3.3 金属晶体与离子晶体 第1课时（分层作业）化学人教版选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 第1课时 金属晶体与离子晶体 分层作业 1．下列有关金属晶体的说法正确的是 A．金属晶体所有性质均与金属键有关 B．最外层电子数少于3个的原子一定都是金属 C．任何状态下都有延展性 D．都能导电、传热 2．青铜是重要的铜合金，下列关于铜和铜合金的说法错误的是 A．青铜比纯铜熔点低 B．青铜比纯铜硬度大 C．铜属于金属晶体，具有良好的导电性和导热性。 D．金属铜中含有金属键，具有方向性和饱和性。 3．关于金属性质和原因的描述不正确的是 A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流 C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量 D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 4．物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般说来，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强。由此判断下列说法错误的是 A．硬度： B．熔点： C．硬度： D．熔点： 5．武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是 A．Au具有良好的延展性 B．密度： C．常温下，Hg不是金属晶体 D．Cu的电导率随温度升高而降低 6．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．金刚石和石墨 B．硼和锗 C．氯化钠和氯化铯 D．氧化镁和二氧化硅 7．近日，科研人员在300mm硅晶圆上完全制造了电驱动砷化镓（GaAs）基激光二极管。已知：砷化镓的熔点为1230℃，具有空间网状结构。GaAs晶体属于 A．分子晶体 B．共价晶体 C．离子晶体 D．金属晶体 8．下列有关离子晶体的比较不正确的是 A．熔点： B．离子键强弱：NaF>NaCl>NaBr C．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等 D．硬度：MgO>CaO>BaO 9．下表给出了几种氯化物的熔点和沸点 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 熔点/℃ 801 714 190（5×101 kPa） -70 沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57 据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是 A．AlCl3在加热条件下能升华 B．SiCl4晶体属于共价晶体 C．AlCl3晶体是典型的离子晶体 D．MgCl2中含有离子键和非极性共价键 10．氟化钙被广泛应用于天文观测、高分辨光学仪器中，其晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是    A．氟化钙的化学式为 B．每个晶胞中含有14个 C．每个周围距离最近且等距的有4个 D．和之间不只存在静电引力 11．下图是氯化钠晶胞结构示意图，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．1个氯化钠晶胞中含有4个和4个 B．位于顶点和面心的离子为 C．与等距离且最近的有12个 D．与之间的最短距离为 12．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。 （1）其中代表金刚石的是(填编号字母，下同) ，金刚石属于 晶体。 （2）其中代表石墨的是 ，石墨属于 晶体。 （3）其中代表的是 ，每个周围与它最接近且距离相等的有 个。 （4）代表的是 ，它属于 晶体，每个与 个紧邻。 （5）代表干冰的是 ，它属于 晶体，每个分子与 个分子紧邻。 13．一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co：Ga：Ni= ，其立方晶胞的体积为 nm3。 14．Mg-Fe合金是当前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 。 （2）若该晶胞的棱长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该合金的密度为 g·cm-3。 15．某离子晶体的晶胞结构如图所示： 设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1，晶胞的密度为ρ g·cm–3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为 pm。 16．同是ⅤA族元素的单质，氮的熔点很低，铋的熔点较高，其原因是 A．氮为非金属，铋为金属 B．氮的摩尔质量远低于铋的摩尔质量 C．分子间作用力比金属键弱很多 D．氮分子中有氮氮三键，铋中含有金属正离子(阳离子) 17．下列有关物质结构与性质说法错误的是 A．“电子气理论”用于描述金属键本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 B．冰晶体中的空间利用率低于干冰晶体，这与水分子间形成氢键有关 C．由于臭氧的极性微弱，它在CCl4中的溶解度高于在水中溶解度 D．液晶具有液体的流动性，不能表现出类似晶体的各向异性 18．金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金，其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示（“●”代表Ni）。已知：图中①～⑧代表8个位于小立方体体心的原子，其中①③⑤⑦代表Mn，②④⑥⑧代表Ga．设晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区 B．合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa C．距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个 D．该晶体的密度为 19．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是 A．该晶体属于共价晶体 B．该晶胞中Zn2＋和S2-数目不相等 C．阳离子的配位数为6 D．氧化锌的熔点大于硫化锌 20．Au-Cu合金有多种晶胞结构，其中三种晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．Ⅰ中金原子周围距离最近且相等的金原子有6个 B．Ⅲ中最小核间距Au-Cu＜Au-Au C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是金属晶体，晶体内部存在金属原子与自由电子间的相互作用力 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1:1、3:1、1:3. 21．金属晶体有多种堆积方式，如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之比为 A． B． C． D． 22．金属合金的结构可看作以四面体替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。下列说法中错误的是 A．一个晶胞中，Cu原子的个数为32 B．x=2 C．若晶胞参数为anm，则AB原子之间的距离为 D．若Mg原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25) 23．固态合金储氢材料具有不易泄露，不易爆炸等优点。某种铜银合金是面心立方最密堆积结构，氢原子可进入由铜原子和银原子构成的四面体空隙中。已知铜银合金晶胞在面、面、面的投影图均如图甲，银、铜原子半径（单位：）如图乙。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．每个铜银合金晶胞中有4个铜原子 B．与银原子等距离且最近的铜原子为12个 C．晶胞中原子间的最短距离为 D．储氢后晶体密度为 24．氮化钛呈金黄色，熔点高、硬度大，具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料、氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为TiN B．Ti的配位数为6 C．晶胞边长是 D．晶胞密度为 25．属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，已知的半径为晶体中与相切，下列说法错误的是 A．代表，代表 B．中与距离相等且最近的可形成一个正六面体 C．若移至立方晶胞体心，则位于晶胞面心 D．晶胞参数为 26．铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．每个Fe原子周围紧邻4个Mg原子 B．图中a处原子的坐标参数为 C．若晶胞边长为x pm，则Fe原子与Mg原子距离为 D．晶体储氢时，可填充在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为，则储氢率为100% 27．下列关于晶体的说法错误的是 A．某铜氧化物立方晶胞如图1，则的化合价为价 B．六方BN与石墨结构类似如图2，则六方BN可作润滑剂 C．K晶胞是体心立方如图3，K原子半径为，则晶胞边长为 D．晶胞是长方体如图4，，则S周围与其等距且紧邻的S有12个 28．结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 g· cm-3 (列出计算式)。 29．可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为a pm）。 （1）晶胞中原子的半径为 pm。 （2）研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个∙pm-2。 30．某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为 g/cm3(列出计算式)。 31．某锂离子电池充电过程中，其立方结构会发生如下变化，下列说法错误的是 A．结构1物质的化学式为 B．晶胞2和晶胞3表示不同的晶体 C．晶胞2中的配位数为4 D．晶胞2的密度为 32．砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 下列说法错误的是 A．砷化镓晶体的化学式为GaAs B．图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若Ga-As的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 33．NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．晶体密度 B．M的分数坐标为 C．Nb的配位数是6 D．Nb和O最短距离为anm 34．由La、Ba、Co、O元素组成的新型双钙钛矿型阴极材料成为低温固体氧化物燃料电池领域的一大研究热点。一种双钙钛矿型阴极材料晶体的典型结构单元(正方体)如图所示，真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，从而让在其中传导。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．晶体中与La最近且等距的Ba有6个 C．粒子A、B之间的距离为 pm D．该晶体的密度为 35．