3.3.1金属晶体（分层作业）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

第三章　晶体的结构与性质 第三节　金属晶体与离子晶体 第1课时　金属晶体 1．金属能导电的原因是 A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用很强 B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子 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．下列有关金属键和金属性质的叙述中，错误的是 A．金属键没有饱和性和方向性 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用 C．自由电子吸收可见光后又迅速释放，使金属具有不透明性和金属光泽 D．金属的导热性和导电性都是通过自由电子的定向运动实现的 4．金属材料具有良好的延展性的原因是 A．金属原子半径都较大，价电子数较少 B．金属受外力作用变形时，金属中各原子层会发生相对滑动 C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快 D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量 5．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9 6．下列叙述正确的是 A．金属晶体能导电，能导电的物质一定是金属 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．金属的导热性是通过自由电子的定向移动实现的 7．下列有关金属键的叙述错误的是 A．金属键没有饱和性和方向性 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．金属键中的自由电子属于整块固态金属 D．金属的部分性质与金属键有关 8．下列说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 D．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 9．下列说法中正确的是 A．晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．分子晶体和原子晶体中一定含有共价键 C．共价化合物中一定没有离子键，离子化合物中一定没有共价键 D．固态时不导电，熔化时能导电的一定是离子晶体 10．下列有关物质的熔沸点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>碳化硅 B．CI4>CBr4>CCl4>CF4 C．NH3>H2O>N2>CO D．生铁>钠>纯铁 11．金是一种贵金属，很多世纪以来一直被用作货币、保值物及珠宝，其晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．1个晶胞含4个原子 B．两个原子最近距离为 C．1个原子周围有12个最近且等距离的原子 D．晶体密度 12．金属铜的晶胞结构如图所示，已知铜晶胞的晶胞参数为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是 A．基态Cu原子的核外电子排布式为 B．每个铜原子周围有4个原子离它最近 C．每个晶胞中Cu原子个数为4 D．晶体铜的密度为 13．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 14．金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表所示，则下列说法错误的是 金属 K Cu 原子外围电子排布 4s1 3d104s1 原子半径/pm 255 128 原子化热/kJ·mol-1 90.0 339.3 熔点/℃ 63.4 1083 A．单位体积内自由电子数目：K<Cu B．金属键强弱顺序为K<Cu C．金属的硬度大小顺序为K<Cu D．两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小 15．下列关于金属晶体及金属键的说法不正确的是 A．金属晶体和共价晶体一样，是一种“巨分子” B．金属键是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 C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性 16．Fe有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示： (1)α—Fe晶体中每个铁原子周围与它最接近且距离相等的铁原子有 个。 (2)延展时， (填“可以”或“不可以”)转变为。 (3)若δ—Fe晶体的晶胞边长为a cm，表示阿伏加德罗常数的值，则δ—Fe单质的密度为 。 17．1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。 (1)纯铁晶体中铁原子以 键相互结合。 (2)在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个。 18．金属钠晶体为体心立方晶胞(如图所示)，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，阿伏加德罗常数的值为NA(mol-1)，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为 A． B． C． D． 19．金属铜晶胞沿体对角线方向投影如图所示，下列有关说法正确的是 A．1号原子的分数坐标可为 B．2号原子处于棱中心 C．1、2号原子的距离为 D．晶体密度的计算式为 20．下图(1)是常见的几种物质的晶胞，从左到右分别为锌、碘、金刚石和钠，下列说法不正确的是 A．Zn晶胞的俯视图是如图(2)所示的菱形，则晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个 B．碘晶胞中I2分子有两种不同的取向，一个晶胞中有4个分子 C．金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm D．Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为 pm 21．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(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 22．