离子的多，金属铝的金属键比金属钠的强，所以金属铝的硬度比金属钠大，D正确。 4．下列各组物质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，金属阳离子所带电荷数逐渐增大，故Na、Mg、Al的熔点逐渐升高，④正确。 5．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正三角形 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，后者存在范德华力、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。 6．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：每个晶胞含有铁原子个数为8×＋6×＝4个，含有8个镁原子，则镁、铁原子个数比为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，所带电荷数越多，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个铁原子和8个镁原子，则该晶胞的质量为g＝g，D正确。 7．2022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；根据均摊法，氧原子位于顶角和体心，含氧原子数为8×＋1＝2，铜原子有4个，则晶体的化学式为Cu2O，D正确。 8．我国的超级钢研究居于世界领先地位。某种超级钢中除Fe外，还含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%。下列说法错误的是(　　) A．上述五种元素中，有两种位于周期表的p区 B．超级钢的晶体是金属晶体 C．X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构 D．超级钢中存在金属键和离子键 D　解析：上述五种元素中，C、Al的最外层电子都分布在p轨道，所以它们位于周期表的p区，A正确；超级钢属于合金，它的晶体中只存在金属键，故属于金属晶体，B正确、D错误；X射线衍射实验，可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析，从而确定超级钢的晶体结构，C正确。 9．X是第四周期元素，其原子最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层电子数相同。下列说法错误的是(　　) A．单质X的晶体类型为金属晶体 B．已知单质X是面心立方最密堆积，其中X原子的配位数为8 C．元素Y的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5 D．X与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示，则该化合物的化学式为CuCl B　解析：依据题给信息可推知，X为铜元素，Y为氯元素。Cu属于金属元素，单质铜的晶体类型为金属晶体，A正确；金属铜是面心立方最密堆积，每个铜原子的配位数是12，B错误；Y是氯元素， 其原子核外电子数为17，依据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，C正确；依据晶胞结构，利用均摊法分析，每个晶胞中含有的铜原子个数为8×＋6×＝4，氯原子个数为4，则该化合物的化学式为CuCl，D正确。 10．铁有α、γ、δ三种晶体结构，在一定条件下可以相互转化。晶胞结构如图所示，晶胞中距离最近的铁原子均相切。下列说法错误的是(　　) A．铁的导电性、导热性、延展性都可以用电子气理论来解释 B．α、γ、δ铁的晶胞中铁原子个数比为1∶4∶2 C．α、γ、δ铁的晶胞边长的之比为1∶∶ D．γ-铁在一定条件下转化为δ-铁后密度变小 C　解析：电子气理论指出金属阳离子“浸泡”在电子气中，可以解释铁的导电性、导热性和延展性，A正确；α-铁为简单立方堆积，γ-铁为面心立方堆积，δ-铁为体心立方堆积，故晶胞中铁原子数之比为1∶4∶2，B正确；设铁原子直径为a，α-铁中一条边上的原子相互接触，则α-铁的边长为a，而γ-铁中面对角线上的原子相互接触，则边长为a，而δ-铁中体对角线上原子相互接触，边长为，C错误；γ-铁中平均一个铁原子占据体积为＝a3，δ-铁中平均一个铁原子占据体积为＝a3，故γ-铁在一定条件下转化为δ-铁后密度变小，D正确。 11．氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃。氯化三乙基锡的合成方法如图所示。下列说法错误的是(　　) A．氯化三乙基锡和四乙基锡的熔点、沸点不同是因为其分子间作用力不同 B．低温下，氯化三乙基锡为分子晶体 C．1 mol四乙基锡中含有28 mol σ键 D．