3.1 金属键 金属晶体 课时训练 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

3.1 金属键 金属晶体 课时训练 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是 A．易传热 B．加工易变性但不碎 C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽 2．常温常压下，下列物质为金属晶体的是 A．铂 B．汞 C．石英 D．金刚石 阅读下列材料，完成下列问题： 周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍及其合金是优秀的航天材料；镁可以和铝制成性能优异的镁铝合金；生石灰可用于酸性废水处理等，次氯酸钙可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂等；放射性同位素89Sr用来治疗骨癌；硫酸钡可有效吸收X射线。 3．下列说法不正确的是 A．放射性同位素89Sr中89是质量数 B．电离能大小： C．向冷的石灰乳中通入氯气可制得漂白粉，其有效成分为次氯酸钙 D．镁铝合金晶胞(如图)中，Al周围距离最近且相等的Mg的数目为8 4．下列物质性质与用途不具有对应关系的是 A．铍合金的密度小且硬度大，可制作航天部件 B．生石灰有吸水性，可处理酸性废水 C．镁燃烧时发出耀眼白光，可制作闪光弹 D．硫酸钡吸收X射线，可制作防辐射材料 5．下列关于金属晶体的说法正确的是 A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B．不同金属晶体中金属键的强度不同 C．、、K的熔点逐渐升高 D．金属导电和熔融电解质导电的原理一样 6．铝的熔点、沸点比镁高的原因是 A．镁比铝活泼 B．铝的化合价比镁高 C．铝的外围电子比镁多、原子半径比镁小 D．铝能与酸碱反应 7．金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是 A．铝的硬度大于镁 B．钙的熔点低于钡 C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔、沸点高于钾 8．下列关于金属晶体的叙述正确的是 A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B．固体或熔融后易导电、熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Li、Na、Mg的熔点逐渐升高 D．温度越高，金属的导电性越好 9．铁有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶胞中含有4个铁原子，每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 B．晶体的空间利用率： C．晶胞中的原子堆积方式为六方最密堆积 D．铁原子的半径为，则晶胞的密度为 10．镁铝合金具有优异的性能，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．镁铝合金的化学式为 B．晶体中镁原子配位数为12 C．晶体中存在的化学键类型为金属键 D．该晶胞的质量是(NA表示阿伏加德罗常数的值) 11．下列有关叙述正确的是 A．任何固体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B．金属键越强，则该金属的熔点越低 C．将铁制品做成炊具，金属键没有被破坏 D．常温下，金属单质都以固体金属形式存在 12．类推是化学学习和研究中常用的思维方法，下列类推正确的是 A．晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，也必有阴离子 B．CuSO4溶液在空气中蒸干得到CuSO4固体，故Fe2(SO4)3溶液在空气中蒸干得到Fe2(SO4)3固体 C．适量CO2通入Ca(ClO)2溶液中可生成CaCO3和HClO，故适量SO2通入Ca(ClO)2溶液中可生成CaSO3和HClO D．Fe和S反应生成FeS，则Cu和S反应生成CuS 13．金红石属于四方晶系，是常见的重要结构型式之一，其结构如图，白色大球为A，黑色小球为B，则该晶体的化学式为    A．B2A B．B3A2 C．BA D．BA2 14．已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为    A．XYZ B．X2Y4Z C．XY4Z D．X4Y2Z 15．硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影，已知晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是    A．基态Zn原子中所有电子均成对 B．基态Se原子核外有36种不同空间运动状态的电子 C．A点原子的坐标为，则B点原子的坐标为 D．该晶体密度为 16． SO2和H2SO4在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸，过程如下：将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成SO2；SO2在V2O5催化作用下与空气中的O2在接触室中发生可逆反应，反应的热化学方程式表示为： ；生成的SO3在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收得到发烟硫酸()。下列关于常压下SO2催化氧化生成SO3的反应说法正确的是 A．如图所示为V2O5的晶胞 B．接触室中使用过量空气的目的是加快反应速率 C．有2 mol SO2(g)和1.5 mol O2(g)通过接触室，放出196.6 kJ热量 D．使用V2O5作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能 17．锆（Zr）是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该氧化物的化学式为 B．若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心 C．Zr原子之间的最短距离为 D．该氧化物的密度为 18．KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。下列说法不正确的是 A．K与O间的最短距离为0. 315 nm B．与K紧邻的O个数为12 C．在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于体心位置，O处于棱心位置 D．若KIO3晶体的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的值可表示为 19．下列说法正确的是 A．晶体中有阳离子就一定有阴离子 B．晶体中有阴离子就一定有阳离子 C．金属能导电是由于通电时金属离子作定向移动 D．分子晶体的熔点一定比金属晶体低 20．近年来我国航天事业发展迅速，下列对所涉及化学知识的叙述错误的是 A．“嫦娥五号”取回的月壤样品中含有天然玻璃物质，玻璃是晶体 B．“天舟六号”壳体使用了铝合金，合金是金属材料 C．“长征七号”采用了液氧煤油发动机，煤油是混合物 D．“天宫”空间站新补充了一批氙推进剂，氙是稀有气体 21．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 22．一些合金有“记忆”自己过去形状的能力，被称作“记忆”合金。一种可以通过磁场控制的磁性形状记忆合金的立方晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．该合金的组成为Cu2MnAl B．与Al原子距离最近的Al原子有12个 C．Al原子位于Mn原子构成的正八面体空隙之中 D．晶胞的密度为 23．以色列科学家因发现准晶体独享2011年诺贝尔化学奖。已知的准晶体都是金属化合物(又称金属互化物)，当形成合金的元素原子的电子层结构、原子半径和晶体类型相差较大时，易形成金属化合物。人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能，正被开发为炒菜锅的镀层，十分耐磨，被开发为高温电弧喷嘴的镀层。下列说法正确的是 A．已知的准晶体是离子化合物 B．Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C．合金的硬度一般比各组分金属的硬度小 D．准晶体可开发成为新型材料 24．化学与生活、生产及环境密切相关。下列说法错误的是 A．潜艇的耐压球壳使用钛合金，钛合金中存在金属键 B．以硅橡胶为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅橡胶是一种高分子材料 C．2022年北京冬奥会开幕式演出服为石墨烯智能发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料 D．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PTE(聚四氟乙烯)板材，该板材耐酸碱腐蚀、不耐高温 25．下列关于金属物理性质原因的描述不正确的是 A．金属具有良好的导电话，是因为金属晶体中的“电子气”在电场作用下作定向移动 B．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量 C．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层在滑动过程中金属键未破坏 D．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 26．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(大球代表Fe，小球代表Mg)。则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．晶体中每个Fe周围紧邻的Mg有8个 D．该晶胞的质量是(NA表示阿伏加德罗常数的值) 二、填空题 27．金属晶体类型：面心立方常见金属 ；体心立方常见金属 ；Mg、Zn、Ti等金属晶体晶胞为 或者 ，底面中棱的夹角不是 。 28．Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： (1)Li与H-具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H-)，原因是 。 (2)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过如图的Borm-Haber循环计算得到。 Li2O晶格能为 kJ·mol−1。 29．金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。已知阿伏加德罗常数为NA，实际测得金属钨的密度为ρ，钨的摩尔质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： (1)每一个晶胞分摊到 个钨原子。 (2)晶胞的边长a为 。 (3)钨的原子半径r为 (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 (4)金属钨原子形成的该晶胞的空间利用率为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故A正确； B．金属有延展性，加工易变形，发生形变时，自由电子仍然可以在金属于离子之间流动，使金属不会断裂破碎，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故B正确； C．金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关，金属的化学性质比较活泼，容易被空气中的氧气所氧化，故金属易锈蚀不能用金属晶体结构加以解释，故C错误； D．自由电子很容易被激发，所以它们可以吸收许多光并发射各种可见光，所以大部分金属为银白色，能用金属晶体结构加以解释，即能用金属键理论解释加以解释，故D正确； 故选C。 2．A 【详解】A．铂是金属，常温下是晶体，A正确； B．汞是金属，但常温下为液体，不是晶体，B错误； C．石英不是金属单质，C错误； D．金刚石是碳的单质，不是金属晶体，D错误； 故选A。 3．B 4．B 【解析】3．A．同位素89Sr中，左上角的表示质量数，故A正确； B．Be最外层2s能级上的电子为全满结构，比较稳定，则电离能，故B错误； C．向冷的石灰乳中通入氯气可制得漂白粉，主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分为次氯酸钙，故C正确； D．