3.1 金属晶体（分层作业）化学沪科版选择性必修2

3．1金属晶体 分层作业 1．（24-25高二下·全国·课后作业）下列有关晶胞的叙述，正确的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D．A3型最密堆积由一个晶胞构成 2．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． 3．普通玻璃和水晶的根本区别在于 A．外形不一样 B．普通玻璃的基本构成粒子无规则的排列，水晶的基本构成粒子按一定规律呈周期性重复排列 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换 4．我国科学家利用高温超导钇钡铜氧（YBCO）薄膜发现奇异金属。下列有关说法错误的是 A．金属晶体由金属离子和自由电子构成 B．如图所示晶胞代表的晶体的化学式为 C．基态的价层电子排布式为 D．氧化钡晶体是离子晶体 5．下列关于晶体的叙述不正确的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 6．下列说法错误的是 A．液晶是物质的一种聚集状态，介于液态和晶态之间 B．等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动 C．区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法 D．碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但依旧属于晶体 7．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，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．金属晶体熔、沸点的高低和硬度的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半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 9．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其立方晶胞结构如图1所示，晶胞棱长为，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，如图2所示，H原子和Fe原子之间的最短距离等于晶胞棱长的，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铁镁合金的化学式为，储氢后晶体的化学式为 B．图1中的晶胞在yz平面的投影为 C．铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为 D．储氢后晶体的密度 10．（25-26高二上·吉林·期末）铁镁合金是一种新型储氢材料，其立方晶胞结构如图所示。该合金储氢后H2位于晶胞的体心和棱心位置(晶胞图中未画出)，晶胞参数为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铁原子和铁原子之间的最短距离为 B．该晶体的密度为 C．当储氢率为50%时，晶体的化学式为Mg2FeH D．熔化该晶体需要破坏极性共价键 11．（24-25高二下·四川雅安·期末）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. 12．在空间中紧密堆积形成单质晶体，结构如图所示(实线勾勒出的平行六面体为晶胞)，下列说法正确的是 A．原子的配位数为6 B．原子的半径为 C．M原子的坐标为 D．晶体密度为 1．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： 2．（25-26高二上·全国·周测）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． 3．三种铁的同素异形体晶体结构(均为立方晶胞)如图所示。下列说法错误的是 A．鉴别三种晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪 B．三种晶体中Fe原子的配位数： C．三种晶体的晶胞参数之比为： D．一个边长为2倍晶胞参数的立方团簇分子的质量为 4．硒化锌是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是 A．Zn与Se在周期表中位于同主族 B．图中B点对应的分数坐标为 C．Zn与Se之间的最短距离为 D．该晶体密度的表达式为 5．一种铁基超导材料晶胞如图1所示，图2为铁原子沿轴方向的投影图，晶胞中处于体心与顶点的原子有相同的化学环境。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该铁基超导材料的化学式为 B．晶胞中As原子1的分数坐标为 C．该晶体的密度为 D．As原子沿轴方向的投影图为 C．晶胞含2个Ca、4个Fe、4个As，总摩尔质量为，故晶胞质量为，晶胞体积为，则密度为，C错误； 6．（25-26高二上·河北衡水·期末）-Fe可用作合成氨催化剂，其晶胞如图所示(晶胞棱长为a pm)。研究发现，-Fe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Fe原子个数越多，催化活性越低。下列说法错误的是 A．晶胞中Fe原子的半径为 pm B．m、n截面中，催化活性较低的是n C．晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 D．n截面单位面积含有的Fe原子为个 7．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）砷(As)和镍(Ni)形成某种晶体的晶胞结构如下图所示，距离As最近的Ni构成正三棱柱，为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．