第35期 金属晶体-【数理报】2024-2025学年高二化学选择性必修2同步学案（人教版2019）

书 答案详解 　　　　２０２４～２０２５学年　高二化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期（２０２５年３月）　　　　 第３３期２版参考答案 专练一 １．Ｂ　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ｃ　５．Ｄ ６．Ｄ　７．Ａ　８．Ａ　９．Ｃ 专练二 １．Ａ　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ｄ　５．Ｄ　６．Ｂ　７．Ａ 第３３期３版参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ ５．Ｄ　由Ｋ２Ｓ晶胞结构可知，Ｋ２Ｓ晶体中，每个 Ｓ ２－周围紧 邻８个Ｋ＋，Ｄ错误． ６．Ｃ　氯离子位于顶点，则晶胞中所含氯离子的个数为 ８×１８＝１，铯离子位于体心，则晶胞中所含铯离子的个数为１， 则一个晶胞的质量为 Ｍ ＮＡ ｇ，２个最近的 Ｃｌ－的核间距为 ａｃｍ， 即晶胞的边长为ａｃｍ，晶胞的体积为 ａ３ｃｍ３，则晶胞的密度为 Ｍ ＮＡａ ３ｇ／ｃｍ ３，故选Ｃ． ７．Ｂ　由于镁原子位于顶点处，另外棱柱的上下底面还各 有１个镁原子，则晶胞中含有的镁原子个数是２×１２＋１２× １ ６ ＝３．６个硼原子位于棱柱内，即 Ｍｇ与 Ｂ的原子个数之比是 １∶２，因此该化合物的化学式可表示为ＭｇＢ２，选Ｂ． ８．Ｃ　由晶胞结构可知，Ｙ原子位于顶点，晶胞中 Ｙ原子 个数为８×１８＝１，Ｂａ原子位于棱上，晶胞中 Ｂａ原子个数为 ８×１４＝２，Ｃｕ原子位于晶胞内部，晶胞中 Ｃｕ原子个数为３，Ｏ 原子晶胞位于内部与面上，晶胞中Ｏ原子个数为２＋１０×１２＝ ７，则该晶体的化学式为 ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７，故 １ｍｏｌ该化合物中有 １ｍｏｌＹ、７ｍｏｌＯ和２ｍｏｌＢａ，Ｃ正确． ９．Ｄ　Ｋ位于晶胞的顶点，Ｏ位于晶胞的面心，Ｉ位于晶胞 的体心，故每个晶胞中含有１个 Ｋ、３个 Ｏ、１个 Ｉ，Ａ错误；ＩＯ－３ 中Ｉ的价层电子对数为３＋７＋１－２×３２ ＝４，Ｉ采取 ｓｐ ３杂化且 有１个孤电子对，则ＩＯ－３ 的空间结构为三角锥形，Ｂ错误；Ｏ位 于面心，Ｋ位于顶点，１个顶点为１２个面共有，故与Ｋ紧邻的Ｏ 的个数为１２个，Ｃ错误；在晶胞结构的另一种表示中，Ｉ处于各 顶角位置，个数为８×１８＝１，Ｏ位于棱心位置，每个棱为４个 晶胞共有，Ｏ的个数为１２×１４＝３，Ｋ的个数为１，应位于体心 位置，Ｄ正确． １０．Ｂ　根据“均摊法”，晶胞中含４个 Ｚｒ、８×１８＋１２× １ ４ ＋６×１２＋１＝８个Ｏ，该氧化物的化学式为ＺｒＯ２，Ａ正确；                                                         结合 —１— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 Ａ分析可知，晶体密度为ρ＝ ９１×４＋１６×８ ＮＡ （ａ×１０－１０）３ ｇ／ｃｍ３＝４９２×１０ ３０ ＮＡ·ａ ３ ｇ／ｃｍ ３， Ｂ错误；Ｚｒ原子之间的最短距离为面对角线的一半，即 槡２ ２ａｐｍ，Ｃ正确；根据晶胞的位置可知，ｑ点原子分数坐标为 （ ３ ４， ３ ４， １ ４），Ｄ正确． 二、填空题 １１．（１）周期性重复排列　固体　规则　异性　熔点 （２）平行六面体　整个晶体结构　（３）１ｘ １２．（１）５∶１　（２）ＭＮＡｄ 　（３）１２３６ 解析：（１）从题图中可以看出，Ｌａ位于平行六面体的顶角， 晶胞中Ｌａ的原子个数为８×１８＝１；平行六面体的上、下两个 面各有２个Ｎｉ原子，四个侧面各有１个Ｎｉ原子，体心还有１个 Ｎｉ原子，故晶胞中Ｎｉ的原子个数为８×１２＋１＝５；故该晶胞中 Ｎｉ原子与Ｌａ原子的数量比为５∶１． （２）由（１）知，该晶胞化学式为 ＬａＮｉ５，根据晶体密度公式 ρ＝ｍＶ＝ｄｇ／ｃｍ ３，晶胞的摩尔质量为 Ｍｇ／ｍｏｌ可知，该晶胞的 体积为Ｖ＝ｍ ρ ＝ＭＮＡｄ ｃｍ３． （３）该晶胞体积 Ｖ＝（５１１×１０－１０ｃｍ）２×ｓｉｎ６０°×３９７× １０－１０ｃｍ，一个晶胞能吸收６个氢原子，相当于３个Ｈ２，故所吸 收Ｈ２的质量ｍ＝ ３ ＮＡ ｍｏｌ×２ｇ／ｍｏｌ＝６ＮＡ ｇ，则该合金储氢后氢 气的密度ρ＝ｍＶ＝ ６ ６．０２×１０２３ ｇ （５１１×１０－１０ｃｍ）２×ｓｉｎ６０°×３９７×１０－１０ｃｍ ≈０．１１１ｇ／ｃｍ３，故储氢能力＝ ０．１１１ｇ／ｃｍ ３ ８．９８×１０－５ｇ／ｃｍ３ ≈１２３６． １３．（１）控制温度 　（２）过滤　Ｃ （３）Ｎａ＋、Ｃｌ－　Ｎａ＋利用焰色试验，Ｃｌ－利用ＡｇＮＯ３溶液和 稀硝酸检验 （４）重结晶 第３４期２版参考答案 专练一 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ｃ　４．Ａ　５．Ａ　６．Ｃ　７．Ｄ　８．Ｂ 专练二 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ　６．Ｄ　７．Ｂ　８．Ｂ 第３４期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ａ ３．Ｄ　Ｓｉ６０与Ｃ６０的结构相似，Ｓｉ６０的相对分子质量比 Ｃ６０的 大，分子间作用力大，故熔、沸点比Ｃ６０的高，与分子内化学键的 键长无关，Ｄ错误． ４．Ｂ　石英光纤的主要成分是二氧化硅，Ａ错误；液态水中 多个水分子通过氢键结合在一起，形成（Ｈ２Ｏ）ｎ，而冰晶体中每 个水分子周围只有４个紧邻的水分子，使冰晶体中水分子的空 间利用率不高，留有相当大的空隙，因此冰的密度比液态水的 小，Ｂ正确；冰光纤的构成微粒只有 Ｈ２Ｏ分子，属于纯净物，不 属于分散系，因此不属于胶体，也不具有丁达尔现象，Ｃ错误； 冰光纤的构成微粒是Ｈ２Ｏ分子，属于分子晶体，而石英光纤属 于共价晶体，Ｄ错误． ５．Ｄ　经分析可知，Ｘ为Ｈ，Ｙ为Ｏ，Ｚ为Ｓｉ，Ｗ为Ｃ，则ＷＸ                                                                      ４ —２— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 为ＣＨ４，是天然气的主要成分，Ａ正确；Ｘ２Ｙ２为 Ｈ２Ｏ２，构成微 粒为分子，固态时为分子晶体，Ｂ正确；ＺＷ为 ＳｉＣ，为共价晶 体，Ｃ正确；ＺＹ２为 ＳｉＯ２，不溶于水，Ｎａ２ＳｉＯ３的水溶液俗称“水 玻璃”，Ｄ错误． ６．Ｂ　ＳｉＣｌ４是分子晶体，在熔化过程中克服的是分子间作 用力，化学键不断裂．Ｓｉ３Ｎ４是共价晶体，其晶体为立体网状结 构．根据Ｃ、Ｓｉ的原子半径推知 Ｃ—Ｎ的键能比 Ｓｉ—Ｎ的键能 大，故Ｃ３Ｎ４的熔点比Ｓｉ３Ｎ４的高． ７．Ｄ　Ｙ的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体 材料，则Ｙ是Ｓｉ．Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｍ五种短周期元素，其中 Ｘ、Ｙ、Ｚ、 Ｗ同周期，Ｚ、Ｍ同主族；Ｘ＋与 Ｍ２－具有相同的电子层结构，离 子半径：Ｚ２－＞Ｗ－，所以Ｘ是Ｎａ，Ｚ是Ｓ，Ｗ是Ｃｌ，Ｍ是 Ｏ．Ｏ与 Ｎａ还可以形成Ｎａ２Ｏ２，Ａ错误；Ｗ、Ｚ、Ｍ元素的简单氢化物分别 是ＨＣｌ、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ，因为水分子间存在氢键，所以三者中Ｈ２Ｏ的 沸点最高，Ｂ错误；硅单质是共价晶体，硫单质和氯气形成的是 分子晶体，Ｃ错误；臭氧和氯气都可以作为水处理中的消毒剂， Ｄ正确． ８．Ｄ　１个金刚石晶胞中，含有碳原子的个数为８×１８＋ ６×１２＋４＝８，将每个碳原子换成一个由４个碳原子组成的正 四面体结构单元，则１个 Ｔ－碳晶胞中含有的碳原子个数为 ８×４＝３２，Ａ错误；Ｔ－碳中 Ｃ—Ｃ的最小夹角为６０°，Ｂ错误； Ｔ－碳中碳原子间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价 晶体，Ｃ错误；１个Ｔ－碳晶胞中含碳原子的个数为３２，则该晶 体的密度为 １２×３２ （ａ×１０－１０）３ＮＡ ｇ／ｃｍ３，Ｄ正确． 二、填空题 ９．（１）ＡＢ　（２）ＣＥ　Ｈ　（３）ＣＤＥＦＨ （４）ＣＤＥＦ　干冰中 ＣＯ２分子之间只存在范德华力，冰中 Ｈ２Ｏ分子之间存在范德华力和氢键，且氢键的强度比范德华 力大 １０．（１）Ｂｒ＞Ａｓ＞Ｓｅ＞Ｇｅ　分子晶体　ｓｐ３ （２）共价　ｓｐ３ （３）１６　４９６ ａ３ＮＡ 解析：（３）晶胞中含有Ｐ４分子的个数为８× １ ８＋６× １ ２＝ ４，则Ｐ原子个数为４×４＝１６，晶胞体积为ａ３ｃｍ３，所含微粒的 质量为 １６×３１ ＮＡ ｇ，故晶体密度为 １６×３１ｇ ＮＡ ａ３ｃｍ３ ＝４９６ ａ３ＮＡ ｇ／ｃｍ３． １１．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ （２）这两种氢化物均为极性分子，分子之间能形成氢键 （３）ＫＯ２ （４）①Ｃ—Ｎ的键长小于 Ｃ—Ｃ的键长，Ｃ—Ｎ的键能大于 Ｃ—Ｃ的键能　②ｓｐ３ 解析：由题意可知，Ｘ为元素周期表前四周期中电负性最 小的元素，则Ｘ为Ｋ元素；Ｚ的原子序数为２８，则Ｚ为Ｎｉ元素； Ｅ、Ｑ、Ｔ三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电 离能Ｉ１（Ｅ）＜Ｉ１（Ｔ）＜Ｉ１（Ｑ），可知三种元素在同一周期，且原 子序数依次增大，其中基态Ｑ原子的２ｐ轨道处于半充满状态， 可知Ｑ为Ｎ元素，ＱＴ＋２ 与ＥＴ２具有相同的原子数和价电子数， 可知Ｔ为Ｏ元素，Ｅ为Ｃ元素．据此分析解答                                                                      ． —３— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 （１）根据题意推出，Ｅ、Ｑ、Ｔ、Ｘ、Ｚ分别为 Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｋ、Ｎｉ，基 态Ｎｉ原子的核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２． （２）Ｑ的简单氢化物ＮＨ３极易溶于Ｔ的简单氢化物Ｈ２Ｏ， 其主要原因是这两种氢化物均为极性分子、分子之间能形成 氢键． （４）①由化合物乙的晶胞可知，其硬度超过金刚石，属于 共价晶体，原因是乙中 Ｃ—Ｎ的键长小于金刚石中 Ｃ—Ｃ的键 长，Ｃ—Ｎ的键能大于Ｃ—Ｃ的键能． ②由晶胞结构可知，Ｃ原子有４个价层电子对，杂化轨道 类型为ｓｐ３，Ｎ原子形成３个共用电子对，还有１个孤电子对， 杂化轨道类型也为ｓｐ３． 第３５期２版参考答案 专练一 １．Ａ　２．Ａ　３．Ｃ　４．Ｂ　５．Ａ　６．Ｂ　７．Ｃ　８．Ｂ　９．Ｂ 专练二 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ｃ ５．（１）金属晶体 （２）Ｃ ６．（１）面心立方最密堆积 （２）１２ （３）金属阳离子、自由电子 （４）槡２Ｍ ８ａ３ＮＡ ×１０３０ 第３５期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｃ　５．Ｂ　６．Ｂ ７．Ｄ　超级钢是金属晶体，只存在金属键，不存在离子键， Ｄ错误． ８．Ｂ　依据“均摊法”，晶胞中镁原子共有８×１８＋６× １ ２＝ ４个，铝原子共有８个，则镁铝合金的化学式为ＭｇＡｌ２，Ａ正确； Ａｌ、Ｍｇ晶体均是金属晶体，Ａｌ的原子半径比 Ｍｇ的小，价层电 子数比Ｍｇ的多，金属键强度比 Ｍｇ大，故熔点：铝 ＞镁，Ｂ错 误；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；一 个 晶 胞 中 含 有 ４ 个 “ＭｇＡｌ２”，其 质 量 为 ４×（２４＋２７×２） ＮＡ ｇ＝３１２ＮＡ ｇ，Ｄ正确． ９．Ｄ　由“均摊法”可知，甲中 Ａｌ原子个数为４×１６＋１＝ ５ ３，Ｔｉ原子个数为８× １ ６＋２× １ ２＋１× １ ３＋１＝ １１ ３，Ａｌ与Ｔｉ原 子个数比为５∶１１，Ａ错误；Ｔｉ是２２号元素，基态Ｔｉ原子的价层 电子排布式为３ｄ２４ｓ２，含有２个未成对电子，Ｂ错误；铬原子相 当于体心立方堆积，则与铬原子距离最近的铬原子共有８个，Ｃ 错误；由图乙可知，该晶胞含有的 Ｃｒ原子数为８×１８＋１＝２， 且晶胞中体对角线上的３个原子紧密相邻，已知铬的密度为 ρｇ／ｃｍ３，阿伏加德罗常数的值为ＮＡ，设Ｃｒ原子半径为ｒｐｍ，晶 胞的体积为 ｍ ρ ＝２Ｍ ρＮＡ ×１０３０ｐｍ３＝２×５２ ρＮＡ ×１０３０ｐｍ３，晶胞棱长 为 ３２×５２ ＮＡ槡 ρ ×１０１０ｐｍ＝ ３ （４ｒ）２ 槡３ ｐｍ，则铬原子的半径 ｒ＝ 槡３ ４× ３２×５２ ρＮ槡 Ａ ×１０１０ｐｍ，Ｄ正确． １０．Ｄ　根据“均摊法”，可算出该晶胞含有１个 Ｃｕ、１个 Ｎｉ、２个Ｓｂ，Ａ错误；Ｃｕ位于元素周期表中 ｄｓ区，Ｎｉ                                                                      位于元素 —４— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 周期表中ｄ区，Ｂ错误；基态Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｂ原子中未成对电子的个 数分别是１、２、３，大小关系为Ｓｂ＞Ｎｉ＞Ｃｕ，Ｃ错误；该晶胞含有 １个Ｃｕ、１个 Ｎｉ、２个 Ｓｂ，设晶胞边长为 ａｐｍ，该晶胞的密度 ρ＝（６４＋５９＋２×１２２） ＮＡ×（ａ×１０ －１０）３ ｇ／ｃｍ３，ａ＝ ３３６７ ρＮ槡Ａ ×１０１０ｐｍ，Ｃｕ和Ｎｉ的 最短距离为晶胞边长的一半，故Ｌ＝１２ａ＝ １ ２ ３３６７ ρＮ槡Ａ ×１０１０ｐｍ， Ｄ正确． 