金属铁因生产工艺和温度不同，会有不同的晶体结构。和的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．中铁原子的配位数为12 B．1个晶胞的质量约为g C．金属铁因为有自由移动的离子而具有导电性 D．与性质完全相同 23．超高硬度生物材料 Ti3Au 合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α-Ti3Au(图甲)、β-Ti3Au(图乙)两种结构。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．图甲中，与 Ti原子距离最近且等距的 Ti原子有8个 B．图乙中，Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中 C．图乙中，若M的坐标为(m，，1)，则N的坐标为(1，1-m，) D．图乙中，若晶胞边长为 d pm，则晶体的密度为 24．广东的铝合金产量位居全国第一。下列说法错误的是 A．基态原子有5种不同能量的电子 B．基态原子有7种不同空间运动状态的电子 C．单质比单质熔点更高，金属键更弱 D．铝单质属于金属晶体，具有导电性、导热性和延展性 25．锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。 (1)若将晶胞中体心的原子作为晶胞的一个顶点，则距该原子最近的原子在新晶胞中位置为___________。 A．面心 B．体心 C．顶点 D．棱心 (2)晶胞中，相邻如原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。1号原子坐标参数为(1，1，1)，则填充在1、2、3、4号构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为 ；晶胞参数为，则用含a的代数式表示填充镍后的晶胞的密度 。 26．氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (1)距离Fe原子最近的Mg原子个数是___________。 A．4 B．6 C．8 D．12 (2)铁镁合金的化学式为 。 (3)若该晶胞的晶胞边长为d nm，阿伏加德罗常数为，则该合金的密度为 g⋅cm(用含的式子表达)。 (4)若该晶体储氢时，分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg 48 g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为___________L。 A．5.6 B．11.2 C．22.4 D．44.8 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章　晶体的结构与性质 第三节　金属晶体与离子晶体 第1课时　金属晶体 1．金属能导电的原因是 A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用很强 B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子 【答案】B 【详解】组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动，故能导电，与金属阳离子无关，故选B。 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 【答案】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．下列有关金属键和金属性质的叙述中，错误的是 A．金属键没有饱和性和方向性 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用 C．自由电子吸收可见光后又迅速释放，使金属具有不透明性和金属光泽 D．金属的导热性和导电性都是通过自由电子的定向运动实现的 【答案】D 【详解】A．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，A正确； B．金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用，B正确； C．自由电子通过吸收及释放可见光，使金属具有不透明性和金属光泽，C正确； D．金属导电是由自由电子在外加电场中的定向运动实现的，金属导热是自由电子与金属阳离子在相互碰撞中完成的热能的传递，D错误； 故选D。 4．金属材料具有良好的延展性的原因是 A．金属原子半径都较大，价电子数较少 B．金属受外力作用变形时，金属中各原子层会发生相对滑动 C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快 D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量 【答案】B 【详解】A．金属原子价电子数较少，容易失去电子，不能说明金属有延展性，A错误； B．金属受外力作用时，金属原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故金属有良好的延展性，B正确； C．金属的延展性与原子层的相对滑动有关，与电子的运动无关，C错误； D．自由电子传递能量与金属延展性无关，可以影响金属的导热性，D错误。 答案选B。 5．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9 【答案】A 【详解】根据均摊法可推知，第一个为六方最密堆积的晶胞，此晶胞中有两个金属原子；第二个为面心立方最密堆积的晶胞，此晶胞中有4个金属原子；第三个为体心立方堆积的晶胞，此晶胞中有2个金属原子；所以原子个数比为2∶4∶2，化简为1∶2∶1，所以选A。 6．下列叙述正确的是 A．金属晶体能导电，能导电的物质一定是金属 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．金属的导热性是通过自由电子的定向移动实现的 【答案】B 【详解】A．能导电的物质不一定是金属，如石墨有导电性却不是金属，A项错误； B．金属元素在化合物中显正价，故B正确； C．有的金属元素只有一种正化合价，如，故Ｃ错误； D．金属具有导热性的原因是自由电子通过与金属阳离子发生碰撞，传递了能量，D项错误； 答案选B。 7．下列有关金属键的叙述错误的是 A．金属键没有饱和性和方向性 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．