二氧化铈是一种重要的催化剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构(过程如下图)，这种稳定的结构使得二氧化铈具有许多独特的性能。下列说法不正确的是 ［已知：的空缺率］ A．晶胞中，距离最近且等距的数目为12 B．若晶胞中两个间的最小距离为apm，则与的最小核间距为 C．已知M点原子的分数坐标为，则N点原子的分数坐标为 D．若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为 36．氢是清洁能源，甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为CH4+H2OCO+3H2。 （1）[Cu(NH3)2]Ac可除去混合气中CO：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac ( Ac表示CH3COO-)。 ①C、N、O中电负性最大的是 ，[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。 ②下列有关叙述正确的是 。 A．N的第二电离能>O的第二电离能 B．[Cu(NH3)3CO]+中既有σ键，也有π键 C．Cu原子变成Cu+，优先失去4s轨道上的电子 D．As与N同主族，As的基态原子简化电子排布式为 [Ne]3s23p3 （2）比较键角(H-N-H)大小：[Cu(NH3)3]+ NH3，理由是 。 （3）常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l  ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力=)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属晶体与离子晶体 第1课时 金属晶体与离子晶体 分层作业 1．下列有关金属晶体的说法正确的是 A．金属晶体所有性质均与金属键有关 B．最外层电子数少于3个的原子一定都是金属 C．任何状态下都有延展性 D．都能导电、传热 【答案】D 【解析】A．金属键只影响金属的物理性质，故A错误； B．最外层电子数少于3的原子不一定是金属，例如氢和氦最外层电子数小于3，氢和氦为非金属，故B错误； C．延展性是金属固态时的特性，液态金属因结构破坏失去延展性，故C错误； D．金属晶体中自由电子可自由移动，因此固态和液态金属均能导电、传热，故D正确； 选D。 2．青铜是重要的铜合金，下列关于铜和铜合金的说法错误的是 A．青铜比纯铜熔点低 B．青铜比纯铜硬度大 C．铜属于金属晶体，具有良好的导电性和导热性。 D．金属铜中含有金属键，具有方向性和饱和性。 【答案】D 【解析】A．青铜是合金，合金的熔点通常低于纯金属，因此青铜比纯铜熔点低，A正确； B．合金的硬度一般高于纯金属，青铜比纯铜硬度大，B正确； C．铜属于金属晶体，金属晶体中的自由电子使其具有良好的导电性和导热性，C正确； D．金属键是自由电子与金属阳离子之间的相互作用，没有方向性和饱和性，D错误； 故选D。 3．关于金属性质和原因的描述不正确的是 A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流 C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量 D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 【答案】A 【解析】A．金属光泽的产生是由于自由电子吸收并再发射光，与金属键中的自由电子有关，A错误； B．金属导电性源于自由电子（电子气）在外电场下定向移动，B正确； C．金属导热性通过自由电子与金属离子碰撞传递能量，C正确； D．延展性因原子层滑动时金属键未被破坏，D正确； 故选A。 4．物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般说来，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强。由此判断下列说法错误的是 A．硬度： B．熔点： C．硬度： D．熔点： 【答案】B 【解析】A．一般而言，离子的电子层数越多，半径越大，当电子层数相同时，核电荷数越大，离子的半径越小，则半径比小，由于所带电荷数更多，所以金属Al的金属键更强，硬度：Al＞Mg，A正确； B．的电子层数为2，的电子层数为3，则半径比小，两种离子所带的电荷数相同，则金属键强度：Mg＞Ca，熔点：Mg＞Ca，B错误； C．的电子层数为2，K+的电子层数为3，则半径比K+小，所带的电荷数更多，则金属键强度：Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正确； D．半径比K+小，所带的电荷数更多，则金属键强度：Ca＞K，熔点：Ca＞K，D正确； 故选B。 5．武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是 A．Au具有良好的延展性 B．密度： C．常温下，Hg不是金属晶体 D．Cu的电导率随温度升高而降低 【答案】B 【解析】A．金（Au）是金属，金属通常具有良好延展性，A正确； B．金的密度（约19.3g/cm³）>汞（约13.6g/cm³）>铜（约8.96g/cm³），B错误； C．汞在常温下为液态，金属晶体为固态，因此Hg在常温下不是金属晶体，C正确； D．金属电导率随温度升高而降低（因晶格振动增强阻碍电子移动），D正确； 故选B。 6．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．金刚石和石墨 B．硼和锗 C．氯化钠和氯化铯 D．氧化镁和二氧化硅 【答案】BC 【解析】A．金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，A不符合题意； B．硼和锗均属于共价晶体，B符合题意； C．氯化钠和氯化铯均为离子晶体，C符合题意； D．氧化镁为离子晶体，二氧化硅属于共价晶体，D不符合题意； 故答案为：BC。 7．近日，科研人员在300mm硅晶圆上完全制造了电驱动砷化镓（GaAs）基激光二极管。