二、填空题 １１．Ⅰ．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ （２）１２ （３）①Ａ　②（３４， ３ ４， ３ ４）　 ９７２ ａ３ＮＡ ×１０２１ Ⅱ．（１）ＣｕＣｌ （２）共价 （３）槡３４× ３４×９９．５ ρＮ槡 Ａ ×１０１０ 解析：Ⅰ．（３）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 １ ２个单位，距该 Ｇａ 原子最近的Ｇａ原子在新晶胞中的位置为面的中心，即面心的 位置，故选Ａ．②１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（ ３ ４， ３ ４， ３ ４）；根据“均摊法”可 知，填充镍后的晶胞中Ｎｉ的个数为８个，Ｍｎ的个数为８×１８＋ ６×１２＝４个，Ｇａ的个数为 １２× １ ４＋１＝４个，晶胞的密度 ρ＝ＮＭＶＮＡ ＝ ４×２４３ （ａ×１０－７）３×ＮＡ ｇ／ｃｍ３＝９７２ ａ３ＮＡ ×１０２１ｇ／ｃｍ３． １２．（１）Ａ （２）① ４　② ４∶３　③ｂ３∶４ａ３ 解析：（２）①γ－Ｆｅ晶胞中，Ｆｅ位于晶胞的８个顶点和６个 面心，故其含有的铁原子数为８×１８＋６× １ ２＝４．②δ－Ｆｅ中， 铁原子的配位数为８；α－Ｆｅ中，铁原子的配位数为６，故两种 晶体中铁原子的配位数之比为８∶６＝４∶３． ③若α－Ｆｅ晶胞的边长为ａｃｍ，其晶胞中只含１个 Ｆｅ原 子，则晶体的密度为 ５６ ＮＡ ｇ （ａｃｍ）３ ；若γ－Ｆｅ晶胞的边长为ｂｃｍ，其 晶胞中含４个Ｆｅ原子，则晶体的密度为 ５６×４ ＮＡ ｇ （ｂｃｍ）３ ．故两种晶体 的密度之比为 ５６ ＮＡ ｇ （ａｃｍ）３ ∶ ５６×４ ＮＡ ｇ （ｂｃｍ）３ ＝ｂ３∶４ａ３． 第３６期２版参考答案 专练一 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｂ　５．Ｃ　６．Ｂ　７．Ｄ　８．Ａ 第３６期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ｃ　３．Ｂ ４．Ｂ　由黑鳞的结构图可知，黑鳞中的磷原子排列成立体 结构，则磷原子的杂化方式为 ｓｐ３杂化，每一层中的磷原子不 可能在同一平面上，Ａ、Ｃ错误；由于黑磷晶体具有与石墨类似 的层状结构，所以黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作 用力，Ｂ正确；黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，                                                                      则黑磷可 —５— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 能是混合型晶体（具有共价晶体和分子晶体的性质），而白磷、 红磷都是分子晶体，所以黑磷的熔沸点最高，Ｄ错误． ５．Ｂ　由图可知，与Ｈ－距离最近且等距离的Ｍｇ２＋有３个， 则Ｈ－的配位数为３，Ａ错误；Ｍｇ２＋位于晶胞的顶点和体心上， 该晶胞中Ｍｇ２＋的个数为８×１８＋１＝２，Ｂ正确；该晶胞的体积 为（ａ×１０－７×ａ×１０－７×ｃ×１０－７）ｃｍ３＝ａ２ｃ×１０－２１ｃｍ３，该晶胞 中Ｍｇ２＋的个数为２个，Ｈ－的个数为４×１２＋２＝４，相当于晶胞 中含有２个“ＭｇＨ２”，晶体密度为 Ｍ ＮＡ ×２ Ｖ ＝ ２Ｍ ＮＡａ ２ｃ×１０－２１ ｇ／ｃｍ３， Ｃ错误；①号Ｍｇ２＋和②号Ｍｇ２＋之间的距离等于晶胞体对角线 长度的一半，为 ２ａ２＋ｃ槡 ２ ２ ｎｍ，Ｄ错误． ６．Ｃ　硒化锌晶胞中Ｚｎ原子位于顶点和面心，则 Ｚｎ原子 数为８×１８＋６× １ ２＝４，Ｓｅ原子位于体心，Ｓｅ原子个数为４，故 化学式为ＺｎＳｅ，据此分析解答．与 Ｓｅ原子距离最近的 Ｚｎ原子 有４个，该晶胞中硒原子的配位数为４，Ａ错误；Ｚｎ位于元素周 期表中第ⅡＢ族，属于 ｄｓ区，Ｓｅ位于元素周期表中第ⅥＡ族， 属于ｐ区，Ｂ错误；设晶胞的边长为 ａｃｍ，则有 １４４×４ ＮＡ ｇ ａ３ｃｍ３ ＝ ρｇ／ｃｍ３ａ＝ ３４×１４４ ρＮ槡 Ａ ｃｍ，Ｃ正确；基态 ３４Ｓｅ原子的核外电子 排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ１０４ｓ２４ｐ４，共占据了１８个轨道，则基 态 ３４Ｓｅ原子核外有１８种不同空间运动状态的电子，Ｄ错误． ７．Ｄ　根据Ｌｉ２Ｏ晶胞的投影图，可知白球位于晶胞的顶点 和面心，其个数为８×１８＋６× １ ２＝４，根据化学式Ｌｉ２Ｏ，可推测 黑球在体内，有８个，黑球代表 Ｌｉ＋，白球代表 Ｏ２－，Ｌｉ２Ｏ的晶 胞结构为 !" # ，据此分析解答．离子半径：Ｌｉ＋＜ Ｎａ＋＜Ｋ＋，各离子所带电荷数相同，离子键强度：Ｌｉ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ＞ Ｋ２Ｏ，故熔点：Ｌｉ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ＞Ｋ２Ｏ，Ａ错误；根据分析可得，与 Ｏ２－等距且最近的Ｏ２－的个数为１２，Ｂ错误；根据分析可得，Ｌｉ＋ 的配位数为４，Ｃ错误；若 Ｌｉ２Ｏ的晶胞参数为 ａｎｍ，则 Ｌｉ ＋与 Ｏ２－的最短距离为体对角线的 １４，即 槡３ ４ａｎｍ，Ｄ正确． ８．Ｂ　氢氟酸常用于刻蚀玻璃容器，Ｙ为Ｆ；生活中用途最 广泛的金属材料是钢铁合金，Ｗ为 Ｆｅ；前四周期中只有氧、镁 原子的ｓ、ｐ能级上电子总数相等，根据原子序数递增可知Ｚ为 Ｍｇ；根据含氧橄榄石矿物可知 Ｘ为 Ｏ，Ｒ与 Ｘ质子数之和为 ２２，则Ｒ为Ｓｉ．从而得出 Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ、Ｗ分别为 Ｏ、Ｆ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ． Ｘ、Ｙ、Ｒ分别为Ｏ、Ｆ、Ｓｉ，同周期元素从左到右，元素的电负性逐 渐变大，同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则电负 性：Ｆ＞Ｏ＞Ｓｉ，Ａ错误；ＭｇＯ为离子化合物，形成离子晶体，Ｂ正 确；Ｆ的原子半径小于 Ｏ的原子半径，则 Ｈ—Ｆ的键能大于 Ｈ—Ｏ的键能，Ｃ错误；ＳｉＦ４是分子晶体，ＦｅＯ是离子晶体，离子 晶体的熔点高于分子晶体的，则熔点：ＳｉＦ４＜ＦｅＯ，Ｄ错误． ９．Ｄ　由冰晶石熔融时能发生电离，可知冰晶石是离子晶 体，Ａ错误；每个晶胞中含有“●”的个数为８×１８＋６× １ ２＝４， “○”的个数为 １２×１４＋８＝１１，根据冰晶石的化学式可知， ＡｌＦ３－６ 与Ｎａ ＋的个数比为１∶３，故“ ! ”表示 Ｎａ＋，Ｂ错误；“ !                                                                      ” —６— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 和８个小立方体的体心间的距离最近且相等，则与Ｎａ＋距离相 等且最近的Ｎａ＋有８个，Ｃ错误；由选项Ｂ可知，晶胞中含有４ 个“Ｎａ３ＡｌＦ６”，晶胞的体积为（ａ×１０ －８ｃｍ）３，则晶体的密度为 ４×２１０ （ａ×１０－８）３ＮＡ ｇ／ｃｍ３，Ｄ正确． 二、填空题 １０．（１）ＭＮ　ＭＮ２　ＭＮ２　ＭＮ （２）①离子键、非极性共价键　② ６０ ＮＡａ ３ １１．（１）Ｏ＞Ｔｉ＞Ｃａ　离子键　１２ （２）ＣａＯ、ＭｇＯ为离子晶体，Ｃｌ２Ｏ７、Ｐ４Ｏ６为分子晶体． ｒ（Ｍｇ２＋）＜ｒ（Ｃａ２＋），故离子键强度：ＭｇＯ＞ＣａＯ，熔点：ＭｇＯ＞ ＣａＯ．相对分子质量：Ｐ４Ｏ６ ＞Ｃｌ２Ｏ７，分子间作用力：Ｐ４Ｏ６ ＞ Ｃｌ２Ｏ７，熔点：Ｐ４Ｏ６＞Ｃｌ２Ｏ７，离子晶体的熔点大于分子晶体的 （３）①面心　４　②（１２， １ ２，１）　③ １．２０５×１０２３ ａ３ＮＡ 第３７期２版参考答案 专练一 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ｃ　５．Ｄ　６．Ｂ ７．Ａ　８．Ｃ　９．Ｃ　１０．Ｂ　１１．Ｄ　１２．Ｂ １３．（１）配位键　Ｎ （２）３ＣａＦ２＋Ａｌ ３＋ ３Ｃａ２＋＋［ＡｌＦ６］ ３－ （３）ＮＨ３、ＣＯ　１４ＮＡ 第３７期３版参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｃ ５．Ｃ　配合物Ｎａ２［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］是离子化合物，Ｎａ ＋与 ［Ｆｅ（ＣＮ）５ （ＮＯ）］ ２－ 以 离 子 键 结 合，在 配 离 子 ［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］ ２－中配体ＣＮ－及ＮＯ与Ｆｅ３＋之间以配位键结 合，在配体ＣＮ－及 ＮＯ中存在极性键，故该配合物中存在离子 键、配位键、极性键，Ａ正确；配体ＣＮ－和ＮＯ与中心离子Ｆｅ３＋形 成配位键，其配位数为６，Ｂ正确；配位键也属于σ键，在该配合 物中，配体与中心离子Ｆｅ３＋形成６个配位键，ＣＮ－中存在一个σ 键，ＮＯ中存在一个σ键，故１ｍｏｌ配合物中σ键的物质的量是 （６＋１×５＋１）ｍｏｌ＝１２ｍｏｌ，含有的σ键个数为１２ＮＡ，Ｃ错误；该 配合物为离子化合物，易电离，完全电离出 ２个 Ｎａ＋和 １个 ［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］ ２－，所以１ｍｏｌ该配合物完全电离共得到阴、阳 离子的数目为３ＮＡ，Ｄ正确． ６．Ｂ　化合物Ｍ中含有氨基，可以与水形成氢键，增强了 其在水中的溶解性，易溶于水，Ａ正确；Ｏ的电负性比 Ｎ的强， 与Ｎ原子相比Ｏ原子不易给出孤电子对形成配位键，所以氧 原子的配位能力比氮原子的弱，Ｂ错误；配位键也是 σ键，１个 Ｍ中含有２０个σ键，则１ｍｏｌＭ中含有２０ｍｏｌσ键，Ｃ正确；基 态Ｚｎ原子的核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ１０４ｓ２，核外 电子填充了７种原子轨道，Ｄ正确． ７．Ｂ　Ｃ、Ｏ、Ｎ位于同一周期，同一周期主族元素从左至右 第一电离能递增，但第ＶＡ族元素的第一电离能大于同周期相 邻的两种元素，所以第一电离能：Ｃ＜Ｏ＜Ｎ，Ａ正确；穴醚与碱 金属离子之间通过配位键形成超分子，Ｂ错误；穴醚有大小不 同的空腔适配不同大小的碱金属离子，选取适当的穴醚，可以 将不同的碱金属离子分离，Ｃ正确；穴醚结构中存在空穴，可容 纳碱金属离子，                                                                      使用穴醚可以增大某些碱金属盐在有机溶剂中 —７— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 的溶解度，Ｄ正确． ８．Ｃ　配离子中的配体在溶液中很难电离，已知０．１ｍｏｌ 氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到０．２ｍｏｌ ＡｇＣｌ沉淀，说明该配合物的外界有２个氯离子，则其内界只有 一个氯离子，故选Ｃ． ９．Ａ　钴元素的原子序数为２７，属于第Ⅷ族元素，位于元 位周期表ｄ区，Ａ错误；由乙二胺四乙酸合钴的结构可知，化合 物中含有杂化轨道类型为 ｓｐ３的单键碳原子和杂化轨道类型 为ｓｐ２的双键碳原子，Ｂ正确；由乙二胺四乙酸合钴的结构可 知，具有空轨道的 Ｃｏ２＋与具有孤电子对的２个氮原子和４个 氧原子形成６个配位键，则１ｍｏｌ该配合物形成的配位键有 ６ｍｏｌ，Ｃ、Ｄ正确． １０．Ａ　Ｒ、Ｘ、Ｙ、Ｚ为短周期元素，Ｒ中的电子只有一种自 旋取向，Ｒ为Ｈ元素；Ｘ、Ｙ、Ｚ处于同一周期，Ｘ的２ｐ能级上只 有一个电子，且其核外电子数等于Ｚ的最外层电子数，则 Ｘ为 Ｂ元素，Ｚ为 Ｎ元素；由分子结构可知，Ｙ只能形成 １个共价 键，结合位置可知，Ｙ为 Ｆ元素，据此分析解题．Ｂ原子最外层 有３个电子，是缺电子原子，提供空轨道，Ｎ原子最外层有５个 电子，提供孤电子对与Ｂ原子形成配位键，Ａ错误． 二、填空题 １１．Ⅰ．（１）钾的原子半径比铜的大，价电子数比铜少，钾 的金属键比铜的弱 （２）Ｈ２Ｏ＞Ｈ２Ｓ＞Ｈ２Ｓｅ （３）正四面体形　Ｎ　ｓｐ和ｓｐ３ （４）σ键和π键 Ⅱ．（１） ４ｄ ↑↑↑↑↑ ５ｓ ↑ （２）ＣＤ　（３）Ｃ　ｓｐ２和ｓｐ３ １２．（１）Ｎ＞Ｐ＞Ｓ　［Ａｒ］３ｄ７ （２）水分子间形成氢键　（３）ａ （４）①分子　②共价键、配位键、范德华力 解析：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ为元素周期表中前四周期元素，原子序 数依次增大，Ｂ元素原子核外电子占据３个能级，其中最高能 级上的电子数是其所在能层数的 ２倍，核外电子排布式为 １ｓ２２ｓ２２ｐ４，故Ｂ为Ｏ元素；Ａ元素原子核外有３个未成对电子， 原子序数小于氧，故核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ３，则Ａ为Ｎ元 素；Ｄ元素与Ｂ元素同族，Ｃ元素与Ａ元素同族，结合原子序数 大小可知Ｃ为Ｐ元素、Ｄ为Ｓ元素；Ｅ元素只能为第四周期元 素，Ｅ元素原子的价电子数是其余电子数的一半，则价电子数 为９，Ｅ的核电荷数为１８＋９＝２７，为Ｃｏ元素，据此分析解答． （３）结构中黑色球与白色球个数分别为４、１０，故该物质为 Ｐ４Ｏ１０，结合Ｏ原子形成８电子结构，可知 ａ键为 Ｐ Ｏ、ｂ键为 Ｐ—Ｏ，双键中电子云重叠更大，故键长较短的键为ａ． （４）①Ｃｏ２（ＣＯ）８熔点低、易升华，溶于乙醇、乙醚、苯，说 明Ｃｏ２（ＣＯ）８属于分子晶体． ②Ｃｏ２（ＣＯ）８中 Ｃｏ与 ＣＯ之间形成配位键，ＣＯ中含有极 性键，分子之间存在范德华力                                                                      ． —８— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 书 世界之大，无奇不 有．