3.1 金属键 金属晶体 课后练习 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 课后练习 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．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300 mm、重达81 kg的大直径硅单晶，晶体硅材料被大量用于电子产业。下列叙述正确的是 A．形成晶体硅的速率越快越好 B．晶体硅有固定的熔点，研碎后就变成了非晶体 C．可用X射线衍射实验来区分晶体硅和玻璃 D．晶体硅具有自范性，但无各向异性 2．金属键是正、负电荷之间的 A．相互排斥 B．阴、阳离子之间的相互作用 C．相互吸引 D．相互排斥和相互吸引，即相互作用 3．下列不能用电子气理论解释的是 A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．锈蚀性 4．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 5．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)。则下列说法错误的是    A．铁镁合金的化学式可表示为 B．晶胞中有14个铁原子 C．晶体中存在的化学键类型为金属键 D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 6．“乌铜走银”是云南特有的中国传统铜制工艺品。它以铜为胎，在胎上雕刻各种花纹图案，然后将熔化的银(或金)水填入花纹图案中，完成制作后需经常用汗湿的手摩擦器物，使铜胎变为乌黑，透出银(或金)纹图案。下列有关该工艺的说法错误的是 A．用铜和少量的贵金属熔炼成的铜胎仍具有金属性能 B．熔化银(或金)时需破坏金属键 C．铜胎变乌黑的原因是汗液中存在氧化性物质使铜变成了氧化铜 D．“乌铜走银”工艺品最终呈现出黑白(或黑黄)分明的装饰效果 7．物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是 A．硬度：Mg＞Al B．熔、沸点：Mg＞Ca C．硬度：Mg＞K D．熔、沸点：Ca＞K 8．下列叙述正确的是 A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用 C．价电子数越多的金属，其原子的金属性越强 D．大多数金属都具有良好的延展性 9．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 10．下列关于准晶的说法正确的是 A．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 B．准晶具有良好的导电、导热性 C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶 D．已知的准晶中都含有共价键 11．通过下列实验可从I2，的CCl4溶液中回收I2。 下列说法正确的是 A．NaOH溶液与I2反应的离子方程式：I2+2OH-=I-+IO+H2O B．通过过滤可将水溶液与CCl4分离 C．向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀，1个AgI晶胞(如图)中含14个I- D．回收的粗碘可通过升华进行纯化 12．金属键的形成是通过　　 A．金属原子与自由电子之间的相互作用 B．金属离子与自由电子之间强烈的相互作用 C．自由电子之间的相互作用 D．金属离子之间的相互作用 13．铁元素形成的单质有三种晶胞的结构，如图所示，则下列说法正确的是 A．铁元素基态原子M层上有8对成对电子 B．三种晶胞α、β、θ的边长之比为： C．三种晶胞α、β、θ中铁原子的配位数之比为 D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体结构相同 14．下列关于晶体的说法正确的是 A．晶体与非晶体的本质区别为是否具有固定的熔点 B．因晶体内部微粒排列的高度有序性，它们的物理性质具有各向同性 C．氯化铝晶体和干冰晶体熔融时，克服的粒子间作用力相同 D．金属晶体能导电是因为晶体内金属阳离子在外加电场作用下定向移动 15．金的晶胞结构如图所示(假设晶胞参数为anm)，下列说法错误的是 A．金原子在晶胞中的空间利用率约为74% B．c原子的坐标为 (，0，) C．该晶体的密度为 D．金晶胞沿z轴方向的投影图为 16．可用于配制无机防锈颜料的复合氧化物的晶胞结构如图，下列说法中不正确的是 A．该复合氧化物的化学式为 B．