已知：砷化镓的熔点为1230℃，具有空间网状结构。GaAs晶体属于 A．分子晶体 B．共价晶体 C．离子晶体 D．金属晶体 【答案】B 【解析】共价晶体的典型特征是原子间通过共价键形成三维空间网状结构，且熔点极高(如金刚石、SiO2)，由题干信息可知，GaAs的熔点1230℃虽低于典型共价晶体，但显著高于分子晶体和多数离子晶体，结合其空间网状结构的描述，可判定为共价晶体，离子晶体(如NaCl)虽熔点较高，但结构为离子晶胞；金属晶体结构不符合网状特征，故答案为：B。 8．下列有关离子晶体的比较不正确的是 A．熔点： B．离子键强弱：NaF>NaCl>NaBr C．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等 D．硬度：MgO>CaO>BaO 【答案】A 【解析】A．AlCl3属于分子晶体，MgCl2、NaCl属于离子晶体，熔点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，离子晶体中离子所带电荷数越大、离子半径越小，离子键越强，熔点高，所以熔点：MgCl2>NaCl>AlCl3，A项错误； B．离子晶体中离子所带电荷数越大，离子半径越小，离子键越强，则离子键强弱：NaF>NaCl>NaBr，B项正确； C．为离子晶体，除了含有离子键外，还存在共价键、氢键等，C项正确； D．离子晶体中离子所带电荷数越大，离子半径越小，离子键越强，硬度大，硬度：MgO>CaO>BaO，D项正确； 答案为：A。 9．下表给出了几种氯化物的熔点和沸点 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 熔点/℃ 801 714 190（5×101 kPa） -70 沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57 据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是 A．AlCl3在加热条件下能升华 B．SiCl4晶体属于共价晶体 C．AlCl3晶体是典型的离子晶体 D．MgCl2中含有离子键和非极性共价键 【答案】A 【解析】A．AlCl3的沸点（180℃）低于其熔点（190℃，高压下），常压下加热时，固体可直接气化，即升华，A正确； B．SiCl4的熔沸点极低（-70℃和57.57℃），符合分子晶体特征，而非共价晶体，B错误； C．AlCl3熔沸点低，且常压下易气化，属于分子晶体而非离子晶体，C错误； D．MgCl2为离子晶体，仅含Mg2+与Cl-间的离子键，不含非极性共价键，D错误； 故答案为A。 10．氟化钙被广泛应用于天文观测、高分辨光学仪器中，其晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是    A．氟化钙的化学式为 B．每个晶胞中含有14个 C．每个周围距离最近且等距的有4个 D．和之间不只存在静电引力 【答案】D 【解析】A．晶胞中有8个氟离子，钙离子有，则氟化钙的化学式为，故A错误； B．每个晶胞中含有个，故B错误； C．以面心的分析，每个周围距离最近且等距的有8个，故C错误； D．和之间不只存在静电引力，还存在原子间、电子间的静电排斥力，故D正确。 综上所述，答案为D。 11．下图是氯化钠晶胞结构示意图，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．1个氯化钠晶胞中含有4个和4个 B．位于顶点和面心的离子为 C．与等距离且最近的有12个 D．与之间的最短距离为 【答案】D 【解析】A．根据均摊法，位于棱心和体心，棱心对晶胞的贡献为，体心对晶胞的贡献为1，则个数为；位于顶点和面心，顶点对晶胞的贡献为，面心对晶胞的贡献为，则个数为，所以1个氯化钠晶胞中含有4个和4个，A正确； B．在氯化钠晶胞中，通常可以认为位于顶点和面心的离子为，位于棱心和体心的离子为，B正确； C．以晶胞中一个为研究对象，与它等距离且最近的位于面对角线的位置，这样的有12个，C正确； D．与之间的最短距离为晶胞棱长的一半，已知晶胞参数为，所以最短距离为，而不是，D错误； 故答案选D。 12．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。 （1）其中代表金刚石的是(填编号字母，下同) ，金刚石属于 晶体。 （2）其中代表石墨的是 ，石墨属于 晶体。 （3）其中代表的是 ，每个周围与它最接近且距离相等的有 个。 （4）代表的是 ，它属于 晶体，每个与 个紧邻。 （5）代表干冰的是 ，它属于 晶体，每个分子与 个分子紧邻。 【答案】（1）D 共价 （2）E 混合型 （3）A 12 （4）C 离子 8 （5）B 分子 12 【解析】（1）金刚石是立体网状结构，每个碳原子与其他4个碳原子连接，故代表金刚石的是D，金刚石属于共价晶体。 （2）石墨为六边形层状结构，代表石墨的是E，石墨属于混合型晶体。 （3）代表的是A，以体心的为例，12个棱心的与它最接近且距离相等，故每个周围与它最接近且距离相等的有12个。 （4）的晶胞为体心立方堆积，代表的是C，它属于典型的离子晶体，晶胞中位于体心，位于八个顶点，每个与8个紧邻。 （5）代表干冰的是B，它属于典型的分子晶体，晶胞为面心立方堆积，每个分子与12个分子紧邻。 13．一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co：Ga：Ni= ，其立方晶胞的体积为 nm3。 【答案】 2：1：1 8a3 【解析】合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为两个最近的Ga之间（或最近的Ni之间）的距离，为2a nm，故晶胞的体积为8a3 nm，答案为：2：1：1；8a3。 14．Mg-Fe合金是当前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 。 （2）若该晶胞的棱长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该合金的密度为 g·cm-3。 