该晶体的化学式为NiAs B．晶体中Ni的配位数为6 C．(ⅰ)和(ⅱ)两个Ni之间的距离为 D．晶胞密度为 8．研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示，晶胞体积为；晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是 A．基态Cs原子的价电子排布式为 B．晶体的化学式为 C．晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D．该晶体的密度为 9．储氢密度最高的铁镁合金的立方体晶胞结构如图所示，Fe位于顶点和面心。储氢时，氢分子在晶胞的体心和棱心，且最近的两个氢分子间的距离为a nm(储氢前后晶胞参数不改变)。下列说法不正确的是 A．该铁镁合金的化学式为 B．Mg与Fe之间的最近距离为 C．图中与铁原子等距且最近的铁原子数有12个 D．储氢后的晶体密度为 10.是一种很有发展潜力的新型储氢材料，其晶胞为立方体，Fe位于顶点和面心，Mg位于顶点和相邻面心形成的四面体中心，储氢后形成化合物X，氢以正八面体构型分布在每个Fe周围。下列说法不正确的是 A．化合物X的化学式为 B．化合物X遇水产生、Mg和Fe C．化合物X减压和高温有利于释放 D．的硬度高于纯铁和纯镁 1．(1)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有_____个金原子。 (2)金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式_____。 (3)以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，以上转变为图2所示的基本结构单元。在以下的纯铁晶体中最邻近的铁原子等距离且最近的铁原子数为_____；在以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为_____。 2．单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第__________周期__________族。 (2)尿素分子（）与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素、、中，第一电离能最大的是__________，电负性最大的是__________。 ②尿素分子中，原子采取的轨道杂化方式为__________。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是__________（填元素符号）。 (3)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）。 ①晶胞中原子的半径为__________。 ②研究发现，晶胞中阴影所示、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。、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。 3．NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为________，基态N原子轨道表示式________。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为________。 ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ=________g/cm3。 ③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)：I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因________。 (2)NH3、NH3BH3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为________。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是________。 (3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。 少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。 S2Cl2分子是________(填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2______S2Cl2(填“>”或“<”)。 4．是重要的染料及农药中间体。用粗铜制取该物质的过程如下。 (1)下列关于的说法正确的是______(填序号)。 a．位于元素周期表d区 b．Cu原子有29种不同运动状态的电子 c．电子排布为的Cu原子处于激发态 (2)的VSEPR模型名称为______。 (3)比较N原子和O原子的第一电离能大小，并从原子结构角度说明理由：______。 (4)Ⅰ和Ⅱ的结晶原理不同。 ①Ⅰ利用的是的溶解度随温度升高而增大的性质。操作是______。 ②Ⅱ利用的是乙醇的极性比水小的性质。推测Ⅱ中可以代替乙醇析出的是______(填序号)。 a．四氯化碳        b．丙酮 (5)铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图如下。已知Cu的摩尔质量为Mg·mol-1，原子半径为rnm，阿伏加德罗常数为，则Cu晶体的密度为______g·cm-3(1nmcm)。 5．在电子信息、摄影等众多行业中，银有着广泛且关键的应用。某工厂以含银等物质的阳极泥(含、、及少量的等)为原料，回收银、铜的工业生产流程如图。 (1)Cu位于元素周期表第___________周期第___________族，其基态原子的价电子排布式为___________。 (2)“清洗”时加入浓盐酸的目的是___________。 (3)“浸取2”后，“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)“浸取2”中，“浸液2”的主要成分是，氨水溶解氯化银的离子方程式为___________。 (5)已知，若使溶液中沉淀完全[即]，则溶液中浓度至少为___________。 (6)若以铅蓄电池为电源电解精炼锡，则粗锡应该与___________极(填“Pb”或“”)相连。 (7)金属的晶胞类型与铜晶胞类型相同，已知的原子半径为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(用含、的代数式表示，Ag的相对原子质量为108)。 6．请回答下列有关问题： (1)基态N原子的价层电子排布式为______，N位于元素周期表的______区。 (2)基态O原子的核外有______个未成对电子，占据最高能级的原子轨道的形状是______形。 (3)电负性：N______O，第一电离能：N______O(填“<”或“>”)。 (4)键角：______(填“<”或“>”)。 (5)白铜(铜镍合金)的晶胞为正方体，晶胞参数如图所示。 ①Cu在周期表中的位置为______。 ②每个Ni周围与它最近且相等距离的Cu有______个。 ③阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为______(用含a、字母表示)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．1金属晶体 分层作业 1．（24-25高二下·全国·课后作业）下列有关晶胞的叙述，正确的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D．A3型最密堆积由一个晶胞构成 【答案】A 【详解】A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元，通过平移晶胞可在三维空间内延展形成整个晶体，A正确； B．不同晶体的晶胞形状和大小可能不同，如简单立方、体心立方、面心立方等，B错误； C．晶胞边、顶点、面上的粒子可能被相邻晶胞共享，C错误； D．A3型（六方最密堆积）最密堆积由3个晶胞构成，D错误； 故选A。 2．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列，具有对称性，根据图中信息B、C、D都不满足，只有A满足条件，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 3．普通玻璃和水晶的根本区别在于 A．外形不一样 B．普通玻璃的基本构成粒子无规则的排列，水晶的基本构成粒子按一定规律呈周期性重复排列 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换 【答案】B 【详解】A．外形不一样是表面现象，并非根本区别，A错误； B．普通玻璃为非晶体，粒子排列无序；水晶为晶体，粒子周期性有序排列，这属于结构本质区别，B正确； C．固定熔点的差异是晶体与非晶体的性质表现，但根本原因仍在于结构不同，C错误； D．能量转换能力由结构决定，属于衍生性质，非根本区别，D错误； 故选B。 4．我国科学家利用高温超导钇钡铜氧（YBCO）薄膜发现奇异金属。下列有关说法错误的是 A．金属晶体由金属离子和自由电子构成 B．如图所示晶胞代表的晶体的化学式为 C．基态的价层电子排布式为 D．氧化钡晶体是离子晶体 【答案】B 【详解】A．金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，粒子间的结合力为金属键，所以金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子、自由电子，A正确； B．由均摊法，O原子位于顶角和体心，含O原子数为，Cu原子有4个，则晶体的化学式为Cu2O，B错误； C．Cu是29号元素，价电子排布式为3d104s1，失去1个电子形成Cu+，其价电子排布式为3d10，C正确； D．氧化钡含离子键，属于离子化合物，属于离子晶体，D正确； 故选B。 5．下列关于晶体的叙述不正确的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【详解】A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确； B．水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误； C．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确； D．由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，故D正确。 答案选B。 6．下列说法错误的是 A．液晶是物质的一种聚集状态，介于液态和晶态之间 B．等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动 C．区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法 D．碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但依旧属于晶体 【答案】C 【详解】A．液晶是一种介于液态与结晶态之间的一种物质聚集状态，A正确；                                                  B．等离子体中含有大量能自由运动的带电粒子具有良好的导电性和流动性，B正确； C．区分晶体和非晶体最好的方法是X射线行射实验，C错误；    D．晶体具有规则的几何外形，碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但用放大镜看是可以看出规则几何外形的，故属于晶体，D正确； 故选C。 7．