若图中A的原子坐标均为(0,0,0)，则C的原子坐标为(0,0.5,0.5) C．若该晶体密度为，钙和氧的最近距离为anm，则阿伏加德罗常数 D．由晶胞结构可知，与1个钙原子等距离且最近的氧原子有8个 17．金属铅的晶粒大小与熔点关系如图所示。下列叙述正确的是 A．铅与锗位于同主族且单质晶体类型相同 B．铅晶粒越大，其熔点越低 C．铅晶体中含阳离子，必含阴离子 D．铅晶体熔点高低与晶粒表面积大小有关 18．一种锂锌合金的晶胞结构如图所示。其晶胞参数为，、的半径依次为、。下列叙述错误的是 已知：①设为阿伏加德罗常数的值。 ②晶胞空间利用率等于粒子总体积与晶胞体积之比。 ③位于顶点、面心和晶胞内部，位于棱心和晶胞内部 A．锂锌晶体由阳离子和电子构成 B．该晶胞中两种阳离子数之比为 C．该晶胞空间利用率 D．该晶体密度 19．一些合金有“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 20．有关某些晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是 晶体 铜晶体 晶体 有E原子和F原子构成的气态团簇分子模型 在晶体中，距最近的有6个 铜晶体为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为4 在二氧化硅晶体中，硅氧键个数为 该气态团簇分子的分子式为或 A B C D A．A B．B C．C D．D 21．某立方晶系的锑钾（Sb－K）合金可作为钾离子电池的电极材料，其晶胞如图1所示（图2为晶胞中的一部分），已知，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该晶体是离子晶体 B．该合金的组成可表示为K2Sb C．与每个Sb原子距离最近的Sb原子有6个 D．该晶体的密度为 22．是一种储氢密度较高的储氢合金，其晶体结构如图所示。已知：标准状况下氢气的密度为ρ g⋅cm，储氢能力，晶胞参数分别为x nm、x nm、z nm(储氢前后保持不变)。下列说法中正确的是 A．a代表的是Ti原子 B．每个b原子周围距离最近的同类原子有4个 C．若每个晶胞储存5个氢原子较为稳定，则储氢能力为 D．V取代晶体中部分Cr原子后，晶胞参数增大 23．一种由硼镁元素组成的离子化合物具有超导性能。该化合物晶体中硼通过共价键形成平面层，镁形成平面层，层和层等距交错排列，俯视图（部分）如图。 下列说法正确的是 A．硼层中硼的杂化类型为 B．该化合物的化学式为 C．镁周围最近且等距的硼有6个 D．镁层内存在离子键 24．某种氮化铁的结构如图1所示(晶胞为立方体，边长为apm)，Cu可替代晶胞中不同位置的Fe，图2为其能量变化示意图，形成Cu替代型的化学式是。下列说法不正确的是 A．图1中氮化铁的化学式是 B．a位置Fe周围最近的N有6个 C．两个b位置Fe的最近距离为 D．最稳定的Cu替代型产物的化学式为 25．氰氨化钙是无公害农产品生产中极具使用价值的一种土壤改良剂，其晶胞结构如图所示，下列有关说法错误的是 A．该化合物的焰色试验为砖红色 B．氰氨化钙的化学式为 C．每个阴离子团的配位数为12 D．该晶体的密度为 二、填空题 26．金属晶体定义：金属原子间通过 形成的晶体。 27．Wilson病是一种先天性铜代谢障碍性疾病，D-青霉胺具有排铜作用，用以治疗或控制Wilson病症。D-青霉胺结构简式如下： 回答下列问题： (1)写出Cu的简化电子排布式： 。 (2)D-青霉胺在用于临床治疗时对于症状改善较慢，常有并发症出现，因而近年采用锌剂(ZnSO4)替代治疗，ZnSO4可由硫化锌制备。立方硫化锌晶胞结构如图： 其中a代表S2-，b代表Zn2+。则该晶体中S2-的配位数为 ；若晶体的密度为ρ g/cm3，则1个晶胞的体积为 cm3(设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。 28．煤电工业产生的烟气或汽车尾气中常含有NOx、CO等污染大气的气体，其中的NOx来源于如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (1)反应Ⅱ在常温下就能自发进行，则a 0。(填“>”或“<”) (2)煤电工业烟气中的NO可利用“氨法脱硝”处理，其反应为 ①反应中，生成时，被氧化的的质量为 。 ②工业上可利用尿素[]水解制得，该反应的化学方程式为 。 (3)为避免汽车尾气中的NOx和CO直接排放到大气中，可利用“三元催化转换器”将其转化为和。 ①已知含碳物质参与反应的能量变化如所示，则NO(g)和CO(g)转化为和的热化学方程式为 。 ②“三元催化转换器”中用到了金属铂，如图为金属铂的晶胞结构示意图。