【答案】（1）8 （2） 【解析】（1）由晶胞结构示意图可知，以上顶面面心的铁原子为例，与其距离最近的镁原子为晶胞上半部分的4个和上一个晶胞下半部分的4个，因此距离Fe原子最近的Mg原子个数是8。 （2）Fe位于顶点和面心，其个数：；Mg位于晶胞内，个数为8；晶胞质量：，晶胞体积：，则晶胞密度：。 15．某离子晶体的晶胞结构如图所示： 设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1，晶胞的密度为ρ g·cm–3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为 pm。 【答案】 【解析】设该晶体的摩尔质量为M g·mol–1，晶胞的密度为ρ g·cm–3，阿伏加德罗常数为NA，晶胞中含有4个X和8个Y，根据求得晶胞的体积为V=cm3，进而计算出晶胞的边长为 cm，因为两个距离最近的X的核间距离为晶胞面对角线的一半，则晶体中两个最近的X间的距离为pm。 16．同是ⅤA族元素的单质，氮的熔点很低，铋的熔点较高，其原因是 A．氮为非金属，铋为金属 B．氮的摩尔质量远低于铋的摩尔质量 C．分子间作用力比金属键弱很多 D．氮分子中有氮氮三键，铋中含有金属正离子(阳离子) 【答案】C 【解析】氮单质为分子晶体，依靠较弱的分子间作用力(范德华力)，故熔点低；铋为金属晶体，通过强金属键结合，熔点高；选项C符合题意； 答案选C。 17．下列有关物质结构与性质说法错误的是 A．“电子气理论”用于描述金属键本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 B．冰晶体中的空间利用率低于干冰晶体，这与水分子间形成氢键有关 C．由于臭氧的极性微弱，它在CCl4中的溶解度高于在水中溶解度 D．液晶具有液体的流动性，不能表现出类似晶体的各向异性 【答案】D 【解析】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，此“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，故A正确； B．冰和干冰都是分子晶体，水分子间存在氢键，由于氢键的方向性而使得水分子周围的水分子少，干冰中CO2分子之间是范德华力，该力没有方向性而使得CO2分子周围尽可能多，故冰晶体中水分子的空间利用率低于干冰晶体中的CO2分子，故B正确； C．水是极性溶剂，但CCl4是非极性溶剂，臭氧的极性很微弱，根据相似相溶原理可知，臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度，故C正确； D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既有液体的流动性，又具有晶体的某些物理性质，如表现出类似晶体的各向异性，故D错误； 故答案选D。 18．金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金，其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示（“●”代表Ni）。已知：图中①～⑧代表8个位于小立方体体心的原子，其中①③⑤⑦代表Mn，②④⑥⑧代表Ga．设晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区 B．合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa C．距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个 D．该晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．Ga元素位于第IIIA族，位于p区，故A错误； B．根据晶胞结构图，该单元中含有的Ni个数为=8，Mn和Ga的个数都为4，则化学式为Ni2MnGa，故B错误； C．①③⑤⑦代表Mn，以体心的Ni为参考，该4个Mn距离体心Ni的距离最近，故C错误； D．由B项可知，该晶胞中含有4个Ni2MnGa，质量为，晶胞的体积为(a)3cm3，则密度==，故D正确； 答案选D。 19．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是 A．该晶体属于共价晶体 B．该晶胞中Zn2＋和S2-数目不相等 C．阳离子的配位数为6 D．氧化锌的熔点大于硫化锌 【答案】D 【解析】A．锌与硫形成的化合物为硫化锌(ZnS)，锌为金属元素、硫为非金属元素，硫化锌属于离子化合物，二者通过离子键结合形成离子晶体，故A错误； B．根据均摊原则，黑球(Zn2+)位于顶点和面心，顶点8个×=1，面心6个×=3，共1+3=4个；白球(S2-)位于晶胞内部，共4个，Zn2+和S2-数目均为4，故B错误； C．ZnS晶体中Zn2+填充在S2-构成的四面体空隙中，配位数为4，故C错误； D．ZnO和ZnS均为离子晶体，O2-半径小于S2-半径，ZnO中离子键更强，晶格能更大，熔点更高，故D正确； 选D。 20．Au-Cu合金有多种晶胞结构，其中三种晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．Ⅰ中金原子周围距离最近且相等的金原子有6个 B．Ⅲ中最小核间距Au-Cu＜Au-Au C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是金属晶体，晶体内部存在金属原子与自由电子间的相互作用力 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1:1、3:1、1:3. 【答案】A 【分析】图中，金原子个数是1，铜原子个数是；图中，金原子个数是，铜原子个数是；图中，金原子个数是，铜原子个数是。 【解析】A．Ⅰ中只有一个金原子，该晶胞周围紧密相邻的晶胞有6个，所以金原子周围距离最近且相等的金原子有6个，A正确； B．