金属键中的自由电子属于整块固态金属 D．金属的部分性质与金属键有关 【答案】B 【详解】A．金属键不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，因此没有方向性和饱和性，故A正确； B．金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质是电性作用，包括静电吸引和静电排斥，故B错误； C．由于在金属中电子是离域的，即不属于任何一个原子而属于金属整体，故C正确； D．金属的性质与金属键的强弱有关，故D正确； 故选B。 8．下列说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 D．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 【答案】C 【详解】A．金属导电是因为自由电子的定向移动，A项错误； B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用和静电排斥作用，B项错误； C．电子气理论为：把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的海洋中，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性，故C正确； D．硬铝的硬度比纯铝大，但熔点比纯铝低，D项错误； 故答案选C。 9．下列说法中正确的是 A．晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．分子晶体和原子晶体中一定含有共价键 C．共价化合物中一定没有离子键，离子化合物中一定没有共价键 D．固态时不导电，熔化时能导电的一定是离子晶体 【答案】D 【详解】A．晶体只要有阴离子就一定有阳离子，但含有阳离子的不一定有阴离子，如金属晶体，A错误； B．分子晶体中可能不含化学键，如稀有气体，B错误； C．共价化合物中一定没有离子键，离子化合物中可能含有共价键，如NaOH，C错误； D．离子晶体在固态时不导电，熔化时会发生电离，存在自由移动的离子，能够导电，D正确； 故选D。 10．下列有关物质的熔沸点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>碳化硅 B．CI4>CBr4>CCl4>CF4 C．NH3>H2O>N2>CO D．生铁>钠>纯铁 【答案】B 【详解】A．所列物质均为原子晶体，原子晶体中，熔沸点与键长成反比，键长C—C<C—Si<Si—Si，所以熔沸点高低顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅，A错误； B．所列物质为组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，则熔沸点高低顺序为CI4>CBr4>CCl4>CF4，B正确； C．所列物质均为分子晶体，若能形成分子间氢键，熔沸点反常升高；若不能形成分子间氢键，则相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高；若相对分子质量相同，分子的极性越强，熔沸点越高，氨气和水均能形成分子间氢键，但水形成的分子间氢键比氨气形成的分子间氢键要强，N2和CO的相对分子质量相等，但CO为极性分子，而N2为非极性分子，则熔沸点高低顺序为H2O>NH3>CO>N2，C错误； D．所列物质均为金属晶体，生铁中混入碳而形成合金，合金的熔点小于纯金属的，金属钠的金属键比铁的弱，则熔沸点高低顺序为纯铁>生铁>钠，D错误； 故选B。 11．金是一种贵金属，很多世纪以来一直被用作货币、保值物及珠宝，其晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．1个晶胞含4个原子 B．两个原子最近距离为 C．1个原子周围有12个最近且等距离的原子 D．晶体密度 【答案】B 【详解】A．8个金原子位于顶点，6个金原子位于面心，1个晶胞含金原子数为：，A项正确； B．处于同一面上顶点和面心的原子距离最近，2个金原子最近距离为面对角线的一半，即，B项错误； C．以顶点金原子为参照，晶胞内与此原子共面处于面心的原子与之最近且距离相等，顶点原子在8个晶胞，面心原子被两个晶胞共有，1个金原子周围有个最近且等距离的金原子，C项正确； D．根据密度公式及单位换算anm=a×10-7cm，可知，，D项正确； 答案选B。 12．金属铜的晶胞结构如图所示，已知铜晶胞的晶胞参数为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是 A．基态Cu原子的核外电子排布式为 B．每个铜原子周围有4个原子离它最近 C．每个晶胞中Cu原子个数为4 D．晶体铜的密度为 【答案】C 【详解】A．Cu为29号元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近，数目=，则每个铜原子周围有12个原子离它最近，B错误； C．每个晶胞中Cu原子个数为，C正确； D．每个晶胞中Cu原子个数是4，则晶体铜的密度，D错误； 故选C。 13．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 【答案】D 【详解】A．铁在周期表中位于第四周期第VIII族，不是第VIIIB族，故A错误； B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围与之距离相等且最近的Fe原子个数分别为8、12，故B错误； C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，ɑ-Fe晶胞是体心立方堆积，体对角线是4个半径，因此Fe原子半径r=bpm，故C错误； D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，β-Fe是面心立方最密堆积，面对角线是4个半径，即为2apm，则晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是，故D正确。 综上所述，答案为D。 14．金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表所示，则下列说法错误的是 金属 K Cu 原子外围电子排布 4s1 3d104s1 原子半径/pm 255 128 原子化热/kJ·mol-1 90.0 339.3 熔点/℃ 63.4 1083 A．单位体积内自由电子数目：K<Cu B．金属键强弱顺序为K<Cu C．金属的硬度大小顺序为K<Cu D．