在金属的世界里，有 些金属的性质很奇特， 请看下面几种具有特异 功能的金属． 一、生物金属 植入人体（或动物 体）以修复器官和恢复 功能所用的金属材料称 为生物金属材料．生物 金属材料首先要与人体 组织和体液有良好的适 应性，同时还要有耐腐 蚀性和化学稳定性．要 承受人体的各种机械动 作，因此在力学上应具 有适宜的强度、韧性、耐 磨性和耐疲劳性．此外， 生物金属材料还要容易加工成各种复杂形状， 以及价格便宜和使用方便． 生物金属材料中使用比较成熟和应用比较 广泛的，主要是牙科和骨科所用的金属材料．牙 科使用的金属材料有金、银、铂等贵金属合金以 及不锈钢、钴基和钛基合金等．骨科使用的金属 材料主要有镍铬不锈钢、钴镍钼合金和钛及其合 金，有时也应用价格昂贵的铌、金、银、钯、铂等． 二、会呼吸的金属 存在会呼吸的金属吗？答案是肯定的，它 就是金属钯．金属钯柔软而富有延展性，在常温 下，１体积的海绵状钯约能吸收 ８５０体积的氢 气，这些被吸进去的氢气还可以被全部呼出来， 而此时海绵状钯也恢复原状． 三、哑巴金属 敲击金属物体，通常会发出清脆的响声，但 锰和铜的合金却有消声的作用．其原因是该合 金能吸收振动的能量，因此，敲击时不会发出清 脆的响声． 四、带甜味的金属 一说起带甜味的食品，人们就会想到糖，但 是你听说过带甜味的金属吗？金属铍就有甜 味．把铍放入水中，就会立即产生甜味．但由于 铍的化合物有毒，所以这种甜水不能喝． 五、抗癌金属 铂在人们的眼里是一种稀有的贵金属，俗 称铂金．让人意想不到的是，铂不仅有“催化剂 之王”的美誉，还有“抗癌新军”的雅号．１９６５ 年，美国人卢森堡意外地发现铂能使细菌的分 裂繁殖受到抑制．经过深入细致地研究，科学家 们发现了顺铂，它是第一种金属抗癌药物，粉末 状晶体、无味，可溶于水并水解．顺铂可抑制癌 细胞的ＤＮＡ复制过程，并损伤其细胞膜结构， 有较强的抗癌作用． 六、能记忆的金属 美国海军武器实验室研制出一种新的合 金———钛镍合金．这种合金含５０％的镍和５０％ 的钛．当它经过热处理后，可以在低温下改变形 状，但在高温下又可自动恢复原状，所以被人们 称为“能记忆的金属”． 书 【背景材料】西部大开发在我国区域协调发 展总体战略中具有优先地位，在促进社会和谐 中具有基础地位，在实现可持续发展中具有特 殊的地位．玉龙铜矿位于西藏昌都地区金沙江 畔，是我国目前储量最大的斑岩、矽卡岩复合型 铜矿，初步探明铜金属储量有６５０万吨以上，远 景储量达１０００万吨．资源储量居中国第一、亚 洲第二． 【知识链接】金属铜是按面心立方最密堆积 的金属．按 ＡＢＣＡＢＣＡＢＣ……的方式堆积，配位 数为１２，空间利用率为 ７４％，是金属晶体的最 密堆积．银和金也采用此种堆积方式． 典例 铜是重要的金属， 其化合物在科学研究和工业生 产中具有许多用途．请回答下 列问题： （１）铜晶体的晶胞如上图所示．铜的晶体中 原子的堆积方式是 ，晶胞中 Ｃｕ的配位 数是 ． （２）该晶胞立方体的边长为 ａｃｍ，Ｃｕ的相 对原子质量为６４，金属铜的密度为 ρｇ／ｃｍ３，则 阿伏加德罗常数为 （用含 ａ、ρ的代数 式表示）． （３）元素金（Ａｕ）处于周期表中的第六周 期，与Ｃｕ同族．一种铜金合金晶体具有立方最 密堆积的结构，在晶胞中 Ｃｕ原子处于面心，Ａｕ 原子处于顶角位置，则该合金中 Ｃｕ原子与 Ａｕ 原子的个数之比为 ；该晶体中，原子之 间的作用力是 ． 解析：（２）该晶胞实际拥有的铜原子数为 ８×１８＋６× １ ２＝４．铜的摩尔质量为６４ｇ／ｍｏｌ，则 有４Ｍ（Ｃｕ）＝ρＶＮＡ，４×６４＝ρ·ａ ３·ＮＡ，ＮＡ ＝ ２５６ ρ·ａ３ ． （３）在晶胞中，Ａｕ原子位于顶点，Ｃｕ原子 位于面心，该晶胞中 Ａｕ原子个数 ＝８×１８＝１， Ｃｕ原子个数 ＝６×１２＝３，所以该合金中 Ｃｕ原 子与Ａｕ原子个数比为３∶１；铜金合金属于金属 晶体，金属晶体中原子间通过金属键结合． 答案：（１）面心立方最密堆积　１２ （２）２５６ ρ·ａ３ 　（３）３∶１　金属键 书 一、空间利用率 指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶 体空间中所占有的体积百分比．计算时常按以 下步骤： （１）计算每个晶胞中含有的原子个数． （２）找出原子半径ｒ与晶胞边长ａ的关系． （３）利用计算公式计算．空间利用率 ＝ 球体积 晶胞体积 ×１００％． 计算时要运用数形结合的分析方法，一般 要先画出晶胞的侧面图，再用勾股定理计算． 二、常见金属晶体堆积方式空间利用率的 计算 １．简单立方（如Ｐｏ） 在立方体顶点的微粒为 ８个 晶胞共享，微粒数为８×１８＝１．设 原子的半径为 ｒ，则晶胞的边长为２ｒ，空间利用 率为： ４ ３πｒ ３ （２ｒ）３ ＝５２．３６％． ２．体心立方（如Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ） 在立方体顶点的微粒为 ８个 晶胞共享，处于体心的金属原子全 部属于该晶胞．微粒数为８×１８＋１＝２．设原子 的半径为ｒ，处于体对角线上的原子紧密接触， 则晶胞的体对角线为４ｒ，晶胞边长为４ｒ 槡３ ，空间利 用率为： ２×４３πｒ ３ （ ４ 槡３ ｒ）３ ＝槡３π８ ×１００％＝６８．０２％． ３．面心立方（如Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ） 在立方体顶点的微粒为８ 个晶胞共有，在面心的为 ２个 晶胞共有．１个晶胞所含微粒数 为：８×１８＋６× １ ２＝４．设原子 的半径为ｒ，处于面对角线上的原子紧密接触， 则晶胞面对角线为４ｒ，晶胞边长为 槡２２ｒ，空间利 用率为： ４×４３πｒ ３ （槡２２ｒ） ３ ×１００％＝７４．０５％． 编后语：组成晶体的金属原子在没有其他 因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积 原理．这是因为在金属晶体中，金属键没有方向 性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他 原子分布于周围，并以密堆积方式降低体系的 能量，使晶体变得比较稳定． 书 【知识补充】 １．配位数：在晶体中，与每个微粒紧密相邻 且距离相等的微粒个数． ２．空间利用率：晶体的空间被微粒占满的 体积百分数，用来表示紧密堆积的程度． 一、金属晶体原子平面排列的方式 金属晶体中的原子可看成直径相等的球 体．在二维空间里等径圆球有两种排列方式，如 下所示．这两种方式的配位数分别为４和６，可 分别称为非密置层和密置层． 二、金属晶体原子三维空间堆积模型 金属晶体可以看成金属原子（等径圆球）在 三维空间（一层一层地）堆积而成，其基本堆积 模型有四种． １．简单立方堆积 非密置层在三维空间一层一层堆积而成． （１）简单立方堆积的空间利用率最低 （５２％），只有钋（Ｐｏ）采用简单立方堆积，其配位 数为６． （２）每个小立方体为一个晶胞，每个晶胞含 有１个金属原子． ２．