2-氯丙烷与氯乙烷互为同分异构体 D　解析：氯化三乙基锡和四乙基锡均为分子晶体，其熔点、沸点的高低取决于分子间作用力的大小，A正确；氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃，可推知低温下，氯化三乙基锡为分子晶体，B正确；一个四乙基锡中含有20个C—H、4个C—C和4个C—Sn，则1 mol四乙基锡中含有28 mol σ键，C正确；2-氯丙烷与氯乙烷的分子式不同，不互为同分异构体，D错误。 12．镧(57La)和镍(28Ni)的一种合金可作为储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示，镍原子除一个在中心外，其他都在面上，镧原子在顶角上，储氢时氢原子存在于金属原子之间的空隙中。下列有关该储氢材料及氢气的说法正确的是(　　) A．若每个晶胞可储存3个H2分子，则该材料储氢后的化学式为LaNi5H6 B．该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，属于共价晶体 C．氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时释放热量 D．氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱 A　解析：由晶胞结构可知，每个晶胞含有La的个数为8×＝1个，含有Ni个数为1＋8×＝5个，La、Ni个数比为1∶5，则该晶体的化学式为LaNi5，每个晶胞可储存3个H2分子，故该材料储氢后的化学式为LaNi5H6，A正确；该材料属于合金，属于金属晶体，B错误；氢分子解离变成氢原子，断裂共价键，要吸收能量，C错误；氢气分子中不能形成氢键，D错误。 13．如图为金属钾晶体的晶胞结构，实验测得钾的密度为ρ(g/cm3)，已知钾的摩尔质量为a(g/mol)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，假定金属钾原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钾原子的半径r(cm)为(　　) A．　　　　　　 B． C． D． C　解析：在晶胞中含有钾原子数为1＋8×＝2，设晶胞边长为x，根据ρ＝得，ρ＝，x＝，则晶胞的体对角线长度为，所以钾原子半径＝。 14．(1)已知铁为面心立方晶体，其晶胞结构如图 Ⅰ 所示，面心立方的晶胞结构特征如图 Ⅱ 所示。若铁原子的半径为1.27×10－10 m，试求铁的晶胞边长，即图 Ⅲ 中AB的长度为________ m。 (2)下图为一个金属铜的晶胞： ①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是______个。 ②此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 g/mol，金属铜的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的值为__________(用a、ρ表示)。 答案：(1)3.59×10－10　(2)①4　② 解析：(1)由图 Ⅲ 可以得：AB＝×2×1.27×10－10 m≈3.59×10－10 m。 (2)①用均摊法求解，8×＋6×＝4；②根据密度关系：＝ρ·a3，从而可知NA＝。 15．研究表明，某些病毒在铜表面存活时间最短，仅为4小时，铜被称为细菌病毒的“杀手”；某些铜的合金具有很好的储氢功能。回答下列问题： (1)铜的晶胞结构如图所示，铜原子的配位数为________，基态铜原子的价电子排布式为________。 (2)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如下图所示。 ①基态镍原子的价层电子轨道表示式为__________________。 ②若原子A的坐标参数为(0，1，0)，原子B的坐标参数为____________。 ③若该晶体密度为d g/cm3，则铜镍原子间最短距离为________cm。(NA表示阿伏加德罗常数的值) 答案：(1)12　3d104s1 ②(，0，)　③× 解析：(1)金属铜是面心立方最密堆积方式，铜原子处于顶角与面心，顶角铜原子与面心铜原子相邻，每个顶角为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，则晶胞中铜原子配位数＝×3×8＝12；Cu是29号元素，处于第四周期第ⅠB族，价电子排布式为3d104s1。(2)①Ni为28号元素，基态Ni的价层电子排布式为3d84s2，价层电子轨道表示式为 ②镍原子的坐标参数为(0，1，0)，铜原子位于底面的中心，以此可知Cu的坐标参数为(，0，)。 ③晶胞中铜原子在面心，镍原子在顶角，根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×＝3，镍原子的个数为8×＝1；该晶胞的组成为Cu3Ni，密度为d g/cm3，NA为阿伏加德罗常数的值，设晶胞参数为a，根据密度ρ＝，即d＝则晶胞参数a＝ cm，如图所示，设晶体中任意1个镍原子到铜原子的最近距离为x，则2x2＝a2，x＝a＝×。 学科网（北京）股份有限公司 $$