两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小 【答案】D 【详解】A．金属单位体积内自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，Cu的外围电子比K多，故单位体积内自由电子数目：K<Cu，故A正确； B．决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，Cu的原子半径比K小，单位体积内自由电子数目比K多，故金属键强弱顺序为K<Cu，故B正确； C．金属键强弱顺序为K<Cu，金属的硬度大小顺序为K<Cu，故C正确； D．决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的外围电子数目，而不是金属的最外层电子数目，故D错误。 答案选D。 15．下列关于金属晶体及金属键的说法不正确的是 A．金属晶体和共价晶体一样，是一种“巨分子” B．金属键是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 C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性 【答案】C 【详解】A．把金属键描述为金属原子脱落的价电子形成的电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，从而将所有原子维系在了一起，金属晶体是一种“巨大的分子”。而共价晶体以无数共价键将所有原子连接形成的巨大的网状结构，A项正确； B．把金属键描述为金属原子脱落的价电子形成的电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，B项正确； C．金属中存在自由移动的电子，在外加电场的作用下可以定向移动，C项错误； D．电子气遍布于整个晶体被所有原子共用，从而将所有原子维系在了一起，金属晶体具有延展性，D项正确； 故选C。 16．Fe有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示： (1)α—Fe晶体中每个铁原子周围与它最接近且距离相等的铁原子有 个。 (2)延展时， (填“可以”或“不可以”)转变为。 (3)若δ—Fe晶体的晶胞边长为a cm，表示阿伏加德罗常数的值，则δ—Fe单质的密度为 。 【答案】(1)6 (2)不可以 (3) 【详解】（1）由图可知，α—Fe晶体中每个铁原子周围与它最接近且距离相等的铁原子有6个； （2）金属延展时，金属键不变，金属结构不变，延展时不可以转变为； （3）由均摊法得，δ—Fe晶体中Fe的数目为，质量为，密度为。 17．1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。 (1)纯铁晶体中铁原子以 键相互结合。 (2)在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有 个。 【答案】(1)金属 (2) 8 12 【详解】（1）纯铁晶体中铁原子以金属键相互结合； （2）在1183K以下的纯铁晶体中，即体心立方晶胞中，与中心铁原子等距离且最近的铁原子为立方体顶角的8个铁原子；在1183K以上的纯铁晶体中，即面心立方晶胞中，与铁原子等距离且最近的铁原子为互相垂直的3个面上的铁原子，每个面上4个，共12个。 18．金属钠晶体为体心立方晶胞(如图所示)，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，阿伏加德罗常数的值为NA(mol-1)，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】在体心立方晶胞中，位于体心的原子与位于八个顶点的原子相切，而位于八个顶点的原子不接触，故该晶胞边长为 ，该晶胞中实际含有的钠原子数为2，则ρ=，进一步化简后可得钠原子的半径r=，故选C。 19．金属铜晶胞沿体对角线方向投影如图所示，下列有关说法正确的是 A．1号原子的分数坐标可为 B．2号原子处于棱中心 C．1、2号原子的距离为 D．晶体密度的计算式为 【答案】A 【详解】A．金属铜为面心立方最密堆积，1号原子处于晶体对角的两个顶角，分数坐标为，A正确； B．2号原子处于晶体的面中心，不是棱中心，B错误； C．1、2号原子的距离为面对角线的一半，即，C错误； D．晶胞所含铜原子数为4，晶体密度=，D错误； 答案选A。 20．下图(1)是常见的几种物质的晶胞，从左到右分别为锌、碘、金刚石和钠，下列说法不正确的是 A．Zn晶胞的俯视图是如图(2)所示的菱形，则晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个 B．碘晶胞中I2分子有两种不同的取向，一个晶胞中有4个分子 C．金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm D．Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为 pm 【答案】D 【详解】A．锌原子堆积方式为六方最密堆积，属于密堆积，由晶胞结构可知，晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个，A正确； B．由晶胞结构可知，碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心的I2取向不同，一个晶胞中有 =4个分子，B正确； C．由晶胞结构可知，金刚石晶胞的体对角线等于C原子半径的8倍，金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm，C正确； D．由晶胞结构可知，Na晶胞体对角线的等于Na原子的半径，Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为nm=×103pm，D错误； 故选D。 21．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(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铁原子与位于体对角线上的镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，故A错误； B．由位于顶点A点的原子坐标参数为(0，0，0)，棱上B点为(，，0)可知，晶胞边长为1，则位于体对角线上C点的原子坐标参数为(，，)，故B错误； C．