专题3 第一单元 金属键 金属晶体 单元综合训练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（苏教版）

0 专题3　微粒间作用力与物质性质 第一单元　金属键　金属晶体 单元综合训练 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列关于晶体的说法中不正确的是(　　) A．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 B．晶胞是晶体中最小的“平行六面体” C．晶胞是晶体结构的基本单位 D．晶体尽可能采取紧密堆积的方式，使其更稳定 解析：晶胞是晶体中最小的重复的基本单位，一般为“平行六面体”，故B不正确。 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2．金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是(　　) A．金属原子的外围电子数较少 B．金属晶体中存在自由移动的电子 C．金属原子的原子半径较大 D．金属键不具有方向性和饱和性 解析：金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和性，所以金属原子能以最紧密的方式堆积，故金属晶体堆积密度大，原子的配位数高，这样能充分利用空间。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 3．金属晶体中金属原子有三种常见的堆 积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方 堆积。a、b、c分别代表这三种晶体的结构， 则晶体a、b、c内金属原子个数比为(　　) A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 4．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 5．已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单位密置堆积而成，下列关于该化合物的叙述错误的是(　　) A．1 mol该化合物中含有1 mol Y B．1 mol该化合物中含有3 mol Cu C．1 mol该化合物中含有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7 [名师点拨]　 确定晶体化学式的流程：观察确认粒子的种类→确定各粒子在晶胞中的位置→用均摊法求各粒子数目→求各粒子数目最简比→确定化学式。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 6．下列叙述不正确的是(　　) A．某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中所形成的水溶液也可导电，则可推测该物质只可能是金属单质 B．晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子；有阳离子不一定有阴离子 C．石英、金刚石均属于共价晶体 D．镁型和铜型金属晶体中原子的配位数均为12，每个晶胞占有的原子数目均为2 解析：镁型和铜型金属晶体中原子的配位数均为12，镁为六方堆积，每个晶胞占有的原子数目为2，铜为面心立方堆积，每个晶胞占有的原子数目为4，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11 8．某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0 g·cm－3，用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为1×10－7 cm的正方体中含有20个原子，则此元素原子的相对原子质量最接近下列数据中的(　　) A．32 B．120 C．150 D．180 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 9．下列对各物质性质的比较中，正确的是(　　) A．熔点：Li<Na<K B．导电性：Ag<Cu<Al<Fe C．密度：Na<Mg<Al D．金属晶体空间利用率：体心立方堆积<六方堆积<面心立方堆积 解析：按Li、Na、K的顺序，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，A错误；常用的金属导体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，B错误；不同堆积方式的金属晶体空间利用率：简单立方堆积为52%，体心立方堆积为68%，六方堆积和面心立方堆积均为74%，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 10．根据表中提供的数据，判断可以形成合金的是(　　) A．铝与硅 B．铝与硫 C．钠与硫 D．钠与硅 解析：能发生化学反应的物质不能形成合金，B项铝与硫、C项钠与硫能发生化学反应。钠的沸点远低于硅的熔点，当硅熔化时钠已经汽化，所以D项的钠与硅不能形成合金。 金属或非金属 钠 铝 铁 硅 硫 熔点/℃ 97.8 660.4 1535 1410 112.8 沸点/℃ 883 2467 2750 2353 444.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 二、非选择题 13．不锈钢是由铁、铬、镍、碳等组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。 (1)基态碳原子的轨道表示式为______________。 (2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，现分别称为晶体铁a和晶体铁b，其晶胞如图所示。 分析其晶胞结构特点，说明晶体铁a和晶体铁b 的堆积方式分别为_____________，_____________， 这两个晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为______。 体心立方堆积 面心立方堆积 1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 20 (3)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积，试写出该晶体的化学式：________。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有____个。 MgCNi3 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 21 解析：(3)由均摊法可知题给晶胞中碳原子数为1，镁原子数为1，镍原子数为3，则其化学式为MgCNi3；一个晶胞距顶点的镁原子最近的镍原子有3个，考虑到晶体中空间的连续性，则每个镁原子周围距离最近的镍原子数目为3×8÷2＝12。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 22 14．(1)钴晶体的一种晶胞(如图所示)的边长为a nm，密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴原子的配位数是___， 钴原子半径为_____nm，钴的相对原子质量可表示为______________。 (2)金属Mg的晶胞如图所示，晶胞体积为V cm3，阿伏加德罗 常数的值为NA，则金属Mg的密度为______g·cm－3。 8 5a3ρNA×10－22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 24 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：a中所含原子个数＝12×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＋3＝6，b中所含原子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，C中所含原子个数＝8×eq \f(1,8)＋1＝2，故晶体a、b、c内金属原子个数比为6∶4∶2＝3∶2∶1。 解析：根据均摊法可知，该晶胞中K的个数为2×6×eq \f(1,2)＝6，C60的个数为1＋8×eq \f(1,8)＝2，所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2＝3∶1。 解析：由题图可知，白球代表的Y原子位于长方体 的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四 条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部，小黑 球代表的O原子位于长方体的内部和面上，运用均摊法 可计算出Y原子个数为8×eq \f(1,8)＝1，Ba原子个数为8×eq \f(1,4)＝2， Cu原子个数为3，O原子个数为10×eq \f(1,2)＋2＝7，故该化合 物的化学式为YBa2Cu3O7。 7.金属钠晶体的晶胞为体心立方堆积，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，设阿伏加德罗常数的值为NA，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为(　　) A.eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm B.eq \r(3) eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm C.eq \f(\r(3),4) eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm D.eq \f(1,2) eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm 解析：因为金属钠晶体的晶胞为体心立方堆积，所以每个晶胞中含有钠原子数为1＋8×eq \f(1,8)＝2，设晶胞边长为x cm，根据ρ＝eq \f(m,V)得ρ＝eq \f(\f(2a,NA),x3)，x＝eq \r(3,\f(2a,NAρ))，晶胞的体对角线长为棱长的eq \r(3)倍，钠原子半径为体对角线的eq \f(1,4)，所以钠原子半径r＝eq \f(\r(3),4) eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm。 解析：M＝eq \f(ρVNA,N)＝eq \f(（1×10－7 cm）3,20)×6.02×1023 mol－1×5.0 g·cm－3 ＝150.5 g·mol－1，故该元素原子的相对原子质量最接近150。 [名师点拨]　空间利用率的计算方法 空间利用率＝eq \f(晶胞含有原子（离子）的体积,晶胞体积)×100%。 将原子(离子)设想为一个球，依据1个晶胞内所含原子(离子)的数目计算原子(离子)的体积，再确定晶胞的体积，即可计算晶体(胞)的空间利用率。 11．铜与金可形成两种有序的金属互化物，其晶胞结构分别如图所示，下列有关说法不正确的是(　　) A．图1对应物质的化学式为CuAu B．图2对应物质的化学式为CuAu3 C．图1中相距最近的铜原子之间的距离为eq \f(\r(2)a,2) D．图2对应物质的摩尔质量为389 g·mol－1 解析：图1晶胞中含有Cu原子的个数为8×eq \f(1,8)＋ 2×eq \f(1,2)＝2，Au原子的个数为4×eq \f(1,2)＝2，则对应物质的 化学式为CuAu，A正确；图2晶胞中含有Cu原子 的个数为8×eq \f(1,8)＝1，Au原子的个数为6×eq \f(1,2)＝3，则对应物质的化学式为CuAu3，摩尔质量为655 g·mol－1，B正确，D错误；图1中相距最近的铜原子之间的距离为晶胞面对角线长度的一半，即为eq \f(\r(2)a,2)，C正确。 12．如图所示，铁有δ、γ、α三种 同素异形体，三种晶体在不同温度下能 发生转化。下列说法不正确的是(　　) A．δ­Fe晶胞中含有2个铁原子，与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 B．晶体的空间利用率：δ­Fe＞γ­Fe＞α­Fe C．设γ­Fe晶胞中铁原子的半径为d，则γ­Fe晶胞的体积是16eq \r(2)d 3 D．已知铁的相对原子质量为a，设阿伏加德罗常数的值为NA，δ­Fe晶体的密度为ρ g·cm－3，则铁原子的半径r＝eq \f(\r(3),4)·eq \r(3,\f(2a,NAρ)) cm 解析：由题图可知，δ​Fe晶胞中含有Fe原子的 个数为1＋8×eq \f(1,8)＝2；与每个铁原子等距离且最近的铁 原子有8个，A正确。δ​Fe晶体为体心立方堆积，则 其空间利用率为68%；γ​Fe晶体为面心立方堆积，则其空间利用率为74%；α​Fe晶体为简单立方堆积，则其空间利用率为52%；故晶体的空间利用率：γ​Fe＞δ​Fe＞α​Fe，B错误。若γ​Fe晶胞中铁原子的半径为d，则晶胞的面对角线长为4d，所以晶胞的棱长为2eq \r(2)d，则该晶胞的体积为(2eq \r(2)d)3＝16eq \r(2)d 3，C正确。δ​Fe晶胞中含有Fe原子的个数为2，则该晶胞的体积为eq \f(2a,ρNA) cm3，则其棱长为eq \r(3,\f(2a,ρNA)) cm，该晶胞的体对角线长为棱长的eq \r(3)倍，也是原子半径的4倍，即4r＝eq \r(3)·eq \r(3,\f(2a,ρNA)) cm，解得r＝eq \f(\r(3),4)·eq \r(3,\f(2a,ρNA)) cm，D正确。 a 解析：(1)距离晶胞体心的钴原子最近且相等的钴原子的个数为8，故 钴原子的配位数为8，结合钴晶胞结构可知，晶胞体对角线的长度是钴原 子半径的4倍，设钴原子半径为r nm，则4r＝eq \r(3)a，r＝eq \f(\r(3),4)a，晶胞中含有 钴原子的数目为8×eq \f(1,8)＋1＝2，晶胞体积为(a×10－7)3 cm3＝a3×10－21 cm3，设 钴的相对原子质量为M，则ρ＝eq \f(2M,NA×a3×10－21)，所以M＝5a3ρNA×10－22。 (2)金属镁的晶胞属于六方堆积，结合均摊法可知，该晶胞中Mg的个数为4×eq \f(1,12)＋4×eq \f(1,6)＋1＝2，晶胞质量为eq \f(24×2,NA) g，则金属Mg的密度为eq \f(24×2,NA) g÷V cm3＝eq \f(48,VNA) g·cm－3。 $