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．中国古代涉及的“铜”文化丰富多彩。下列说法错误的是 A．“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂 B．铸造“铜钱儿”用的材料黄铜是单质铜 C．诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是的颜色 D．“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定 2．下列有关物质结构叙述的说法不正确的是 A．晶体与非晶体的本质差异在于其是否具有自范性 B．金属材料具有良好导电性、导热性及延展性都可以用电子气理论来解释 C．某晶体可能不属于四种典型类型中的任何一种 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 3．下列有关金属键的叙述错误的是 A．自由电子属于整块金属 B．金属的物理性质和金属固体的形成都与金属键有关 C．金属键没有饱和性和方向性 D．金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈的静电吸引作用 4．在10－9～10－7 m范围内的纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸。下列说法不正确的是 A．纳米铜是一种新型化合物 B．纳米铜颗粒比普通铜具有更强的化学活性 C．纳米铜粒子大小介于1～100 nm D．利用丁达尔现象可区别纳米铜和普通铜 5．因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构也不同，某种铁晶体的晶胞结构如图，下列说法错误的是 已知：以晶胞棱长为单位长度建立的坐标可以表示晶胞各原子的位置，称作原子的分数坐标。 A．该晶体中，原子间以金属键相结合 B．铁的电导率随温度升高面降低 C．若晶胞的棱长为q nm，则该晶胞的密度为 D．c原子的分数坐标为 6．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是 A．Al B．K C．Cu D．Zn 7．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 8．《神农本草经》中记载的白矾主要成分为，下列说法正确的是 A．半径： B．电离能： C．电负性： D．熔点： 9．下列关于金属晶体导电的叙述中，正确的是 A．金属晶体内的自由电子在外加电场条件下可以发生移动 B．在外加电场的作用下，金属晶体内的金属阳离子相对滑动 C．在外加电场作用下，自由电子在金属晶体内发生定向运动 D．温度越高，金属导电性越强 10．根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是 选项 晶体的相关性质 A 由分子间作用力结合而成，熔点低 B 固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右 C 由共价键结合成空间网状结构，熔点高 D 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电 A．A B．B C．C D．D 11．在金属中，自由移动的电子所属的微粒 A．与电子最近的金属阳离子 B．整块金属的所有金属阳离子 C．在电子附近的金属阳离子 D．与电子有吸引力的金属阳离子 12．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 13．“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 14．2017年1月26日，《科学》(Science)杂志报道哈佛大学实验室成功制造出金属氢：将氢气冷却到略高于绝对零度的温度，在极高压下用金刚石将其压缩，成功获得了一小块金属氢。2017年2月22日，由于操作失误，世界上这块唯一的金属氢消失了。下列说法中，不正确的是 A．金属氢与普通金属一样，具有较好的导电性 B．氢气变成金属氢的过程中，共价键转变为金属键 C．氢气变成金属氢没有形成新物质，因此该过程发生的是物理变化 D．金属氢是一种高密度、高储能材料，用它作燃料会大大减小火箭的体积和重量 15．硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其立方晶胞结构，图乙是其晶胞的俯视图。已知阿伏加德罗常数的值为，a点的坐标为(0，0，0)，b点的坐标为(1，1，1)，晶胞参数为n pm。下列说法错误的是 A．基态的简化电子排布式为 B．c点的坐标为() C．晶体中相邻两个的最短距离为 D．晶体中每个周围紧邻且距离相等的共有12个 16．金晶体的晶胞如图所示，设金原子的直径为d，NA表示阿伏加德罗常数，M表示金原子的摩尔质量，在立方体的各个面的对角线上3个金原子相切。下列说法错误的是 A．金晶体每个晶胞中含有4个金原子 B．金晶体中金原子的配位数为12 C．一个金晶胞的体积是2d3 D．金晶体的密度 17．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 18．铅磷青铜具有很高的耐腐蚀+性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑动轴承。如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，已知A点为坐标原点(0，0，0)。下列说法错误的是    A．该晶胞的化学式为 B．