体心立方堆积 非密置层的金属原子形成的凹穴中填入另 一非密置层的金属原子，依次一层一层地在三 维空间堆积得到． （１）体心立方堆积的空间利用率为 ６８％， Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ等采用体心立方堆积，其配位数为８． （２）每个晶胞含有的金属原子个数为２个． ３．六方最密堆积（Ａ３型）和面心立方最密 堆积（Ａ１型） 密置层的原子按体心立 方堆积的方式堆积，会得到两 种堆积方式———Ａ３型和 Ａ１ 型（如右图）． （１）Ａ３ 型和 Ａ１ 型的空间利用率均为 ７４％，其配位数均为１２．Ａ１型含４个金属原子， Ａ３型含２个金属原子． （２）Ａ３型也称为 Ｍｇ型，Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ等为 Ａ３ 型；Ａ１型也称为Ｃｕ型，Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等为Ａ１型． （３）六方最密堆积的结构示意 图可表示为右图同层上每个球与 ６ 个球相邻，同时又与上下两层中各有 ３个球相邻，故配位数为１２． ! " !"# ! # !"# 书 １．延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子 层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列 方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起 到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金 属有良好的延展性． 【名师拓展】 当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属 原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的 砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至 硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以 后性能发生改变的一种比较粗浅的解释． 纯金属内，所有原子的大小和形状都是相 同的，原子的排列十分规整．而合金中加入了其 他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规 则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得 困难．因此合金比纯金属延展性要差． ２．导电性 电子气理论还十分形象地用电子气在电场 中定向移动解释金属良好的导电性，在金属晶体 中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方 向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会 发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性． 【易错提醒】 （１）金属晶体具有导电性，但能导电的物质 不一定是金属．例如，石墨具有导电性却属于非 金属． （２）还有一大类能导电的有机高分子化合 物，也不属于金属． （３）金属导电的粒子是自由电子，导电过程 是物理变化．而电解质溶液导电的粒子是自由 移动的阴阳离子，导电过程是化学变化． ３．导热性 （１）自由电子在运动时与金属离子碰撞而 引起能量的交换，当金属某部分受热时，那个区 域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过 碰撞，把能量传递给金属阳离子．自由电子与金 属阳离子频繁碰撞，从而使能量从温度高的部 分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的 温度． （２）电导率随温度的变化规律：还可用电子 气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁 碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的 现象． 【名师点拨】 电解质导电和金属导电的区别 物质类别 电解质 金属晶体 导电时的状态 水溶液或熔 融状态下 晶体状态 导电粒子 自由移动的离子 自由电子 导电时发 生的变化 化学变化 物理变化 导电能力随 温度的变化 温度升高导 电能力增强 温度升高导 电能力减弱 ４．颜色 由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内 部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面 上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很 快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈 现银灰色以至银白色光泽．而金属在粉末状态 时，金属的取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收 可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰 色或黑色． ５．熔沸点、硬度 金属单质熔、沸点的高低和硬度的大小与 金属键的强弱有关．金属键越强，金属晶体的 熔、沸点越高，硬度越大． 一般来说，金属键的强度主要取决于金属 元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目 （价电子数）．随着原子半径的增大，金属键逐渐 减弱．单位体积内自由电子的数目（价电子数） 越多，则金属键就越强．如钠、镁、铝的单位体积 内价电子数目逐渐增多，金属键逐渐增强；Ｌｉ、 Ｎａ、Ｋ的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱． 所以由 Ｌｉ到 Ｃｓ，熔、沸点逐渐降低，Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ 的熔、沸点逐渐升高，硬度增大． 合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔 点低．如生铁比纯铁的熔点低，钠 －钾合金 ［ｗ（Ｋ）在５０％～８０％范围内］在 室 温 下 呈 液态． 【名师点拨】 常见的合金：①以铁为主要成分的碳钢、锰 钢、不锈钢等； ②以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等． ! 