金属铂晶体中，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为 。若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 。 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．晶体的结晶速率太快可能导致晶体质量下降，A项错误； B．晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为晶体，B项错误； C．对固体进行X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法，C项正确； D．晶体硅具有自范性和各向异性，D项错误； 故选C。 2．D 【详解】金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，故选D。 3．D 【详解】电子气理论可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等物理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性，故答案选D。 4．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。 5．B 【详解】A．晶胞中含有铁原子的数目为，含有镁原子的数目为8，故化学式可表示为，A项正确， B．据A选项分析，晶胞中有4个铁原子，B项错误； C．金属合金仍为金属，晶体中有金属键，C项正确； D．一个晶胞中含有4个“”，其质量为，D项正确。 故选：B。 6．C 【详解】A．合金也具有金属性能，用铜和少量的贵金属熔炼成的铜胎仍具有金属性能，A正确； B．银（或金）为金属晶体，熔化时需破坏金属键，B正确； C．汗液摩擦能提供电解质溶液，与铜和银（或金）形成原电池，铜为负极，更容易被空气中的氧气所氧化，C错误； D．银为银白色，金为黄色，因此“乌铜走银”工艺品呈现出黑白（或黑黄）分明的装饰效果，D正确； 故答案选C。 7．A 【分析】根据题目信息可知金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，一般来说，金属离子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 【详解】A、Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数Al＞Mg，离子半径A13+＜Mg2+，所以金属键Al＞Mg，故Al的硬度大于Mg，A错误； B、Mg、Ca价电子数相同，Ca的电子层数多，离子半径Ca2+＞Mg2+，所以金属键Mg＞Ca，故熔点Mg＞Ca，B正确； C、离子半径Mg2+＜Na+＜K+，所以金属键Mg＞K，故硬度Mg＞K，C正确； D、Ca、K位于同一周期，价电子数Ca＞K，离子半径K+＞Ca2+，金属键Ca＞K，故熔点Ca＞K，D正确； 故选A。 8．D 【详解】A．金属晶体中虽存在阳离子，但没有阴离子，A项错误； B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子间的相互作用，B项错误； C．价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如的价电子数比的多，但的金属性没有的强，C项错误； D．大多数金属都具有良好的延展性，D项正确； 答案选D。 9．D 【详解】A．Hg常温下是液态，不是晶体，A项错误； B．H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误； C．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； D．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。 10．A 【详解】A．晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X射线衍射实验加以区别，A项正确； B．准晶具有各向异性，不具有良好的导电、导热性，B项错误； C．自然界中存在天然条件下形成的准晶，如Al65Cu23Fe12，C项错误； D．已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键，D项错误； 故选A。 11．D 【详解】A．选项所给离子方程式元素不守恒，正确离子方程式为：3I2+6OH-=5I-+IO+3H2O，A错误； B．水溶液与CCl4不互溶，二者应分液分离，B错误； C．