基态磷原子的核外电子共有9种运动状态 C．与P等距且最近的Cu有6个 D．C点原子的分数坐标为() 19．一种新型磁性材料氮化铁，因其具有较高的比容量及高充放电效率，又有良好的稳定性，经碳包覆后可应用于锂离子电池电极材料。其某种结构如图所示： 下列说法正确的是 A．该结构中含有的Fe()和Fe()个数比为1：3 B．N原子处于由组成的八面体空隙中 C．的价层电子排布式为 D．该晶胞的密度为 20．Cu2O晶体结构与CsCl相似，只是用Cu4O占据CsCl晶体(图I)中的Cl的位置，而Cs所占位置由O原子占据，如图II所示，下列说法不正确的是 A．Cu2O晶胞中Cu4O四面体的O坐标为(，，)，则①的Cu坐标可能为(，，) B．Cu2O晶胞中有2个Cu2O C．CsCl的晶胞参数为a cm，设NA为阿伏加德罗常数的值，相对分子质量为M，则密度为g/cm3 D．Cu2O晶胞中Cu的配位数是2 21．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法错误的是 A．与Cs+距离最近I-个数为12 B．Pb2+的配位数为6 C．Pb2+与Cs+间最短距离为a D．该物质的化学式为CsPbI3 22．下列说法正确的是 A．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玛瑙 B．晶体具有固定的熔、沸点，研碎后变为非晶体 C．金属晶体中存在金属键，所以金属晶体的熔、沸点都很高 D．在沸水中配制饱和溶液，然后快速冷却，可得到较大颗粒的胆矾晶体 23．下列叙述中不正确的是 A．超分子具有分子识别与自组装的特征 B．等离子体具有良好的导电性，是一种特殊的液态物质 C．进行X射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体最可靠的方法 D．液晶介于液态和晶态之间，可用于制造显示器和高强度纤维 24．下列实验的操作、现象及得出的结论正确的是 选项 操作 现象 结论 A 将一块缺角的氯化钠晶体置于饱和氯化钠溶液中一段时间 氯化钠晶体恢复成立方体完美晶型 氯化钠晶体具有自范性 B 向菠菜汁中加入过量的盐酸酸化，再向其中加入少量酸性溶液 高锰酸钾紫红色褪去 菠菜汁中含有 C 将两三片维生素C片加入滴有KSCN的氯化铁溶液中 溶液的红色未褪去 维生素C具有强的抗氧化性 D 分别向3mL5%的中加入5滴1mol/L的硫酸铁和硫酸铜溶液 滴加硫酸铁溶液的试管中，产生气泡速率快 对分解的催化效果更好 A．A B．B C．C D．D 25．硒化锌是一种重要的半导体材料；其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为pnm，乙图为晶胞的俯视图，下列说法正确的是 A．晶胞中硒原子的配位数为12 B．晶胞中d点原子分数坐标为 C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm D．电负性：Zn>Se 二、填空题 26．影响金属键强弱的因素 金属阳离子半径越 ，所带电荷数越 ，金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。 27．回答下列问题： (1)铬是一种抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造不锈钢。图1为铬的晶胞结构图，则铬晶胞属于 堆积；该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。 (2)钴晶体的一种晶胞(如图2所示)的边长为anm，密度为ρg·cm-3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴原子半径为 nm，钴的相对原子质量可表示为 。 28．某金属晶体中原子的堆积方式如图所示，已知该金属的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm，A、C、D三点原子的坐标参数分别为A(0，0，0)、C(2a，0，0)、D(0，0，b)，则B点原子的坐标参数为 。 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D A C C D D C B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B C C C C D C B B C 题号 21 22 23 24 25 答案 C A B A B 1．B 【详解】A．“石胆化铁为铜”中反应为金属和盐溶液的置换反应，金属单质中含有金属键，故涉及金属键的断裂，A正确； B．黄铜是铜的合金，不是单质，B错误； C．“铜绿”借指的是的颜色，为绿色的物质，C正确； D．“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定，较容易冶炼，D正确； 故选B。 2．A 【详解】A．晶体与非晶体的本质差异在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象，A错误； B．电子气理论指出金属阳离子“浸泡”在电子气中可以解释金属导电性、导热性及延展性，B正确； C．某晶体可能不属于四种典型类型中的任何一种，比如石墨属于混合型晶体，C正确； D．液晶在一定范围内具有液体的流动性，也存在晶体的各向异性，D正确； 故选A。 3．D 【详解】A．金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成，自由电子在整块金属内部自由移动， 属于整块金属，A项正确； B．金属的物理性质和金属固体的形成都与金属阳离子和自由电子的相互作用即金属键有关，B项正确； C．