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，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 【答案】C 【分析】电荷数：Al3+>Mg2+＝Ca2+>Li+＝Na+；而金属阳离子半径：r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+)，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。 【详解】A．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg，A错误； B．通过分析可知，选项中熔、沸点：Li>Na，B错误； C．通过分析可知，C正确； D．通过分析可知，选项中熔、沸点：Al>Mg>Ba，D错误； 答案选C。 8．金属晶体熔、沸点的高低和硬度的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半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 【答案】C 【详解】A．镁离子（Mg2+）电荷数为+2，铝离子（Al3+）电荷数为+3且半径更小，金属键更强，故镁的硬度小于铝，A错误； B．碱金属从Li到Cs，离子电荷数相同但半径逐渐增大，金属键减弱，熔沸点逐渐降低，B错误； C．镁离子（Mg2+）电荷数为+2且半径小于钠离子（Na+），金属键更强，故镁的熔点大于钠，C正确； D．锂离子（Li+）半径小于钠离子（Na+），电荷数相同，金属键更强，故锂的硬度大于钠，D错误； 故答案选C。 9．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其立方晶胞结构如图1所示，晶胞棱长为，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，如图2所示，H原子和Fe原子之间的最短距离等于晶胞棱长的，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铁镁合金的化学式为，储氢后晶体的化学式为 B．图1中的晶胞在yz平面的投影为 C．铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为 D．储氢后晶体的密度 【答案】B 【详解】A．合金晶胞中有8个Mg原子，Fe原子位于晶胞的顶点、面心，晶胞中Fe原子数目，合金的化学式为，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，则H原子数目为个，储氢后晶体的化学式为，A项错误； B．根据图1晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影为，B项正确； C．铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为，C项错误； D．储氢后晶体的化学式为，则晶胞质量，晶胞体积，则密度，D项错误； 故答案选B。 10．（25-26高二上·吉林·期末）铁镁合金是一种新型储氢材料，其立方晶胞结构如图所示。该合金储氢后H2位于晶胞的体心和棱心位置(晶胞图中未画出)，晶胞参数为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铁原子和铁原子之间的最短距离为 B．该晶体的密度为 C．当储氢率为50%时，晶体的化学式为Mg2FeH D．熔化该晶体需要破坏极性共价键 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中Fe与Fe的最短距离为晶胞面对角线的一半，即，A错误； B．该晶胞中铁原子个数为个，8个Mg位于晶胞内部为8个，则晶胞密度，B错误； C．该合金储氢后位于晶胞的体心和棱心位置，则个数为，当储氢率为50%时即只有2个，4个Fe，8个Mg，化学式为，C正确； D．铁镁合金属于金属晶体，只含金属键，则熔融该合金的过程中需要破坏金属键，D错误； 故选C。 11．（24-25高二下·四川雅安·期末）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。 【详解】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。 12．在空间中紧密堆积形成单质晶体，结构如图所示(实线勾勒出的平行六面体为晶胞)，下列说法正确的是 A．原子的配位数为6 B．原子的半径为 C．M原子的坐标为 D．晶体密度为 【答案】B 【详解】A．Mg属于六方最密堆积，紧密堆积的配位数为12，而非6，A错误； B．Mg为六方最密堆积，底面边长a=2r（r为原子半径），则r=pm，B正确； C．由晶胞俯视图：可知，M坐标，C错误； D．晶体密度公式需包含阿伏加德罗常数（），选项中缺失，ρ= ，D错误； 故选B。 1．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 【详解】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。 2．（25-26高二上·全国·周测）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 【详解】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。 3．三种铁的同素异形体晶体结构(均为立方晶胞)如图所示。下列说法错误的是 A．鉴别三种晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪 B．三种晶体中Fe原子的配位数： C．三种晶体的晶胞参数之比为： D．一个边长为2倍晶胞参数的立方团簇分子的质量为 【答案】C 【详解】A．X射线衍射仪通过分析晶体对X射线的衍射图案，可精确确定晶体结构类型，是鉴别晶体结构的标准方法，A项正确； B．为体心立方堆积，可知原子配位数为8，为面心立方堆积，可知原子配位数为12，为简单立方堆积，可知原子配位数为6，则三种晶体中Fe原子的配位数：，B项正确； C．