根据均摊法，该晶胞中所含I-的个数为=4，C错误； D．碘易升华，回收的粗碘可通过升华进行纯化，D正确； 综上所述答案为D。 12．B 【详解】分析：金属键是金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。 详解：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，金属阳离子和自由电子（“电子气”）之间存在的强烈的相互作用称金属键，答案选B。 13．C 【详解】A．铁元素基态原子M层电子排布式为3s23p63d6，则M层上有5对成对电子，A错误； B．若铁原子的半径为r，则晶胞α的边长为r，晶胞β的边长为r，晶胞θ的边长为2r，所以边长之比为2：2：，B错误； C．α、β、θ三种晶胞分别为体心立方堆积、面心立方最密堆积、简单立方堆积，原子配位数分别为8、12、6，三种晶胞α、β、θ中铁原子的配位数之比为4：6：3，C正确； D．加热到1500℃急速冷却得到α-Fe晶体，缓慢冷却得到θ-Fe晶体，D错误； 综上所述答案为C。 14．C 【详解】A．晶体和非晶体的本质区别是内部粒子排列的有序性，从而使晶体在宏观上具有自范性，而晶体的自范性导致晶体和非晶体物理性质的差异，A错误； B．晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性，B错误； C．干冰、氯化铝均为分子晶体，两者所克服的粒子间作用力均为分子间作用力，C正确； D．金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，D错误； 故答案选C。 15．C 【详解】A．设金原子半径为r，则结合晶胞结构可知4r=，r=，晶胞中含金原子个数为，金原子的体积为：4×=，晶胞体积为a3，金原子在晶胞中的空间利用率=≈74%，故A正确； B．a为坐标原点，c处于面心，结合晶胞结构可知c原子的坐标为 (，0，)，故B正确； C．晶胞质量为：，晶胞体积为：nm3，则晶胞密度为，C项错误； D．金晶胞沿z轴方向投影，顶点原子均投影在正方形顶点，面心分别投影在棱心和面心，投影图正确，故D正确； 故选：C。 16．D 【详解】A．Ca位于顶点，个数为=1，Cr位于体内，个数为1，O位于面上，个数为=3，化学式为CaCrO3，故A说法正确； B．根据晶胞图可知，C位于面心，因此C的坐标为(0，0.5，0.5)，故B说法正确； C．钙和氧最近的距离是面对角线的一半，面对角线长为2anm，即晶胞边长为nm，晶胞的体积为(×10-7)3cm3，根据A选项分析，晶胞的质量为g，则晶胞密度为g/cm3，阿伏加德罗常数NA=，故C说法正确； D．以顶点Ca为标准，离Ca最近的氧原子在面心，共有12个，故D说法错误； 答案为D。 17．D 【详解】 A．铅晶体是金属晶体，而锗晶体是共价晶体，类似金刚石类型，呈正四面体形，A项错误： B．图中纵坐标由大到小。即铅晶粒越大，其熔点越高，B项错误； C．铅晶体是金属晶体，由金属离子和自由电子靠金属键构成，含阳离子，不含阴离子，C项错误； D．铅晶粒表面积越大，颗粒越小，晶体熔点越低，D项正确； 故答案选D。 18．C 【详解】A． 锂锌晶体属于金属晶体，由阳离子和电子构成，A正确；     B．位于顶点、面心和晶胞内部，位于棱心和晶胞内部，按均摊法可知每个晶胞内、依次为、个，则该晶胞中两种阳离子数之比为，B正确； C．结合选项B和信息可知，该晶胞空间利用率，C不正确；     D． 结合选项B可知：该晶体密度 ，D正确； 答案选C。 19．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。 20．B 【详解】A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-是在Na+的上下前后左右，六个Cl－形成正八面体，故A正确； B．铜晶体为面心立方最密堆积，以面心上铜原子分析，每个面上有4个铜原子最近且等距离，共有3个横截面，因此铜原子的配位数为12，故B错误； C．根据结构图，每个硅原子连接4个氧原子，1mol二氧化硅有4mol硅氧键，6g二氧化硅物质的量为0.1mol，因此硅氧键个数为0.4NA，故C正确； D．根据气态团簇分子的结构得到气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，故D正确； 故选B。 21．D 【详解】 A．该晶体是合金，属于金属晶体，A错误； B．由均推原理知，该晶胞中的K个数为，Sb的个数为，故K和Sb原子数之比为3：1，该合金的组成可表示为 K3Sb，B错误； C．根据晶胞的结构可知，与每个Sb原子距离最近的Sb原子有12个，C错误； D．