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，所以金属键没有方向性和他和性，C项正确； D．金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，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，D项错误； 故选：D。 4．A 【详解】纳米铜与普通铜所含铜原子种类相同，属于单质，A错误；纳米铜在空气中能剧烈燃烧，说明它比普通铜更容易被氧气氧化，有更强的化学活性，B正确；1 nm＝10－9 m,10－9～10－7 m范围即是1～100 nm，C正确；在10－9～10－7 m范围内的纳米铜属于胶体，可以用丁达尔现象区别纳米铜和普通铜，D正确。 5．C 【详解】A．金属晶体中，原子间以金属键相结合，故A正确； B．一般来说，金属的温度越高，电阻越大，电导率越低，故B正确； C．由均摊法计算晶胞中铁原子的个数为，则晶胞的质量为，晶胞的体积为，则晶胞的密度为，故C错误； D．根据b原子坐标可知晶胞边长参数为1，则c原子的分数坐标为，故D正确； 故选C。 6．C 【详解】金属单质中，金属阳离子与自由电子间的作用力越强，则该金属越难失去电子，即金属活动性越弱，已知金属活动顺序为：K、Al、Zn、Cu，故Cu中金属阳离子与自由电子间的作用力最强，故答案为：C。 7．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。 8．D 【详解】A．电子层数相同，质子数越多半径越小，半径：，故A错误； B．同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，电离能：，故B错误； C．非金属性越强，电负性越大，电负性：，故C错误； D．金属原子半径越小、价电子数越多熔点越高，熔点：，故D正确； 选D。 9．C 【详解】A．金属晶体能导电的原因就是在外加电场的作用下，自由电子可以在金属晶体内部发生定向移动，选项A错误； B．在外加电场的作用下，金属晶体内的自由电子发生定向移动，从而金属晶体能导电，选项B错误； C．在外加电场作用下，自由电子在金属晶体内发生定向运动使金属晶体能导电，选项C正确； D．温度越高，金属导电性越弱，选项D错误； 答案选C。 10．B 【详解】A．由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，A项错误； B．金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能属于金属晶体，B项正确； C．相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，C项错误； D．固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电微粒，则不可能为金属晶体，D项错误； 答案选B。 11．B 【详解】在金属晶体中，自由电子并不是专属于某几个原子所共有的，而是属于整块金属的所有金属阳离子的，答案选B。 12．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。 13．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。 14．C 【详解】A．根据题干描述可知，金属氢具有金属的性质，有良好的导电性，A正确； B．氢气变成金属氢的过程中，由分子变为金属，其化学键由共价键转变为金属键，B正确； C．氢气变成金属氢，化学键有断裂和形成，所以金属氢属于新物质，发生的是化学变化，C错误； D．金属氢具有氢元素的特点，相对分子质量小，燃烧生成水放热多，所以是一种高密度、高储能材料，用它作燃料会大大减小火箭的体积和重量，D正确； 故选C。 15．C 【详解】A．基态Se的电子排布式为，基态比基态Se多2个电子，其简化电子排布式为，A正确； B．根据晶胞结构示意图并结合a、b两点的坐标可知，c点的坐标为，B正确； C．根据图乙可知，晶体中相邻两个的最短距离为面对角线长度的一半，即，C错误； D．由图甲可知Se2-位于晶胞的顶点和面心上，故晶体中每个周围紧邻且距离相等的共有12个，D正确； 故答案为：C。 16．D 【详解】A．金晶体每个晶胞中含有6+8=4个金原子，故A正确； B．如图：对于面心立方晶体，任取其中一个原子，以之位原点作x、y、z三个平面，构成空间直角坐标系。那么，在每一个平面中，都有四个配位原子在其左上、左下、右上、右下，三个平面共12个，故B正确 C．在立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切，金原子的直径为d，故面对角线长度为2d，棱长为×2d=d，故晶胞的体积为(d)3=2d3，故C正确； D．晶胞中含有4个原子，故晶胞质量为，晶胞的体积为2d3，故晶胞密度=，故D错误； 故选D。 17．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。 18．B 【详解】A．Pb位于立方晶胞的顶点，共有8×=1个，Cu位于立方晶胞的面心，共有6×=3个，P位于立方晶胞的体心，共1个，因此晶胞的化学式为，A正确； B．基态磷原子的核外共有15个电子，共有15种不同的运动状态，B错误； C．从晶胞图可以看出，P位于6个铜原子围成的正八面体中心，与P等距且最近的Cu有6个，C正确； D．A点为坐标原点(0，0，0)，则C的坐标为()，D正确； 答案选B。 19．B 【详解】A．