为体心立方堆积，体对角线相切，晶胞参数为 ​，则，为面心立方堆积，面对角线相切，晶胞参数为 ​，则，为简单立方堆积，相邻原子相切，晶胞参数为 ​，则，则三种晶体的晶胞参数之比为：，C项错误； D．一个边长为2倍晶胞参数的立方团簇分子，包含 3×3×3=27个铁原子，则该立方团簇分子的质量为，D项正确； 答案选C。 4．硒化锌是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是 A．Zn与Se在周期表中位于同主族 B．图中B点对应的分数坐标为 C．Zn与Se之间的最短距离为 D．该晶体密度的表达式为 【答案】C 【详解】A．锌在第ⅡB族，硒在第ⅥA族，二者不在同主族，故A错误； B．图中B点对应的分数坐标为，故B错误； C．Zn与Se之间的最短距离是体对角线的四分之一，为，故C正确； D．该晶胞中含有4个，故该晶体密度的表达式为，选项D的表达式中缺少了系数4，故D错误； 则该题选C。 5．一种铁基超导材料晶胞如图1所示，图2为铁原子沿轴方向的投影图，晶胞中处于体心与顶点的原子有相同的化学环境。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该铁基超导材料的化学式为 B．晶胞中As原子1的分数坐标为 C．该晶体的密度为 D．As原子沿轴方向的投影图为 【答案】C 【详解】A．晶胞中Ca原子位于8个顶点和体心，总个数为，Fe原子位于前后左右四个侧面中，总个数为，As原子位于晶胞内部有2个，竖棱上有8个，共个，原子比，故化学式为，A正确； B．晶胞中处于体心的钙原子与顶点的钙原子有相同的化学环境，则体心的钙原子到砷原子1的距离也应为，体心钙原子的分数坐标为，则砷原子1分数坐标为，故B正确； C．晶胞含2个Ca、4个Fe、4个As，总摩尔质量为，故晶胞质量为，晶胞体积为，则密度为，C错误； D．As原子位置包括：中心位置有2个As（和）投影重合，四条棱上各分布两个，投影显为各角点1个，投影图为“四角+中心”共5个点，与选项图示一致，D正确； 故答案选C。 6．（25-26高二上·河北衡水·期末）-Fe可用作合成氨催化剂，其晶胞如图所示(晶胞棱长为a pm)。研究发现，-Fe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Fe原子个数越多，催化活性越低。下列说法错误的是 A．晶胞中Fe原子的半径为 pm B．m、n截面中，催化活性较低的是n C．晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 D．n截面单位面积含有的Fe原子为个 【答案】D 【详解】A．-Fe晶胞为体心立方晶胞，体对角线上3个Fe原子相切，设Fe原子半径为r，则 pm，解得 pm，A正确； B．根据均摊法，位于截面顶点的Fe原子被周围4个共面的截面所共用，则1个m截面含有Fe原子的个数为，1个n截面含有Fe原子的个数为，m截面单位面积含有的Fe原子为个，n截面单位面积含有的Fe原子为个个个，故n截面的催化活性更低，B正确； C．-Fe晶胞为体心立方晶胞，晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个，C正确； D．1个n截面含有Fe原子的个数为，n截面单位面积含有的Fe原子为个，D错误； 故选D。 7．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）砷(As)和镍(Ni)形成某种晶体的晶胞结构如下图所示，距离As最近的Ni构成正三棱柱，为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．该晶体的化学式为NiAs B．晶体中Ni的配位数为6 C．(ⅰ)和(ⅱ)两个Ni之间的距离为 D．晶胞密度为 【答案】C 【详解】A．一个晶胞中Ni个数为=2，As位于内部，有2个，则该晶体的化学式为NiAs，故A正确； B．距离As最近的Ni构成正三棱柱，结合图示可知，As的配位数为6，又Ni、As配位数比为1：1，则Ni的配位数为6，故B正确； C．如图可知，该三棱柱底面为正三角形，晶胞底面夹角为60°和120°，(i)和(ii)两个Ni之间的距离为底边对角线长度，根据几何关系，(i)和(ii)两个Ni之间的距离为，故C错误； D．一个晶胞中Ni个数为=2，As有2个，则晶胞质量为，晶胞体积为，则晶胞密度为，故D正确； 故答案为C。 8．研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示，晶胞体积为；晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是 A．基态Cs原子的价电子排布式为 B．晶体的化学式为 C．晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D．该晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．Cs是55号元素，位于第六周期第IA族， 基态Cs原子的价电子排布式为，A正确；      B．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度，结合均摊法可知，晶胞中，Cs的个数为，V的个数为，Sb的个数为，则化学式为，B正确； C．通过分析三维晶胞结构可知，晶胞中每个V原子周围紧邻的Sb原子数为6，C错误；    D．由B选项可知，该晶胞化学式为，则该晶胞的质量为，晶胞体积为，则其密度是：，D正确； 故选C。 9．储氢密度最高的铁镁合金的立方体晶胞结构如图所示，Fe位于顶点和面心。储氢时，氢分子在晶胞的体心和棱心，且最近的两个氢分子间的距离为a nm(储氢前后晶胞参数不改变)。下列说法不正确的是 A．该铁镁合金的化学式为 B．Mg与Fe之间的最近距离为 C．图中与铁原子等距且最近的铁原子数有12个 D．储氢后的晶体密度为 【答案】D 【详解】A．