设的晶胞参数为a，面对角线距离为：，的核间距为，的最小核间距也为，最小核间距，B错误； C．金属晶体中存在金属阳离子与自由电子间的相互作用力。而是合金，合金是金属与金属或金属与非金属形成的具有金属特性的混合物，合金中存在自由电子和金属阳离子，存在的是金属离子和自由电子之间的相互作用，不存在金属原子与自由电子间的相互作用力，C错误； D．根据分析可知，中，原子个数比依次为，D错误； 故选A。 21．金属晶体有多种堆积方式，如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之比为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据均摊法可推知，第一个晶胞中有个金属原子；第二个晶胞中有个金属原子；第三个晶胞中有个金属原子；所以原子个数之比为，即，所以选A。 22．金属合金的结构可看作以四面体替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。下列说法中错误的是 A．一个晶胞中，Cu原子的个数为32 B．x=2 C．若晶胞参数为anm，则AB原子之间的距离为 D．若Mg原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25) 【答案】B 【分析】一个晶胞中，Mg原子位于立方体棱上（12个）、体心（1个）、内部（4个），个数为：，四面体位于顶点（8个）、面心（6个）、内部（4个），个数为：，故Mg、最简个数比为1：1，x=4。 【解析】A．根据分析，一个晶胞中含8个四面体，Cu原子的个数为32，A正确； B．根据分析，x=4，B错误； C．由图可知A与B之间的距离为面对角线的一半，为，C正确； D．由图可知，A原子位于左前上四面体空隙，C原子位于右前下四面体空隙，因此二者y坐标相同，x、z坐标相加为1，根据A原子坐标：(0.25，0.25，0.75)，C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25)，D正确； 故选B。 23．固态合金储氢材料具有不易泄露，不易爆炸等优点。某种铜银合金是面心立方最密堆积结构，氢原子可进入由铜原子和银原子构成的四面体空隙中。已知铜银合金晶胞在面、面、面的投影图均如图甲，银、铜原子半径（单位：）如图乙。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．每个铜银合金晶胞中有4个铜原子 B．与银原子等距离且最近的铜原子为12个 C．晶胞中原子间的最短距离为 D．储氢后晶体密度为 【答案】AD 【分析】某种铜银合金是面心立方最密堆积结构，由投影图可知Ag原子位于晶胞的顶点，个数为：，Cu原子位于晶胞的面心，个数为：，晶胞中Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙共有8个，故1个晶胞中能储存8个H原子。 【解析】A．根据分析，每个铜银合金晶胞中有3个Cu原子，A错误； B．面心立方最密堆积结构中：Ag原子位于晶胞的顶点，Cu原子位于晶胞的面心，与Ag原子等距离且最近的Cu原子为12个，B正确； C．晶胞中原子间的最短距离为面对角线的一半，为，C正确； D．根据分析，储氢后1个晶胞中能储存8个H原子，由图乙可知晶胞参数为：，储氢后的密度为：，D错误； 故选AD。 24．氮化钛呈金黄色，熔点高、硬度大，具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料、氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为TiN B．Ti的配位数为6 C．晶胞边长是 D．晶胞密度为 【答案】D 【解析】A．根据晶胞结构，1个晶胞中N原子的个数为=4，Ti的个数为=4，化学式为TiN，故A正确； B．以体心的Ti为参考，其周围最近的相邻N有6个，故Ti的配位数为6，故B正确； C．该晶胞中N、N之间的最近距离为apm，即面对角线的一半为apm，设晶胞的边长为x，有=a，解得x=，故C正确； D．由A项计算可知晶胞的质量为g，由晶胞的边长为可知，晶胞的体积为，晶体的密度为==，故D错误； 答案选D。 25．属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，已知的半径为晶体中与相切，下列说法错误的是 A．代表，代表 B．中与距离相等且最近的可形成一个正六面体 C．若移至立方晶胞体心，则位于晶胞面心 D．晶胞参数为 【答案】B 【解析】 A．其中的个数为，的个数为，则代表，代表，A正确； B．与距离相等且最近的为6个，构成正八面体空隙，B错误； C．依据两种离子的坐标关系，当位于立方晶胞体心，则位于晶胞面心，C正确； D．如图所示，面对角线为，则晶胞边长为，D正确； 故选B。 26．铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．每个Fe原子周围紧邻4个Mg原子 B．图中a处原子的坐标参数为 C．若晶胞边长为x pm，则Fe原子与Mg原子距离为 D．晶体储氢时，可填充在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为，则储氢率为100% 【答案】B 【解析】A．由晶胞结构可知，每个Fe原子周围紧邻8个Mg原子，故A错误； B．由晶胞结构和图中原子的坐标参数知，图中a处原子的坐标参数为，故B正确； C．由晶胞结构可知，若晶胞边长为x pm，位于顶点的铁原子与镁原子的距离为体对角线的四分之一，则Fe原子与Mg原子距离为，故C错误； D．由晶胞结构可知，晶胞中Fe位于顶点和面心，铁原子个数为8×+6×=4，Mg位于体内、个数为8，H2位于体心和棱的中心位置，氢分子个数为12×+1=4，储氢后化学式为FeMg2H2，故D错误； 答案选B。 27．下列关于晶体的说法错误的是 A．某铜氧化物立方晶胞如图1，则的化合价为价 B．六方BN与石墨结构类似如图2，则六方BN可作润滑剂 C．K晶胞是体心立方如图3，K原子半径为，则晶胞边长为 D．