由晶体结构图可知，该结构中含有的个数为，含的个数为，Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)个数比为3：1，故A项错误； B．N原子处于由组成的八面体空隙中，故B项正确； C．的价层电子排布式为，故C项错误； D．该结构不是晶胞，该结构的密度为，故D项错误； 故本题选B。 20．C 【详解】A．根据题意可知Cu2O晶胞为，根据图中所给坐标系，和已知的O坐标为(，，)可知，①的Cu坐标可能为(，，)，故A正确； B．根据均摊法可知，Cu2O晶胞中有2个O，4个Cu，即2个Cu2O，故B正确； C．CsCl的晶胞中有1个CsCl，则其密度为g/cm3，故C错误； D．Cu2O晶胞为，Cu的配位数是2，故D正确； 故选C。 21．C 【详解】A．Cs+位于晶胞顶点，I-位于面心，1个晶胞中有3个面心I-离顶点Cs+最近，1个顶点周围可以放8个晶胞，而面心I-又被两个晶胞共用，1个Cs+周围最近的I-有个，故A说法正确； B．Pb2+位于体心，其周围6个面心I-离其最近，Pb2+配位数为6，故B说法正确； C．Pb2+与Cs+最短距离为体对角线的一半，面对角线长度=，则体对角线=，则Pb2+与Cs+最短距离为，故C说法错误； D．该晶胞中含Cs+=个，含Pb2+1个，含I-=个，三者之比为1∶1∶3，该物质化学式为：CsPbI3，故D说法正确； 答案为C。 22．A 【详解】A．X射线衍射实验可用来区分晶体与非晶体，晶体硅为共价晶体，玛瑙为非晶体，A项正确； B．氯化钠晶体研碎后原子排列顺序是不变的，仍为晶体，B项错误； C．金属键的强度差别很大，例如金属钠的熔点较低，钨的熔点为，C项错误； D．快速冷却得到的是小颗粒晶体，D项错误； 故答案选A。 23．B 【详解】A．超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，超分子的重要特征是分子识别与自组装，故A正确； B．由大量带电微粒（离子、电子）和中性微粒（原子或分子）所组成的物质聚集体称为等离子体，等离子体是一种特殊的气体，故B错误； C．当X射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或谱线，而非晶体则没有，所以X射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的方法，故C正确； D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性，所以可用于制造显示器和高强度纤维，故D正确； 故选B。 24．A 【详解】A．缺角NaCl晶体与饱和氯化钠溶液间存在溶解和结晶的平衡过程，一段时间后，NaCl会形成完美晶体结构，A正确； B．高锰酸钾除了能氧化外，也可以氧化，B错误； C．维生素C有很强的还原性，会使滴有KSCN的氯化铁溶液褪色，C错误； D．1mol/L的硫酸铁和硫酸铜溶液中的铁离子与铜离子的浓度分别为2mol/L和1mol/L，不符合单一变量的要求，故不能证明对分解的催化效果更好，D错误； 本题选A。 25．B 【详解】A．该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误； B．该晶胞中a点坐标为(0，0，0)，b点坐标为B为( ，1，)，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即d原子的坐标为(，，)，B正确； C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为nm，C错误； D．Zn、Se为同周期元素，根据非金属性越强，电负性越大，非金属性：Zn<Se，电负性：Zn<Se，D错误； 故选B。 26． 小 高 【解析】略 27．(1) 体心立方 68% (2) a 5a3ρNA×10-22 【详解】（1）由图1可以看出铬晶胞属于体心立方堆积；设晶胞参数(晶胞边长)为anm，则晶胞体积为a3nm3，由于体对角线的长度是铬原子半径的4倍，铬原子半径为anm，根据均摊法知晶胞中铬原子个数为8×+1=2，故铬原子总体积π×3×2nm3，所以该晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为×100%≈68%。 （2）由钴晶体的晶胞可知，晶胞中含有钴原子的数目为8×+1=2，晶胞体积V=(a×10-7cm)3，由于体对角线的长度是钴原子半径的4倍，钴原子半径为anm，设钴的相对原子质量为M，ρ=，则M=5a3ρNA×10-22。 28．(a，，) 【详解】该金属晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积，结构呈六棱柱型。结合A、C、D三点原子坐标系参数，六棱柱中以A为原点所建立的三维坐标系如图所示。图中A、C、E三点构成边长为a的正三角形，该正三角形的高为a．结合A、C两点的原子坐标参数，可以确定E点的原子坐标参数为(a，a，0)。根据原子的堆积方式可知，B点x轴坐标参数为a，Z轴参数为．B点的z轴投影点位于A、C、E三点组成的正三角形的中心，由正三角形的高为a，可确定投影点的y轴参数为，因此B点的原子坐标参数为(a，，)。 【点睛】原子分数坐标的确定方法： (1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 (2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 (3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 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 $$