课时梯级训练(16) 金属键与金属晶体(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版2019 单选）

课时梯级训练(16)　金属键与金属晶体 1．下列有关金属元素特征的叙述正确的是 (　　) A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 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．金属元素的单质在常温常压下均为金属晶体 B　解析：对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2+，A错误；有的金属元素只有一种正化合价，如Mg，C错误；金属汞在常温常压下为液体，D错误。 2．下列关于金属晶体的叙述不正确的是 (　　) A．常温下，金属单质并非都以金属晶体的形式存在 B．金属键在受到外力作用下，会因发生形变而消失 C．金属钾的熔点低于金属钙，与金属键有关 D．一般情况，温度越高， 金属的导电性越弱 B　解析：常温下，金属汞是液体，不是金属晶体，A正确；金属晶体受外力作用，层与层之间发生相对滑动，金属键变弱，但并未消失，B错误；K＋半径大于Ca2+，K＋所带电荷小于Ca2+，则金属钙中金属键强于金属钾，故钙的熔点高于钾，C正确；温度升高，自由电子运动速率增大，金属的导电性减弱，D正确。 3．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体的熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及金属阳离子半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 (　　) A．金属镁的熔点高于金属铝 B．碱金属单质的熔点、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C．金属镁的硬度小于金属钙 D．金属铝的硬度大于金属钠 D　解析：影响金属晶体熔、沸点的主要因素是金属键的强弱，金属键的强弱取决于金属阳离子所带电荷数的多少及金属阳离子半径大小。镁离子比铝离子的半径大且镁离子所带的电荷数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，其熔、沸点比金属铝小，A错误；从Li到Cs，金属离子的半径是逐渐增大的，金属阳离子所带电荷数相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小，B错误；镁离子的半径比钙离子的小，镁离子、钙离子所带电荷数相同，金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁的硬度比金属钙大，C错误；铝离子的半径比钠离子的小且铝离子所带电荷数比钠离子的多，金属铝的金属键比金属钠的强，所以金属铝的硬度比金属钠大，D正确。 4．下列各组物质按熔点由低到高的顺序排列正确的是 (　　) ①O2、I2、Hg　　　②CO、H2O、SiO2　 ③Na、K、Rb　　　④Na、Mg、Al A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ D　解析：常温下，O2为气体，I2是固体，Hg是液体，故熔点：O2<Hg<I2，①错误；CO、H2O都是分子晶体，H2O能形成分子间氢键，其熔点高于CO；SiO2是共价晶体，其熔点最高，故CO、H2O、SiO2的熔点逐渐升高，②正确；Na、K、Rb是第ⅠA族金属，且离子半径逐渐增大，则金属键逐渐减弱，故Na、K、Rb的熔点逐渐降低，③错误；Na、Mg、Al同处于第三周期，离子半径逐渐减小，金属键逐渐增强，金属阳离子所带电荷数逐渐增大，故Na、Mg、Al的熔点逐渐升高，④正确，故选D。 5．我国科学家开发了CO2/Mg潮湿环境二次电池，化学反应原理为2Mg＋3CO2＋2H2O===2MgCO3·H2O＋C。下列说法错误的是 (　　) A．MgCO3中阴离子的空间结构为平面正三角形 B．固态CO2和H2O都是分子晶体，内部存在的粒子间作用力相同 C．H2O中氢、氧原子的个数比为2∶1，体现了共价键的饱和性 D．单质镁是由镁离子和自由电子构成的金属晶体 B　解析：碳酸根离子的中心原子价层电子对数为3＋＝3，则碳原子采取sp2杂化，CO的空间结构为平面正三角形，A正确；固态CO2和H2O都是分子晶体，内部存在的粒子间作用力不完全相同，前者存在范德华力和共价键，后者存在范德华力、氢键和共价键，B错误；H2O中氢、氧原子的个数比为2∶1，分子内原子均为稳定结构，体现了共价键的饱和性，C正确；单质镁是金属晶体，由镁离子和自由电子构成，D正确。 6．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(黑球代表Fe，白球代表Mg)。下列说法不正确的是 (　　) A．铁镁合金的化学式为Mg2Fe B．晶体中存在的化学键类型为金属键 C．金属的熔点：Mg＜Ca D．