根据晶胞的结构可以看出，Al周围距离最近且相等的Mg位于顶点和面心上，故其距离最近且相等的Mg共有2+4+2=8个，故D正确； 故选B. 4．A．铍合金的密度小，质量更轻且硬度大，可制作航天部件，故A正确； B．生石灰与水反应生成的氢氧化钙具有碱性，因此可处理酸性废水，故B错误； C．镁在空气中燃烧时发出耀眼白光，可制作闪光弹、照明弹，故C正确； D．硫酸钡吸收X射线，可制作防辐射材料，对应关系正确，故D正确； 故选B。 5．B 【详解】A．用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，A错误； B．不同金属晶体原子半径大小不同，金属键的强度不同，B正确； C．碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：，C错误； D．金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，D错误； 故选B。 6．C 【详解】金属铝和镁均为金属晶体，金属晶体的熔沸点与金属键的强弱有关，铝与镁比较，原子半径比镁小，价电子数比镁多，故金属键也比镁的强，则熔点、沸点比镁高，故答案选C。 7．B 【详解】A．镁和铝的电子层数相同，价电子数：，原子半径；，故铝的硬度大于镁，A项正确； B．钡、钙的价电子数相同，但原子半径：，金属键强度：，钙的熔点高于钡，B项错误； C．镁和钾比较，镁半径小，价电子多，金属键强，所以硬度：，C项正确； D．钙和钾位于同一周期，价电子数：，原子半径：，金属键强度：，故熔、沸点：，D项正确； 答案选B。 8．B 【详解】A．用铂金做首饰是利用了金属晶体具有延展性的性质，能用金属键理论解释； B．金属晶体在固态或熔融态下都能导电，其熔点根据不同的金属差异很大，故题设条件下的晶体可能是金属晶体； C．一般地讲，金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强，与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。金属的减弱为：Mg>Li>Na，其熔点也为Mg>Li>Na； D．金属的导电性随温度设升高而降低，温度越高，其导电性越差。 答案选B。 9．D 【详解】A．晶胞中的铁原子个数为，每个铁原子等距离且最近的铁原子有4个，A项错误； B．γ−Fe晶体属于最密堆积，而δ−Fe、α−Fe中二维平面内Fe属于非密置层，空间利用率比γ−Fe晶体低，三种晶体结构中，空间利用率最大的是γ−Fe，B项错误； C．晶胞中的原子堆积方式为体心立方堆积，C项错误； D．1个α−Fe晶胞含铁原子个数为：×8＝1，则1mol晶胞质量为56g，铁原子的半径为acm，则晶胞边长为2acm，1mol晶胞体积为：NA(2a)3cm3，晶胞密度为：＝，D项正确； 答案选D。 10．B 【详解】A．依据均推法，晶胞中镁原子共有个，铝原子共有8个，则化学式为，A正确； B．由晶胞结构可知，晶体中镁原子配位数为8，B错误； C．合金属于金属晶体，晶体中存在的化学键类型为金属键，C正确； D．一个晶胞中含有4个“”，其质量为，D正确； 故选B。 11．C 【详解】A．固体金属中有金属阳离子、自由电子，但无阴离子，A错误； B．金属键越强，金属的熔点越高，A错误； C．将铁制品做成炊具，只利用了金属的延展性和导热性，金属键没有被破坏，C正确； D．常温下，金属汞是液体，D错误； 故选C。 12．B 【详解】A．晶体中有阳离子，不一定有阴离子，如金属晶体中只有阳离子和电子，A错误； B．CuSO4溶液在空气中蒸干得到CuSO4固体，说明Cu2+虽然水解，但蒸干过程中硫酸不会挥发，同理Fe2(SO4)3溶液在空气中蒸干得到Fe2(SO4)3固体，B正确； C．SO2虽为酸性气体，但同时具有较强还原性，通入Ca(ClO)2溶液会被氧化为硫酸根，无法得到亚硫酸钙，C错误； D．Fe和S反应生成FeS，说明S氧化性较弱，只能将金属元素氧化为较低价态，所以Cu和S反应生成Cu2S，D错误； 综上所示答案为B。 13．D 【详解】金红石结构为以TiO2、MnO2为代表的晶体结构，由均摊法可知，顶点处的B一个晶胞各占1/8，体心处的B一个晶胞占整个，面心处的A一个晶胞各占1/2，体内的两个A一个晶胞占整个，故一个晶胞内有四个A，两个B，则化学式为BA2，D正确；故答案为：D。 14．C 【详解】该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的X原子数为8×＝1；Y原子位于该晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y原子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。 答案选C。 15．B 【详解】A．Zn的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，则基态Zn原子中所有电子均成对，A正确； B．基态Se原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，电子的空间运动状态数=电子所占原子轨道数，s、p、d原子轨道数分别为1、3、5，则基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子，B错误； C．由题干图示信息可知，AB两点在甲图的位置如图所示，  ，故A点原子坐标为（0，0，0），则B点原子的坐标为(，，)，C正确； D．该晶胞中，位于晶胞内部的Zn原子个数为4，位于顶点和面心的Se原子个数为8×+6×=4，则ρ==g⋅cm−3，D正确； 故答案为：B。 16．D 【详解】A．由图可知，一个晶胞中含V原子2个，含O原子4个，故化学式为V2O4，A项错误； B．接触室中使用过量空气的目的是使二氧化硫反应更加完全，B项错误； C．有2 mol SO2(g)和1.5 mol O2(g)通过接触室，两者不能完全反应，放出热量小于196.6 kJ ，C项错误； D．催化剂是通过降低反应的活化能来提升反应速率，D项正确； 答案选D。 17．D 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A正确； B．根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则垂直向下，q点Zr原子位于晶胞面的面心，B正确； C．