一个晶胞中含有4个“K3Sb”，晶胞质量为，晶胞的密度为，D正确； 故选D。 22．D 【详解】A．a代表的原子位于晶胞8个顶点和4条棱上，且内部有6个，因此一个晶胞中含有a代表的原子：，c代表的原子都位于晶胞内部有4个，因此a代表的原子与c代表的原子个数比为2∶1，根据化学式可知，a代表Cr原子，A错误； B．由题图可知，b原子周围距离最近的同类原子有3个，B错误； C．由题图可知，晶胞体积为cm3，晶胞中氢原子的质量为 g，则储氢后氢气的密度为，储氢能力应为，C错误； D．原子半径：V>Cr，因此V取代晶体中部分Cr原子后，晶胞参数增大，D正确； 故选：D。 23．B 【详解】A．由投影图可知，硼层中硼原子连接3个σ键，B原子价电子有3个，全部用于形成σ键，无孤电子对，价层电子对数为3+0=3，杂化类型为sp2，故A错误； B．由投影图可知，每个镁原子上层距离其最近的硼原子有6个，下层距离其最近的硼原子也有6个，共12个，每个硼原子上层距离其最近的镁原子有3个，下层距离其最近的镁原子也有3个，共6个，则Mg、B原子个数比为1∶2，化学式为MgB2，故B正确； C．由投影图可知，每个镁原子上层距离其最近的硼原子有6个，下层距离其最近的硼原子也有6个，共12个，故C错误； D．Mg层内存在金属键，不存在离子键，故D错误； 故选B。 24．B 【详解】A．晶胞中Fe位于顶点和面心，一个晶胞中数目为；N位于晶胞内部，一个晶胞中数目为1；图1中氮化铁的化学式是，A正确； B．以底部左下角Fe为例所在晶胞内有1个氮原子，则上层下层所处的8个相邻立方体内共8个N，B错误； C．两个b位置Fe-的最近距离为底面对角线长度的二分之一，为，C正确； D．能量越低物质越稳定，由图2可知，最稳定的是Cu替代a位置的Fe，一个晶胞中a位置的Fe数目为，故对应产物的化学式为，D正确； 故选B。 25．C 【详解】A．该化合物含有钙元素，则焰色试验为砖红色，A正确； B．一个晶胞中含钙离子为：，含为：，则氰氨化钙的化学式为，B正确； C．根据晶胞图可知，与每个阴离子团最近且等距离的钙离子有4个，则配位数为4，C错误； D．该晶体的密度为，D正确； 故选C。 26．金属键 【解析】略 27．(1)[Ar]3d104s1 (2) 4 【详解】（1）为29号元素，其简化电子排布式为。 （2）以前面面心的为研究对象，每个晶胞内部有2个距离相等且最近的，则晶胞相邻的晶胞内还有2个距离相等且最近的，所以该晶体中的配位数为4；根据均摊法，该晶胞含有的个数为，含有的个数为4，所以1个晶胞的质量，晶胞的体积为。 28． < 8.5g CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑ 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5kJ/mol 12 (0，，) 【详解】(1)反应Ⅱ是气体体积减小的反应，属于熵减反应，该反应在常温下就能自发进行说明其为放热反应，<0，则a<0，故答案为：<； (2)①反应中，N元素化合价既有由氨分子中-3价上升到0价、又有由NO分子中+2价下降到0价，O元素化合价由0价下降到-2价，生成时消耗molO2，O元素得到1.5mol电子，被氧化的的物质的量为=0.5mol，质量为0.5mol17g/mol=8.5g，故答案为：8.5g； ②尿素水解成氨气和二氧化碳，方程式为：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑，故答案为：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑； (3)①由图可知，热化学方程式a. C(s)+O2(g)=CO(g) ；b. C(s)+ O2(g)=CO2(g) ；c. ；由盖斯定律可知，2(b-a)-c可以得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =(-393.52+2110.5-180.5)kJ/mol=-746.5kJ/mol，故答案为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5 kJ/mol； ②由晶胞结构可知，铂原子位于晶胞的顶点和面心，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为12，若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为(0，，)，故答案为：12；(0，，)。 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 $$