该晶胞的质量为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值) C　解析：每个晶胞含有铁原子个数为8×＋6×＝4，含有8个镁原子，则镁、铁原子个数比为8∶4＝2∶1，故铁镁合金的化学式为Mg2Fe，A正确；铁镁合金属于金属晶体，存在金属键，B正确；离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，金属的熔点越高，由于Mg2+半径小于Ca2+，金属Mg中金属键强于金属Ca，故Mg的熔点高于Ca，C错误；该晶胞中含有4个铁原子和8个镁原子，则该晶胞的质量为g＝g，D正确。 7．某Au­Cu合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 (　　) A．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1 B．晶胞中Au的配位数为8 C．该合金中Au的质量分数约为75% D．晶胞中最小核间距：Au—Cu>Cu—Cu D　解析：晶胞中Cu位于立方体的顶角，Au位于立方体的体心，一个晶胞中含有Cu数目为8×＝1，含有Au数目为1。由铜离子的电子排布可知，基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，A正确；晶胞中距离Au最近的且距离相等的Cu有8个，Au的配位数为8，B正确；晶胞中Au和Cu原子个数比为1∶1，则Au的质量分数为×100%≈75%，C正确；设晶胞参数为a，Cu—Cu的最小核间距为a，Cu—Au的最小核间距为a，最小核间距：Cu—Cu>Cu—Au，D错误。 8．灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A．一个灰锡晶胞中含有8个Sn B．灰锡属于共价晶体，其熔点低于金刚石 C．若Sn—Sn的键长为a pm，则晶胞参数为a pm D．灰锡中每个Sn周围与它距离最近的Sn有4个 C　解析：由晶胞结构可知Sn个数为8×＋6×＋4＝8，A正确；灰锡与金刚石的晶体类型相同，即灰锡也为共价晶体，Sn半径大于C，C—C的键长比Sn—Sn的键长短，键能大，因此熔点高于灰锡，B正确；该晶胞体对角线长等于4个Sn—Sn的键长，则晶胞参数为 pm，C错误；以体内Sn为观察对象，每个Sn周围与它距离最近的Sn有4个，D正确。 9．X是第四周期元素，其原子最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的－1价离子的最外层电子数与次外层电子数相同。下列说法错误的是 (　　) A．单质X的晶体类型为金属晶体 B．已知单质X是面心立方最密堆积，其中X原子的配位数为8 C．元素Y的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5 D．X与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示，则该化合物的化学式为CuCl B　解析：依据题给信息可推知，X为铜元素，Y为氯元素。Cu属于金属元素，单质铜的晶体类型为金属晶体，A正确；金属铜是面心立方最密堆积，每个铜原子的配位数是12，B错误；Y是氯元素， 其原子核外电子数为17，依据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，C正确；依据晶胞结构，利用均摊法分析，每个晶胞中含有的铜原子个数为8×＋6×＝4，氯原子个数为4，则该化合物的化学式为CuCl，D正确。 10．铁有α、γ、δ三种晶体结构，在一定条件下可以相互转化。晶胞结构如图所示，晶胞中距离最近的铁原子均相切。下列说法错误的是 (　　) A．铁的导电性、导热性、延展性都可以用电子气理论来解释 B．α、γ、δ铁的晶胞中铁原子个数比为1∶4∶2 C．α、γ、δ铁的晶胞边长的之比为1∶∶ D．γ­铁在一定条件下转化为δ­铁后密度变小 C　解析：电子气理论指出金属阳离子“浸泡”在电子气中，可以解释铁的导电性、导热性和延展性，A正确；α­铁为简单立方堆积，γ­铁为面心立方堆积，δ­铁为体心立方堆积，故晶胞中铁原子数之比为1∶4∶2，B正确；设铁原子直径为a，α­铁中一条边上的原子相互接触，则α­铁的边长为a，而γ­铁中面对角线上的原子相互接触，则边长为a，而δ­铁中体对角线上原子相互接触，边长为，C错误；γ­铁中平均一个铁原子占据体积为＝a3，δ­铁中平均一个铁原子占据体积为＝a3，故γ­铁在一定条件下转化为δ­铁后密度变小，D正确。 11．镧(57La)和镍(28Ni)的一种合金可作为储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示，镍原子除一个在中心外，其他都在面上，镧原子在顶角上，储氢时氢原子存在于金属原子之间的空隙中。下列有关该储氢材料及氢气的说法正确的是 (　　) A．若每个晶胞可储存3个H2分子，则该材料储氢后的化学式为LaNi5H6 B．该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，属于共价晶体 C．氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时释放热量 D．氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱 A　解析：由晶胞结构可知，每个晶胞含有La的个数为8×＝1，含有Ni个数为1＋8×＝5，La、Ni个数比为1∶5，则该晶体的化学式为LaNi5，每个晶胞可储存3个H2分子，故该材料储氢后的化学式为LaNi5H6，A正确；该材料属于合金，属于金属晶体，B错误；氢分子解离变成氢原子，断裂共价键，要吸收能量，C错误；氢气分子中不能形成氢键，D错误。 12．如图为金属钾晶体的晶胞结构，实验测得钾的密度为ρ(g/cm3)，已知钾的摩尔质量为a(g/mol)，阿伏加德罗常数为NA(mol-1)，假定金属钾原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钾原子的半径r(cm)为 (　　) A． B． C． D． C　解析：在晶胞中含有钾原子数为1＋8×＝2，设晶胞边长为x，根据ρ＝得，ρ＝，x＝，则晶胞的体对角线长度为，所以钾原子半径＝。 13．已知合金Na2AlAu3的立方晶胞结构如图1所示，Na以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中填入AlAu3四面体：沿x轴投影晶胞中所有Na的分布图如图2所示，A点的分数坐标为(，，)。设晶胞参数为a pm，Na2AlAu3的摩尔质量为M g/mol，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A．电负性：Na<Al B．B点的分数坐标为(，，) C．A、C两原子间的距离为a pm D．该晶体的密度为 g/cm3 C　解析：Na与Al同周期，同周期主族元素的电负性从左至右逐渐增大，故电负性：Na<Al，A正确；A点的分数坐标为(，，)，可得B点的分数坐标为(，，)，B正确；由图2可知，A、C两原子之间的距离为体对角线的，A、C两原子间的距离为a pm，C错误；根据均摊法可知该晶胞中含有Na的数量为8×＋6×＋4＝8，则每个晶胞中含有4个Na2AlAu3，故晶胞的密度为ρ＝＝＝ g/cm3，D正确。 14．(2025·金华检测)钛是光敏材料、医疗器械中的重要原料，请回答： (1)基态Ti的核外电子排布式为________。 (2)染料敏化TiO2电极的基底材料为哑光玻璃，NH4F是制作哑光玻璃的刻蚀剂，NH中心原子的杂化类型是________，NH4F中存在________(填标号)。 A．离子键　　B．σ键　　C．π键　　D．氢键 (3)超高硬度材料Ti3Au可作为人工髋关节、膝关节植入材料，有α­Ti3Au和β­Ti3Au两种结构，结构如图，两种晶胞均为立方体，棱长均为509 pm。其中β­Ti3Au每个面上有2个Ti，连线平行于晶胞的棱，距离恰好为棱长的一半，且连线中点为面心。 ①β­Ti3Au晶胞中，Au的配位数(紧邻且距离相等的Ti数)为________。 ②两种Ti3Au晶体中，硬度较高的是________，请说明理由 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)[Ar]3d24s2 (2)sp3　ABD (3)①12　②β­Ti3Au晶体　β­Ti3Au晶体中Ti—Au的键长比α­Ti3Au晶体中的短，相同原子间键长越短，键能越大 解析：(1)Ti是22号元素，基态Ti的核外电子排布式为[Ar]3d24s2。 (2)NH中N价层电子对数为4，N的杂化类型是sp3；NH和F－之间为离子键，NH中存在N—H σ键，NH中的H与F之间可以形成氢键，所以NH4F中存在离子键、σ键、氢键。 (3)①根据β­Ti3Au晶胞图，Au的配位数(紧邻且距离相对的Ti数)为12。②β­Ti3Au晶体中Ti—Au的键长比α­Ti3Au晶体中的短，相同原子间键长越短，键能越大，所以两种Ti3Au晶体中，硬度较高的是β­Ti3Au晶体。 15．(1)已知铁为面心立方晶体，其晶胞结构如图 Ⅰ 所示，面心立方的晶胞结构特征如图 Ⅱ 所示。若铁原子的半径为1．27×10-10 m，试求铁的晶胞边长，即图 Ⅲ 中AB的长度为________ m。 (2)下图为一个金属铜的晶胞： ①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是______个。 ②此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 g/mol，金属铜的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的值为__________(用a、ρ表示)。 答案：(1)3．59×10-10　(2)①4　② 解析：(1)由图 Ⅲ 可得AB＝×2×1．27×10-10 m≈3．59×10-10 m。 (2)①用均摊法求解，8×＋6×＝4；②根据密度关系：＝ρ·a3，从而可知NA＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$