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" m ? ¥ , - ¦ y § ¨ © ª « ¬‹{ | } ­ ® ¯ € ° ± ²T³ § ´ µ © § ¶ · ¸ ¹ º ´   m ? } ‡ u y ‘ » ¼ ! ,½ ¾ H 书 专练二：金属晶体的原子堆积模型 １．金属晶体中金属原子的堆积基本模式有（　　） Ａ．１种 Ｂ．２种 Ｃ．３种 Ｄ．４种 ２．已知金属钾的晶胞如下图所示，下列有关叙述 正确的是 （　　） Ａ．该晶胞属于密置层的一种堆积方式 Ｂ．该晶胞是六棱柱 Ｃ．每个晶胞平均拥有９个Ｋ原子 Ｄ．每个Ｋ原子周围距离最近且相等的Ｋ原子有 ８个 ３．金属晶体常见的晶胞结构有 ａ、ｂ、ｃ分别代表的 三种结构示意图，则下列图示结构内金属原子 的个数比为 （　　） Ａ．３∶２∶１ Ｂ．１１∶８∶４ Ｃ．９∶８∶４ Ｄ．２１∶１４∶９ ４．金属原子在二维空间里的放置有如下图所示的 两种方式，下列说法中正确的是 （　　） Ａ．图ａ为非密置层，配位数为６ Ｂ．图ｂ为密置层，配位数为４ Ｃ．图ａ在三堆空间里堆积可得六方最密堆积和 面心立方最密堆积 Ｄ．图ｂ在三维空间里堆积仅得简单立方堆积 ５．（１）金属化合物 Ｃｕ２Ｚｎ合金能导电，熔点较高， 强度、硬度较大．Ｃｕ２Ｚｎ合金的晶体类型是 ． （２）Ｚｎ形成金属晶体，其金属原子堆积属于下 列 模式（填字母）． Ａ．简单立方 Ｂ．钾型 Ｃ．镁型 Ｄ．铜型 ６．已知钼（Ｍｏ）的晶胞如下图所示，钼的原子半径 为ａｐｍ，相对原子质量为 Ｍ，以 ＮＡ表示阿伏加 德罗常数的值． （１）钼晶体的堆积方式为 ． （２）钼原子的配位数为 ． （３）构成钼晶体的粒子是 ． （４）金属钼晶体的密度为 ｇ／ｃｍ３                                                             ． 书 第３４期２版参考答案 专练一 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ｃ　４．Ａ　５．Ａ ６．Ｃ　７．Ｄ　８．Ｂ 专练二 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．Ｄ　７．Ｂ　８．Ｂ 第３４期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ｄ　４．Ｂ　 ５．Ｄ　６．Ｂ　７．Ｄ　８．Ｄ 二、填空题 ９．（１）ＡＢ　（２）ＣＥ　Ｈ　（３）ＣＤＥＦＨ （４）ＣＤＥＦ　干冰中ＣＯ２分子之间只存在范德 华力，冰中Ｈ２Ｏ分子之间存在范德华力和氢键，且 氢键的强度比范德华力大 １０．（１）Ｂｒ＞Ａｓ＞Ｓｅ＞Ｇｅ　分子晶体　ｓｐ３ （２）共价　ｓｐ３ （３）１６　４９６ ａ３ＮＡ 解析：（３）晶胞中含有Ｐ４分子的个数为８× １ ８＋ ６×１２＝４，则 Ｐ原子个数为４×４＝１６，晶胞体积 为ａ３ｃｍ３，所含微粒的质量为１６×３１ＮＡ ｇ，故晶体密 度为 １６×３１ｇ ＮＡ ａ３ｃｍ３ ＝４９６ ａ３ＮＡ ｇ／ｃｍ３． １１．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ （２）这两种氢化物均为极性分子，分子之间能 形成氢键 （３）ＫＯ２ （４）①Ｃ—Ｎ的键长小于 Ｃ—Ｃ的键长，Ｃ—Ｎ 的键能大于Ｃ—Ｃ的键能　②ｓｐ３ 解析：由题意可知，Ｘ为元素周期表前四周期 中电负性最小的元素，则Ｘ为 Ｋ元素；Ｚ的原子序 数为２８，则 Ｚ为 Ｎｉ元素；Ｅ、Ｑ、Ｔ三种元素的基态 原子具有相同的能层和能级，且第一电离能Ｉ１（Ｅ）＜ Ｉ１（Ｔ）＜Ｉ１（Ｑ），可知三种元素在同一周期，且原子 序数依次增大，其中基态Ｑ原子的２ｐ轨道处于半 充满状态，可知Ｑ为Ｎ元素，ＱＴ＋２ 与ＥＴ２具有相同 的原子数和价电子数，可知Ｔ为Ｏ元素，Ｅ为Ｃ元 素．据此分析解答． （１）根据题意推出，Ｅ、Ｑ、Ｔ、Ｘ、Ｚ分别为 Ｃ、Ｎ、 Ｏ、Ｋ、Ｎｉ，基态 Ｎｉ原子的核外电子排布式为 １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２． （２）Ｑ的简单氢化物 ＮＨ３极易溶于 Ｔ的简单 氢化物Ｈ２Ｏ，其主要原因是这两种氢化物均为极 性分子、分子之间能形成氢键． （４）①由化合物乙的晶胞可知，其硬度超过金 刚石，属于共价晶体，原因是乙中 Ｃ—Ｎ的键长小 于金刚石中Ｃ—Ｃ的键长，Ｃ—Ｎ的键能大于Ｃ—Ｃ 的键能． ②由晶胞结构可知，Ｃ原子 有４个价层电子对，杂化轨道类 型为 ｓｐ３，Ｎ原子形成 ３个共用 电子对，还有１个孤电子对，杂 化轨道类型也为ｓｐ３． 书 一、选择题（本题包括９小题，每小题只有一个选 项符合题意） １．下列叙述中不正确的是 （　　） Ａ．金属元素在化合物中一般显正价 Ｂ．金属元素的单质在常温下均为金属晶体 Ｃ．金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作 用，故金属键无饱和性和方向性 Ｄ．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 ２．下列关于金属键和金属晶体的叙述正确的是 （　　） Ａ．用铂金作首饰不能用金属键理论解释 Ｂ．分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低 Ｃ．金属键在一定外力作用下，会因形变而消失 Ｄ．金属导电和熔融电解质导电的原理一样 ３．科学家对液氢施加压强约４．９５×１０１１Ｐａ，成功 制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和自由 电子为基本单位构成的晶体．下列关于“金属 氢”的推测错误的是 （　　） Ａ．可能具有很好的导电性 Ｂ．与氢气互为同素异形体 Ｃ．摩尔质量与氢气相同 Ｄ．制造“金属氢”的过程属于化学变化 ４．金属钠的堆积方式为体心立方堆积，下列关于 钠晶体的判断合理的是 （　　） Ａ．其熔点比金属铝的熔点高 Ｂ．一个钠的晶胞中，平均含有４个钠原子 Ｃ．该晶体中钠原子的配位数为８ Ｄ．该晶体的堆积方式与银的堆积方式相同 ５．依据“电子气”的金属键模型，下列对于金属导 电性随温度变化的解释，正确的是 （　　） Ａ．温度升高，自由电子的动能变大，以致金属导 电性增强 Ｂ．温度升高，阳离子的动能变大，阻碍电子的运 动，以致金属导电性减弱 Ｃ．温度升高，自由电子互相碰撞的次数增加，以 致金属导电性减弱 Ｄ．温度升高，阳离子的动能变大，自由电子与阳 离子的吸引作用变小，以致金属的导电性增强 ６．金属不透明的原因是 （　　） Ａ．自由电子能够反射所有频率的光 Ｂ．自由电子能够吸收所有频率的光并很快放出 Ｃ．金属阳离子能够反射所有频率的光 Ｄ．金属阳离子能够吸收所有频率的光 ７．我国的超级钢研究处于世界领先地位．某种超级 钢中除 Ｆｅ外，还含有１０％Ｍｎ、０．４７％Ｃ、２％Ａｌ、 ０．７％Ｖ．下列说法中错误的是 （　　） Ａ．上述五种元素中，有两种位于元素周期表的 ｐ区 Ｂ．超级钢晶体一定是金属晶体 Ｃ．Ｘ射线衍射实验可以确定超级钢晶体的结构 Ｄ．超级钢中存在金属键和离子键 ８．镁铝合金具有优异的性能，其晶胞结构如下图 所示．设 ＮＡ表示阿伏加德 罗常数的值，下列说法不 正确的是 （　　） Ａ．