3.3.1 金属晶体 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

金属晶体 (分值:60分) A级　合格过关练 选择题只有1个选项符合题意 (1~7题,每题4分,共28分) (一)金属键的概念及特征 1.下列叙述正确的是 (　　) 任何晶体中,若含有阳离子,就一定含有阴离子 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 价电子数越多,金属元素的金属性越强 含有金属元素的离子不一定是阳离子 2.下列关于金属键的叙述中不正确的是 (　　) 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间强烈的相互作用,其实质与离子键类似,也是一种电性作用 金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,所以与共价键类似,也有方向性和饱和性 金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,金属键无饱和性和方向性 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 3.下列叙述正确的是 (　　) 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断,这是由于金属原子之间有较强的作用 通常情况下,金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流 金属是借助自由电子的运动,把能量从温度高的部分传到温度低的部分 金属的导电性随温度的升高而减弱 4.金属的下列性质与金属键无关的是 (　　) 金属有金属光泽 金属易导电 金属具有较强的还原性 金属具有良好的延展性 5.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 (　　) 硬度:Mg>Al 熔、沸点:Mg>Ca 硬度:Mg>K 熔、沸点:Ca>K (二)金属晶体 6.金属钠晶体为体心立方晶胞(如图),实验测得钠的密度为ρ(g·cm-3)。已知钠的相对原子质量为a,阿伏加德罗常数为NA(mol-1),假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为 (　　) 7.(2023·福州高二检测)金晶体的晶胞如图所示。设金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数,在立方体的各个面的对角线上,3个金原子彼此两两相切,M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是 (　　) 金晶体每个晶胞中含有4个金原子 金属键无方向性,金属原子尽可能采取密堆积 一个晶胞的体积是16d3 金晶体的密度是 8.(6分)(2023·武汉高二检测)钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题: (1)(2分)原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置,金属钾是体心立方晶系,其构型如图。其中原子坐标参数A(0,0,0)、B(1,0,0),则C处原子的坐标参数为　　　　　　。  (2)(4分)钾晶体的晶胞参数为a pm。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切,则钾原子的半径为　　　　pm,晶体钾的密度计算式是　　　　　　　　　　　　 g·cm-3。  B级　素养培优练 (9~12题,每题4分,共16分) 9.(2023·抚顺高二期末)3种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,其配位数(即一个原子周围最邻近且等距离的原子数)分别为 (　　) 6、6、8 6、8、8 6、6、12 6、8、12 10.单质铁的一种晶体如甲、乙所示,若按甲虚线方向切乙得到的图应为 (　　) 11.(2023·湖北高二校联考)磁性形状记忆材料Cu-Mn-Al合金的晶胞如图所示,Mn、Al位于Cu形成的立方体体心。下列说法正确的是 (　　) Mn和Cu均位于元素周期表d区 该合金的化学式为AlMnCu 与Cu距离最近且相等的Cu有6个 温度升高该合金电导率升高 12.(2024·广西统考模拟)某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察,省略了2个图2的结构),晶胞边长为a pm。下列说法正确的是 (　　) 晶体的化学式为Mg2NiH6 晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个 晶胞中2个Ni之间的最近距离为a pm 镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合 13.(10分)(2023·重庆高二校联考)钛、铬、铁、镍、铜、硼等元素及其化合物在工业上有重要用途。 (1)(3分)钛铁合金是铁系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。 ①Ti的基态原子价电子排布式为　　　　　　　　　　　　。  ②Fe的基态原子共有　　　　种不同能级的电子。  ③Ti(BH4)3也是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。LiBH4由Li+和B构成,B的立体结构是　　　　　　。  (2)(4分)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl42KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。 ①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。  ②ClO2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2的结构式为　　　　,分子中σ键和π键的个数比为　　　　,中心原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　　。  (3)(3分)某铜镍合金的立方晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为　　　　(1分)。  ②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol-1,密度为d g·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的棱长是　　　　　　　　　　　(2分)cm(用含M、d、NA的代数式表示)。  金属晶体 1.D　[金属晶体中虽存在阳离子,但没有阴离子,A错误;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之间的相互作用,B错误;价电子数多的金属元素的金属性不一定强,如Fe的价电子数比Na多,但Fe的金属性却没有Na的强,C错误;含有金属元素的离子不一定是阳离子,如[Al(OH)4]-是阴离子,D正确。] 2.B　[从基本构成微粒的性质看, 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用,所以金属键与离子键的实质类似,都属于电性作用,A正确;金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用,自由电子为整个金属的所有阳离子所共有,所以金属键没有方向性和饱和性;而共价键有方向性和饱和性,B错误,C正确;自由电子在金属中自由运动,为整个金属的所有阳离子所共有,所以构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动,D正确。] 3.D　[金属受外力作用时常常发生变形而不易折断,这是因为金属晶体中各层会发生相对滑动, A错误;金属里的自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动产生电流,B错误;C.金属的导热性是由于自由电子碰撞金属原子将能量进行传递,C错误;受热的自由电子的能量增大,无规则运动加剧,影响自由电子的定向移动,导电能力减弱,D正确。] 4.C　[金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用形成金属键,金属的导电性、导热性、延展性及其具有金属光泽等均与金属键有关,金属的还原性与金属键无关,答案选C。] 5.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;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;离子半径Mg2+<Na+<K+,所以金属键Mg>K,故硬度Mg>K,C正确;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。] 6.C　[1个钠晶胞中实际含有2个钠原子,晶胞边长为,则ρ=,计算可得r=。] 7.C　[金原子处于顶角与面心上,晶胞中含有的金原子数目为8×=4,故A正确;金属晶体中,金属键无方向性,金属原子采取密堆积,故B正确;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d,故晶胞的体积为(d)3=2d3,故C错误;晶胞中含有4个原子,故晶胞质量为,晶胞的体积为2d3,故晶胞密度为,故D正确。] 8.(1)(,,) (2) 解析　(1)C处原子位于体心处,则C处原子的坐标参数为(,,)。(2)钾晶体的晶胞参数为a pm,则体对角线是a pm,所以钾原子的半径为+1=2,所以晶体钾的密度计算式是 g·cm-3。 9.D　[①该晶胞是简单立方堆积,离顶角原子距离最近且等距离的原子处在该原子的上下、左右、前后共6个,故配位数为6;②该晶胞是体心立方堆积,离体心原子距离最近且等距离的原子处在晶胞的8个顶角,故配位数为8;③该晶胞是面心立方最密堆积,离顶角原子距离最近且等距离的原子处在相邻的面心上,一个晶胞中有3个等距离的原子,顶角原子周边可以堆积8个相同的晶胞,周边等距离的原子共3×8个,由于面心原子被两个晶胞均分,计算两次,故离顶角原子等距的原子有3×8÷2=12个,故配位数为12。] 10.A　[乙切割后得到的图形如图,1、3、9、7四点构成一个矩形,相邻边长不等,所以这四点构成的图形为长方形,该矩形中每个顶点、每条棱中心、长方形中心上各有一个Fe原子,原来每个小立方体体心上的Fe原子分别位于四点组成的小正方形的中心,所以得到的图形如A。] 11.C　[Cu位于ds区,A项错误;该晶胞内Cu:8×+1=8个,Mn有4个,Al有4个,该合金的化学式为AlMnCu2,B项错误;由晶胞知,与Cu距离最近且相等的Cu有6个,C项正确;D.温度升高,自由电子与金属原子碰撞频率增大导致电导率降低,D项错误。] 12.A　[Ni位于顶角和面心,根据均摊法,Ni的个数为8×=4,每个Ni原子周围有6个H,因此H有24个,Mg都在体内,因此Mg有8个,晶体的化学式为Mg2NiH6,A正确;由图像可知,Mg周围距离最近且相等的Ni有4个,因此晶胞中与1个Mg配位的Ni有4个,B错误;由图像可知,晶胞中最近的2个Ni位于面的中心和顶角上,距离为面对角线的一半,即a pm,C错误;Mg、Ni均为金属,合金中Mg、Ni通过金属键结合,D错误。] 13.(1)①3d24s2　②7　③正四面体　(2)①O>Cl>C ②　3∶1　sp2　(3)①Cu3Ni　② 解析　(1)①Ti为22号元素,属于过渡元素,价电子包括最外层电子和次外层d能级上的电子,即Ti的价电子排布式为3d24s2 ;②铁元素属于26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,共有7种不同能级的电子;③B中,价层电子对数为4+=4,杂化类型为sp3,为正四面体;(2)①非金属是O、C、Cl,同周期从左向右电负性增大,根据HClO中化合价,推出O的电负性大于Cl,根据CCl4中化合价,Cl的电负性大于C,即电负性由大到小的规律是O>Cl>C;②COCl2所有原子满足8电子稳定结构,即COCl2的结构式为,成键原子间只能形成一个σ键,双键之间有1个π键,因此σ键和π键数目的比值为3∶1;C有3个σ键,无孤电子对,价层电子对数为3,杂化类型为sp2;(3)①Ni的个数为8×=1,Cu的个数为6×=3,该晶体的化学式为Cu3Ni;②晶胞的质量为g,根据密度的定义,晶胞的体积为V= ,则该晶体的棱长cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$