晶胞是长方体如图4，，则S周围与其等距且紧邻的S有12个 【答案】D 【解析】A．该晶胞中白球个数为：，黑球个数为4，故白球为O，黑球为Cu，化学式为Cu2O，的化合价为价，A正确； B．六方BN与石墨结构类似，石墨可作润滑剂，则六方BN可作润滑剂，B正确； C．K晶胞是体心立方，体对角线的3个球相切，设晶胞边长为apm，，则，晶胞边长为，C正确； D．晶胞是长方体，以体心S原子为例，由于，S周围与其等距且紧邻的S有4个，位于过体心的3个相互垂直的面的顶点（由于长、宽、高均不相等，只能为其中1个面的4个顶点，距离最小的满足条件），D错误； 故选D。 28．结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 g· cm-3 (列出计算式)。 【答案】 6 或 【解析】由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中有4个Pb和4个S，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此Pb的配位数为6；设NA为阿伏加德罗常数的值，则NA个晶胞的质量为，NA个晶胞的体积为，因此该晶体密度为或。 29．可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为a pm）。 （1）晶胞中原子的半径为 pm。 （2）研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个∙pm-2。 【答案】（1） （2）n 【解析】（1）为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此Fe原子的半径为； （2）m截面面积Sm=a2 pm2，每个顶点被8个相邻晶胞共享​​，每个晶胞的面被两个晶胞共用，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该截面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2；n截面面积为pm2，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该截面，体心原子完全属于本截面，则所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2；而单位面积含有原子个数越多，催化活性越低，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的Fe原子为个∙pm-2。 30．某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为 g/cm3(列出计算式)。 【答案】 【解析】图中结构单元底面为正六边形，边长为a cm，底面面积为6××a cm×a cm×sin60°= cm2；结构单元的体积V= cm2×c cm= cm3，结构单元中含有N原子数为2，含有的Fe原子数为：=6，该晶胞在原子总质量m= g，所以该晶体密度ρ=。 31．某锂离子电池充电过程中，其立方结构会发生如下变化，下列说法错误的是 A．结构1物质的化学式为 B．晶胞2和晶胞3表示不同的晶体 C．晶胞2中的配位数为4 D．晶胞2的密度为 【答案】B 【解析】A．根据结构1图，Co的个数为=，S的个数为=4，两者的个数比为9：8，故化学式为Co9S8，故A正确； B．晶胞2与晶胞3只是切割的方式不同，属于相同的晶体，故B错误； C．由结晶胞2可知，Li+位于S2-形成的正四面体空隙中，Li+的配位数为4，故C正确； D．晶胞2中S的个数为=4，Li的个数为8，晶胞的质量为，晶胞的体积为(a)3cm3，故晶胞的密度为==，故D正确； 答案选B。 32．砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 下列说法错误的是 A．砷化镓晶体的化学式为GaAs B．图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若Ga-As的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 【答案】C 【解析】A．晶胞中As的个数为4： Ga的个数为，故A正确； B．由图甲可知，距As原子最近的4个Ga原子构成的正四面体，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中，故B正确； C．由砷化镓晶胞结构可知，假设晶胞边长为cpm，Ga和As的最近距离为晶胞体对角线长度cpm的，Ga和As的最近距离是则晶胞边长为，故C错误； D．由图乙可知，掺杂Mn之后，晶胞中Mn的数目为11，As的数目为4，故稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为：4＝5：32，故D正确； 故答案选C。 33．NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．晶体密度 B．M的分数坐标为 C．Nb的配位数是6 D．Nb和O最短距离为anm 【答案】B 【解析】A．根据均摊法计算可知，Nb的个数为，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=，故A错误； B．P的分数坐标为（0，0，0），M位于立方体的面心，M的分数坐标为，故B正确； C．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故C错误； D．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故D错误； 故答案选B。 34．由La、Ba、Co、O元素组成的新型双钙钛矿型阴极材料成为低温固体氧化物燃料电池领域的一大研究热点。一种双钙钛矿型阴极材料晶体的典型结构单元(正方体)如图所示，真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，从而让在其中传导。