镁铝合金的化学式为 ＭｇＡｌ２ Ｂ．晶体熔点：铝＜镁 Ｃ．该晶体中存在的化学键类型为金属键 Ｄ．该晶胞的质量是３１２ＮＡ ｇ ９．某纳米钛铝合金的晶胞结构如图甲（Ａｌ、Ｔｉ各有 １个原子在晶胞内部），金属铬的晶胞如图乙所 示，已知铬的密度为 ρｇ／ｃｍ３，阿伏加德罗常数 的值为ＮＡ．下列说法中正确的是 （　　） Ａ．甲中Ａｌ与Ｔｉ原子个数比为１１∶５ Ｂ．１个基态Ｔｉ原子中含有４个未成对电子 Ｃ．乙中与铬原子距离最近的铬原子共有１２个 Ｄ．铬原子的半径ｒ＝槡３４× ３２×５２ ρＮ槡 Ａ ×１０１０ｐｍ １０．Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｂ组成的金属互化物是重要的合金超 导体，其晶胞结构如下图所示，若该晶胞的空 间几何结构为正方体，其晶胞密度为 ρｇ／ｃｍ３， 下列说法正确的是 （　　） Ａ．该晶胞中含有８个 Ｃｕ原子、４个 Ｎｉ原子、２ 个Ｓｂ原子 Ｂ．Ｃｕ和Ｎｉ都位于元素周期表中ｄｓ区 Ｃ．基态Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｂ原子中未成对电子的数目： Ｃｕ＞Ｎｉ＞Ｓｂ Ｄ．相邻Ｃｕ和 Ｎｉ的最短距离（Ｌ）为１２ ３３６７ ρＮ槡 Ａ × １０１０ｐｍ 二、填空题（本题包括２小题） １１．Ⅰ．下面是一些晶体材料的结构示意图．请回 答下列问题： （１）写出镍原子的核外电子排布式： ． （２）钛金属晶体的原子堆积方式如图１所示， 则每个钛原子周围有 个紧邻的钛 原子． （３）锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图２ 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Ｇａ原子最近的 Ｇａ原子在新晶胞中 的位置为 （填字母）． Ａ．面心 Ｂ．体心 Ｃ．顶点 Ｄ．棱心 ②该晶胞中，相邻 Ｍｎ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 ａｎｍ，则用 含ａ的代数式表示填充镍后的晶胞的密度 ρ＝ ｇ／ｃｍ３． Ⅱ．某 Ｍ原子的外围电子排布式为３ｓ２３ｐ５，铜 与Ｍ形成化合物的晶胞如下图所示（黑点代表 铜原子）．请回答： （１）该晶体的化学式为 ． （２）已知铜和 Ｍ的电负性分别为１．９和３．０， 则铜与Ｍ形成的化合物属于 （填“离 子”或“共价”）化合物． （３）已知该晶体的密度为ρｇ／ｃｍ３，阿伏加德罗 常数为ＮＡ，则该晶体中铜原子和 Ｍ原子之间 的最短距离为 ｐｍ（只写计算式）． １２．请回答下列问题： （１）钙钛型复合氧化物可用 于制造航母中的热敏传感 器，其晶胞结构如右图所 示，其中Ａ为晶胞的顶点，Ａ 可以是 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ或 Ｐｂ，当 Ｂ是Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ或 Ｆｅ时，这种化合物具有好的 电学性能．下列说法正确的是 （填字 母）． Ａ．用Ａ、Ｂ、Ｏ表示的钙钛型复合氧化物晶体的 化学式为ＡＢＯ３ Ｂ．在制造Ｆｅ薄片时，金属键完全断裂 Ｃ．Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ晶体中均存在金属阳离子和阴 离子 （２）辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金 制造的．铁有 δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞 结构如下图所示． ①γ－Ｆｅ晶胞中含有的铁原子数为 ． ②δ－Ｆｅ、α－Ｆｅ两种晶体中铁原子的配位数之 比为 ． ③若α－Ｆｅ晶胞的边长为 ａｃｍ，γ－Ｆｅ晶胞的 边长为 ｂｃｍ，则两种晶体的密度之比为                                                                                                                                                                     ． 书 专练一：金属键与金属晶体 １．金属键的实质是 （　　） Ａ．自由电子与金属阳离子之间的相互作用 Ｂ．金属原子与金属原子间的相互作用 Ｃ．金属阳离子与阴离子的吸引力 Ｄ．自由电子与金属原子之间的相互作用 ２．下列金属晶体中，自由电子与金属阳离子间作 用最弱的是 （　　） Ａ．Ｋ Ｂ．Ｎａ Ｃ．Ｍｇ Ｄ．Ａｌ ３．金属晶体的形成是因为晶体中存在 （　　） Ａ．脱落价电子后的金属离子间的相互作用 Ｂ．金属原子间的相互作用 Ｃ．脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间 的相互作用 Ｄ．金属原子与价电子间的相互作用 ４．金属能导电的原因是 （　　） Ａ．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作 用较弱 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 ５．可用自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递 来解释的物理性质是 （　　） Ａ．金属是热的良导体 Ｂ．金属是电的良导体 Ｃ．金属有良好的延展性 Ｄ．有金属光泽，不透明 ６．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 ７．在金属晶体中，金属原子的价层电子数越多，原 子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高． 由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中 正确的是 （　　） Ａ．Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｃａ Ｂ．Ａｌ＞Ｎａ＞Ｌｉ Ｃ．Ａｌ＞Ｍｇ＞Ｃａ Ｄ．Ｍｇ＞Ｂａ＞Ａｌ ８．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解 释的是 （　　） Ａ．用铁制品作炊具 Ｂ．铁易生锈 Ｃ．用金箔作外包装 Ｄ．金属铝制成导线 ９．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 ! !"#$%&'()* ! +,-./ +,-01 " ! 234&5 6789:;<=> !!" !"" !!" !"" !#" $%&'(&))*+, ?@ABCD9: EFGHIJKLM -. /0 /0 12 # $ 34 52 6" % 7 8 9 7 : $! -; ! 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