由题意可知，氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，则晶胞的参数为anm，晶胞中镁原子和铁原子之间的最近距离为体对角线的，则最近距离为a nm，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，位于体内的镁原子个数为8，由题意可知，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×+1=4，则该材料储氢后的化学式为FeMg2H2，故D错误； 故选C。 22．金属铁因生产工艺和温度不同，会有不同的晶体结构。和的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．中铁原子的配位数为12 B．1个晶胞的质量约为g C．金属铁因为有自由移动的离子而具有导电性 D．与性质完全相同 【答案】A 【详解】A．γ-Fe属于面心立方最密堆积，铁原子的配位数为12，故A正确； B．1个γ-Fe晶胞中有个铁原子，故质量约为，故B错误； C．金属铁具有导电性的原因是铁原子最外层的电子逃逸出原子，形成自由电子。这些自由电子在电场力的作用下能够做定向移动，从而形成电流，使得金属铁能够导电，故C错误； D．α-Fe与γ-Fe晶体结构不同，故性质不完全相同，故D错误； 故选A。 23．超高硬度生物材料 Ti3Au 合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α-Ti3Au(图甲)、β-Ti3Au(图乙)两种结构。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．图甲中，与 Ti原子距离最近且等距的 Ti原子有8个 B．图乙中，Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中 C．图乙中，若M的坐标为(m，，1)，则N的坐标为(1，1-m，) D．图乙中，若晶胞边长为 d pm，则晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．图甲中，Ti原子在面心，以最上面的面心的Ti原子观察，到下方四个侧面面心的Ti原子距离都相等且距离最近，上方四个侧面面心也有4个Ti原子距离都相等且距离最近，故Ti原子距离最近且等距的Ti原子共8个，A正确； B．图乙中，Au原子形成体心立方堆积，晶胞每个面分成4个小正方形，每个小正方形中有一个四面体空隙，根据晶胞图，Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中，B正确； C．图乙中，若M的坐标为(m,,1)，则N的坐标为(1,1-m,)，C正确 ； D．图乙中，由均摊法，Au原子个数为，Ti原子个数为，晶胞边长为dpm，根据晶体密度的计算公式，D错误； 故选D。 24．广东的铝合金产量位居全国第一。下列说法错误的是 A．基态原子有5种不同能量的电子 B．基态原子有7种不同空间运动状态的电子 C．单质比单质熔点更高，金属键更弱 D．铝单质属于金属晶体，具有导电性、导热性和延展性 【答案】C 【详解】A．不同能层和能级的电子能量不同，基态原子有共5种能量不同的电子，A项正确； B．不同轨道的电子空间运动状态不同，基态原子分别有1个轨道，有3个轨道，能级只有1个电子1个轨道，共计7个轨道，B项正确； C．基态原子的价层电子比基态原子多，的半径比小，金属键更强，熔点更高，C项错误； D．单质是金属晶体，具有导电性、导热性和延展性，D项正确； 答案选C。 25．锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。 (1)若将晶胞中体心的原子作为晶胞的一个顶点，则距该原子最近的原子在新晶胞中位置为___________。 A．面心 B．体心 C．顶点 D．棱心 (2)晶胞中，相邻如原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。1号原子坐标参数为(1，1，1)，则填充在1、2、3、4号构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为 ；晶胞参数为，则用含a的代数式表示填充镍后的晶胞的密度 。 【答案】(1)A (2) (，，) 【详解】（1）晶胞中体心的Ga原子距离最近的Ga原子位于晶胞的棱上，当将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点时，整个晶胞中原子的坐标均移动个单位，距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为面的中心，即面心的位置，故选A。 （2）1号Mn原子坐标参数为(1，1，1)，则原点为左下靠后的Mn原子，则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为(，，)；填充镍后的晶胞中Ni的个数为：8个，Mn的个数为：8×+6×=4个，Ga的个数为：12×+1=4个，晶胞的密度。 26．氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (1)距离Fe原子最近的Mg原子个数是___________。 A．4 B．6 C．8 D．12 (2)铁镁合金的化学式为 。 (3)若该晶胞的晶胞边长为d nm，阿伏加德罗常数为，则该合金的密度为 g⋅cm(用含的式子表达)。 (4)若该晶体储氢时，分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg 48 g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为___________L。 A．5.6 B．11.2 C．22.4 D．44.8 【答案】(1)C (2)Mg2Fe或FeMg2 (3) (4)C 【解析】(1)从晶胞结构图中可看出，Mg原子位于晶胞体内，Fe原子位于晶胞顶角与面心，以面心得Fe原子为研究对象，距离Fe原子最近的Mg原子个数是8，故选C。 (2)从晶胞结构图中可看出，Mg原子位于晶胞体内，Fe原子位于晶胞顶角与面心，Mg原子的个数为8，Fe原子的个数为=4，铁镁合金的化学式为Mg2Fe或FeMg2。 (3)该晶胞中含有8个Mg原子、4个Fe原子，根据晶胞密度计算公式，该合金的密度为。 (4)该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，晶胞中H2分子数目为=4，储氢合金晶胞中，含有8个Mg原子，含有4个H2分子，含Mg48g的该储氢合金中，Mg的物质的量为=2mol，则储氢合金中H2的物质的量为=1mol，标准状况下H2的体积约为22.4L，故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$