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．晶体中与La最近且等距的Ba有6个 C．粒子A、B之间的距离为 pm D．该晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．计算晶胞中各原子数目：La和Ba各4个顶点（4×=0.5），Co为体心（1×1=1），完美晶体中O原子数为 6×=3，5%缺陷后O=3×0.95=2.85，化学式为LaBaCo2O5.7，A正确； B．以La原子（顶点）为中心，在三维空间中上下、左右、前后六个方向各有1个最近且等距的Ba原子，共6个，B正确； C．A为顶点Ba（坐标(0,0,0)），B为面心O（坐标(a, , )），距离== pm，C正确； D．晶胞中含0.5个LaBaCo2O5.7单元，摩尔质量=139+137+2×59+5.7×16=485.2 g/mol，密度ρ==g/cm3≠，D错误； 故选D。 35．二氧化铈是一种重要的催化剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构(过程如下图)，这种稳定的结构使得二氧化铈具有许多独特的性能。下列说法不正确的是 ［已知：的空缺率］ A．晶胞中，距离最近且等距的数目为12 B．若晶胞中两个间的最小距离为apm，则与的最小核间距为 C．已知M点原子的分数坐标为，则N点原子的分数坐标为 D．若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为 【答案】B 【解析】A．CeO2晶胞中，Ce4+位于顶点和面心，以位于顶点的Ce4＋为研究对象，距离Ce4＋最近且等距的Ce4＋位于面心，数目为=12，A正确； B．由晶胞结构示意图可知，CeO2晶胞中两个Ce4＋间的最小距离为面对角线的二分之一，由此可得晶胞参数为，Ce4＋与O2-的最小核间距离为晶胞体对角线长的四分之一，即为，B错误； C．M点原子的分数坐标为(0，0，0)，根据晶胞中N点的位置可以看出，N点原子在xyz轴上投影坐标分别为、、，分数坐标为(0.75，0.75，0.25)，C正确； D．氧化铈(CeO2)晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4＋的位置，未掺杂之前，每个晶胞中有：个Ce，8个O，若掺杂Y2O3后得到的晶体，每个晶胞中Ce和Y共4个时，分别含有个Ce4＋和个Y3+，则含有×2+×3=7.6个O2-，则此晶体中O2-的空缺率为，D正确； 故选B。 36．氢是清洁能源，甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为CH4+H2OCO+3H2。 （1）[Cu(NH3)2]Ac可除去混合气中CO：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac ( Ac表示CH3COO-)。 ①C、N、O中电负性最大的是 ，[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。 ②下列有关叙述正确的是 。 A．N的第二电离能>O的第二电离能 B．[Cu(NH3)3CO]+中既有σ键，也有π键 C．Cu原子变成Cu+，优先失去4s轨道上的电子 D．As与N同主族，As的基态原子简化电子排布式为 [Ne]3s23p3 （2）比较键角(H-N-H)大小：[Cu(NH3)3]+ NH3，理由是 。 （3）常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l  ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力=)。 【答案】（1）O sp2、sp3 BC （2）> N原子均sp3杂化，[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N-H成键电子对的排斥 （3）5 4 【解析】（1）①同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则C、N、O中电负性最大的是O；[Cu(NH3)2]Ac醋酸根离子中甲基中的C为sp3杂化，羧基中的C为sp2杂化，碳原子杂化类型有sp2、sp3两种。 ②A．N失去一个电子后最外层有4个电子，2p轨道上有2个电子容易失电子，O失去一个电子后最外层有5个电子，2p轨道半充满较稳定，因此N的第二电离能<O的第二电离能，A错误； B．[Cu(NH3)3CO]+中NH3内部的N-H单键、配位键等都是σ键，CO中存在碳氧三键，含有π键，B正确； C．Cu电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，变成Cu+时优先失去4s轨道上的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，C正确； D．As为33号元素，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，D错误； 故答案为BC。 （2）两种物质中NH3中的N均为sp3杂化，[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N-H成键电子对的排斥，因此键角∠H-N-H大小[Cu(NH3)3]+> NH3。 （3）①根据均摊法可知，该合金中La个数为，Ni个数为，La、Ni原子数比为1：5，分子式为LaNi5，则x=5。 ②以右下顶点的Mg为例，与其紧邻的Al位于面心，且只有竖直面4个面心上有Al，因此Mg的配位数为4。 ③储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中，根据图示可知，Au位于顶点，顶点上的8个Au均可与紧邻的三个Cu形成四面体，则储氢时晶胞可填入8个氢原子，储氢后氢的密度为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $