3.1金属键金属晶体 同步练习 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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．对于A1型密堆积的描述错误的是 A．A1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞 B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个原子 C．平均每个面心立方晶胞中有14个原子 D．平均每个面心立方晶胞中有4个原子 2．基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B．原子光谱的谱线是连续的而不是离散的 C．洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的 D．可以用有无自范性来区分晶体与非晶体 3．钒镍合金是一种具有广泛应用前景的材料。镍晶体的结构示意图如图1所示，结构中不同位置的镍原子被钒原子替代后，可形成各种性能不同的钒镍合金，某钒镍合金的结构示意图如图2所示。下列说法错误的是 A．图2可表示该钒镍合金的晶胞 B．镍元素位于元素周期表d区 C．镍晶体的晶胞中Ni的配位数为12 D．该钒镍合金的化学式为 4．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构型为正方体，其晶胞密度为，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都位于周期表中ds区 C．基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目：Cu>Ni>Sb D．相邻Cu和Ni的最短距离(L)为 5．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． 6．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4 7．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是 A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物 B．测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 8．下列关于晶体的说法中不正确的是 ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性 ②晶胞是晶体中最小的“平行六面体” ③晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列 ④晶胞是晶体结构的基本单元 ⑤晶体尽可能采取紧密堆积的方式，使其更稳定 A．①② B．②③ C．③④⑤ D．② 二、填空题 9．自然界中存在大量的金属元素，其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)钠、铁、铝、铁、铜属于 晶体， 铁熔化破坏的化学键为 。 (2)铜的化合物种类很多。如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。 ①Cu+与Cl-最短的距离是 nm，Cl-的配位数为 。 ②氯化亚铜密度的计算式为ρ= g·cm-3 (用NA表示阿伏加德罗常数)。 10．一种铜金合金晶胞如图所示(原子位于顶角，原子位于面上)，则该合金中原子与原子个数之比为 ，若该晶胞的边长为，则合金的密度为 (只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为). 11．非晶体：内部微粒 排列构成的固体物质称为非晶体。晶体和非晶体的最大区别在于 。非晶体没有 外形，缺少晶体所具有的 和 。 12．已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au。 (1)属于简单立方堆积的是 ； (2)属于体心立方堆积的是 ； (3)属于六方最密堆积的是 ； (4)属于面心立方最密堆积的是 。 13．金属晶体物理通性 金属晶体具有金属光泽，有良好的 、 和 。 三、计算题 14．具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为，则的密度为 (列出计算式)。 四、解答题 15．一种四方结构的超导化合物的晶胞如图甲所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图乙所示。 图中和共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用和代表，则该化合物的化学式表示为 ；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的值，完成它们关系表达式： 。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1的坐标为(，，)，则原子2和3的坐标分别为 、 。 《3.1金属键金属晶体》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B A D C A B D 1．C 【分析】如图为A1型密堆积晶体的晶胞，它为面心立方晶胞，面心和顶点上各有1个原子。 【详解】A．A1型密堆积晶体的晶胞，它为面心立方晶胞，A正确； B．面心立方晶胞的面心和顶点上各有1个原子，B正确； C．平均每个面心立方晶胞中所拥有的原子个数为：8×＋6×=4个，C错误； D．平均每个面心立方晶胞中所拥有的原子个数为：8×＋6×=4个，D正确； 故选C。 2．B 【详解】A．通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以获得键长、键角等分子结构信息，测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，A正确； B．原子光谱的谱线是不同状态的电子发生跃迁产生的，因而是离散的而不是连续的谱线，B错误； C．基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则，C正确； D．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，相反非晶体中粒子的排列则相对无序，因而无自范性，D正确； 答案选B。 3．A 【详解】A．晶体是由晶胞无隙并置形成的，图2结构不能进行无隙并置，故图2结构不是晶胞，A错误； B．镍元素为第Ⅷ族元素，位于元素周期表d区，B正确； C．镍晶体的晶胞为面心立方结构，其配位数为12，C正确； D．依据图2的替换位置以及均摊法可知，该结构中含有Ni个数为，同理V个数为，故该合金的化学式为，D正确； 故选A。 4．D 【详解】A．根据均摊原则，该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，故A错误； B．Cu位于周期表中ds区，Ni位于周期表中d区，故B错误； C．基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目分别是1、2、3，Sb>Ni>Cu，故C错误； D．该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，设晶胞边长为a pm，该晶胞，，Cu和Ni的最短距离为晶胞边长的一半，Cu和Ni的最短距离，故D正确； 选D。 5．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。 6．A 【详解】A．据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误； B．Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确； C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确； D．该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确； 综上所述答案为A。 7．B 【分析】离子化合物的离子之间以强烈的离子键结合，一般熔沸点较高，熔化后可导电；分子晶体的分子之间以微弱的分子间作用力结合，物质的熔沸点比低。溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，据此分析解答。 【详解】A．离子化合物与物质状态、颜色无关，所以不能据此判断为离子化合物，A错误； B．SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点较低，它们为分子晶体，而不是离子化合物，B正确； C．如果SbCl3、SbCl5、SnCl4是共价化合物，它们在水溶液中水的作用下也会电离出氯离子和金属离子，HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，C错误； D．分子晶体溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，不能根据溶液是否导电判断是否为离子化合物，应根据熔融状态下该化合物能否导电，若能导电，则为离子化合物，若不能导电，则为共价化合物，D错误； 故合理选项是B。 8．D 【详解】①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性，①正确； ②晶胞是晶体结构的基本单元，一般为“平行六面体”②不正确； ③晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列，③正确； ④晶胞是晶体结构的基本单元，④正确； ⑤晶体尽量采取紧密堆积的方式，使其更稳定，⑤正确； 故选D； 9．(1) 金属 金属键 (2) a 4 【详解】（1）钠、铁、铝、铁、铜属于金属晶体，铁熔化破坏的化学键为金属键； （2）①Cu+与Cl-最短的距离是体对角线的，即 nm，Cl-的配位数为4； ②晶体中，Cl-的个数为4，根据化学式CuCl可知，晶体中Cu+的个数也是4，晶胞质量m=g=g，晶胞体积V=，晶胞密度为ρ=== g·cm-3。 10． 1:3 【详解】该晶胞中，原子位于顶角，原子位于面上，原子个数为，原子个数为，所以该合金中原子与原子个数之比为1：3； 晶胞体积，该合金的化学式可写成AuCu3，一个晶胞中含有1个AuCu3，则晶胞质量m=，则该合金密度。 11． 无周期性重复 熔点 固定 自范性 各向异性 【解析】略 12．(1)Po (2)Na、K、Fe (3)Mg、Zn (4)Cu、Au 【详解】（1）金属晶体采用简单立方堆积的较少，有Po； 故答案为：Po； （2）采用体心立方堆积的有Na、K、Fe等； 故答案为：Na、K、Fe； （3）采用属于六方最密堆积的有Mg、Zn等； 故答案为：Mg、Zn； （4）采用面心立方最密堆积的有Cu、Au等； 故答案为：Cu、Au。 13． 导电 导热 延展 【解析】略 14． 【详解】1个晶胞中有8个Li+，O2-处于顶点和面心，O2-的个数为，故的密度。 15． (，，0) (0，0，) 【详解】由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm的个数为，Fe的个数为，As的个数为，该晶胞中O和F的个数之和为，的比例为，的比例为，故该化合物的化学式为； 1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，故密度；原子2位于底面面心，其坐标为(，，0)；原子3位于棱上，其坐标为(0，0，)。 学科网（北京）股份有限公司 $$