Zr原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，C正确； D．结合A分析可知，晶体密度为，D错误； 答案选D。 18．D 【详解】A．K与O间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即，故A正确； B．由晶胞结构可知，与K紧邻的O有12个，故B正确； C．想象8个晶胞紧密堆积，则I处于顶角， O处于棱心，K处于体心，故C正确； D．设表示阿伏加德罗常数的值，由晶胞结构可知，其含有1个K，1个I，3个O，则该晶胞含有1个，故有，则，故选D。 答案选D 19．B 【详解】A. 金属晶体中只有阳离子没有阴离子，所以晶体中有阳离子不一定有阴离子，故A错误； B. 根据离子晶体的概念可知，晶体中只要有阴离子，必定是离子晶体，那么一定有阳离子中和阴离子的电性，故B正确； C. 组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下电子可发生定向移动，故C错误； D.有的金属晶体的熔点较低，如汞常温下为液态，所以分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低，故D错误； 故选B选项。 20．A 【详解】A．玻璃是非晶体，A错误； B．合金和金属单质是金属材料，B正确； C．煤油为碳原子数C11-C17的高沸点烃类混合物，主要成分是饱和烃类，还含有不饱和烃和芳香烃，煤油为混合物，C正确； D．氙是第5周期0族元素，属于稀有气体，D正确； 故答案为：A。 21．B 【详解】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，说明当玻璃被击碎时，形成闭合回路，利用的金属的导电性，故选B。 【点睛】掌握金属的物理性质及其应用是正确解答本题的关键，金属具有良好的导电性、导热性和延展性，根据题干信息，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警说明利用了金属的导电性。 22．D 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的铜原子个数为8×+6×+12×+1=8，位于体内的锰原子和铝原子的个数均为4，则合金的组成为Cu2MnAl，故A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于小立方体顶点的两个铝原子的距离最近，所以与铝原子距离最近的铝原子有12个，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中铝原子位于由锰原子构成的正八面体空隙之中，故C正确； D．设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10-10 a)3ρ，解得ρ=，故D错误； 故选D。 23．D 【详解】A．已知的准晶体都是合金，不存在离子键，不是离子化合物，A项错误； B．单质放置在空气中只生成氧化铝，而单质放置在空气中会形成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁的水合物，单质放置在空气中会形成碱式碳酸铜，B项错误； C．合金的硬度一般比各组分金属的硬度大，C项错误； D．由题给信息可知，准晶体具有开发为新型材料的价值，D项正确； 故选D。 24．D 【详解】A．合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金，存在金属键，A正确； B．硅橡胶是一种高分子材料，B正确； C．石墨烯为碳元素形成的单质材料，属于新型无机非金属材料，C正确； D．聚四氟乙烯通常可做不粘锅的涂层，故其耐酸碱腐蚀、耐高温，D错误； 故答案为：D。 25．D 【详解】A．金属内部有自由电子，当有外加电压时电子定向移动，因此金属可以导电，故A正确； B．金属内部的自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故B正确； C．当金属晶体受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不断裂，所以表现出良好的延展性，故C正确； D．金属一般具有银白色光泽是由于金属键中的自由电子在吸收可见光以后，发生跃迁，成为高能态，然后又会回到低能态，把多余的能量以可见光的形式释放出来的缘故，所以金属一般具有银白色光泽与金属键有关系，故D错误； 故答案选D。 26．D 【详解】A．依据切割法，晶胞中共有个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，A正确； B．晶体中存在的化学键类型为金属键，B正确； C．以底面的面心上的Fe为例，该晶胞周围紧邻的Mg有4个，与该晶胞紧邻的下面的晶胞中，周围紧邻的Mg有4个，共8个，C正确； D．该晶胞有4个Mg2Fe，其质量是(NA表示阿伏加德罗常数的值)，D错误； 故选D。 27． Ca、Al、Cu、Ag、Au Li、Na、K、Ba、W 非立方体 非长方体 直角 【解析】略 28．(1)Li+核电荷数较大 (2)2908 【详解】（1）Li+和H+电子层结构相同，而具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故答案为：Li+核电荷数较大； （2）离子晶体的晶格能是指拆开离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量，从题图中可得到：(晶体) ，故晶格能为。 29．(1)2 (2) (3) (4)68% 【详解】（1）晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。 （2）每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m=，又因每个晶胞的体积V=a3，所以晶胞密度，a=。 （3）钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即r=。 （4）每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′=，则该晶胞的空间利用率≈68%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$