由图可知Fe位于顶点和面心，个数为，Mg位于晶胞内部，数目为8，Mg和Fe原子个数比=2:1，所以该铁镁合金的化学式为，A正确； B．分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，晶胞参数为，Mg与Fe之间的最近距离为体对角线的，则Mg与Fe之间的最近距离为，B正确； C．以顶点Fe原子看，与铁原子等距离且最近的铁原子位于面心，则与铁原子等距离且最近的铁原子数有个，C正确； D．分子在晶胞的体心和棱的中心位置，个数为，Fe原子个数为4，Mg位于体内、Mg原子个数为8，化学式为，则，D错误； 故答案选D。 10.是一种很有发展潜力的新型储氢材料，其晶胞为立方体，Fe位于顶点和面心，Mg位于顶点和相邻面心形成的四面体中心，储氢后形成化合物X，氢以正八面体构型分布在每个Fe周围。下列说法不正确的是 A．化合物X的化学式为 B．化合物X遇水产生、Mg和Fe C．化合物X减压和高温有利于释放 D．的硬度高于纯铁和纯镁 【答案】B 【详解】A．Mg2Fe中Mg与Fe的个数比为2:1，储氢后H以正八面体构型分布在每个Fe周围，即Fe与H的个数比为1:6，因此化合物X的化学式为Mg2FeH6，A正确； B．化合物Mg2FeH6中Mg、Fe的化合价均为+2价，H为-1价，则遇水发生反应，并不生成Mg和Fe，B错误； C．化合物Mg2FeH6释放H2发生分解反应，该反应，，因此减压和高温有利于反应正向进行，C正确； D．一般合金的硬度高于其组元金属本身，Mg2Fe为镁铁合金，其硬度比纯铁和纯镁的硬度更高，D正确； 故答案选B。 1．(1)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有_____个金原子。 (2)金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式_____。 (3)以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，以上转变为图2所示的基本结构单元。在以下的纯铁晶体中最邻近的铁原子等距离且最近的铁原子数为_____；在以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为_____。 【答案】(1)4 (2) (3) 8 12 【详解】（1）1个金晶胞占有的金原子数为顶角上个，面心上个，共4个。 （2）一个金铜晶胞占有的原子数为原子个，原子个，因此化学式为。 （3）由图1知，以下时，体心的1个铁原子被8个铁原子包围，由图2知，以上时，以顶点的1个铁原子为例，与其距离最近的铁原子位于面心，则与铁原子等距离且最近的铁原子数为12。 2．单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第__________周期__________族。 (2)尿素分子（）与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素、、中，第一电离能最大的是__________，电负性最大的是__________。 ②尿素分子中，原子采取的轨道杂化方式为__________。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是__________（填元素符号）。 (3)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）。 ①晶胞中原子的半径为__________。 ②研究发现，晶胞中阴影所示、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。、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。 【答案】(1) 四 Ⅷ (2) (3) 【详解】（1）为26号元素，位于第四周期Ⅷ族，故答案为：四；Ⅷ； （2）①同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，由于能级为半充满状态，较稳定，其第一电离能大于，故元素、、中，第一电离能最大的是；同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，故元素、、中，电负性最大的是，故答案为：；； ②尿素分子中，原子形成1个双键、2个单键，无孤电子对，故原子采取的轨道杂化方式为，故答案为：； ③八面体配离子中的配位数为6，则形成6个配位键，中和上有孤电子对，能与形成配位键，由碳氮键的键长均相等，知配位原子不能是，故与配位的原子是，故答案为：； （3）①晶胞为体心立方晶胞，体对角线上3个原子相切，设原子半径为，则，解得，故答案为：； ②截面中的个数为，面积为，则单位面积含有的原子个数为；截面中的个数为，面积为，则单位面积含有的原子个数为，故催化活性较低的是，故答案为：；。 3．NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为________，基态N原子轨道表示式________。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为________。 ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ=________g/cm3。 ③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)：I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因________。 (2)NH3、NH3BH3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为________。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是________。 (3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。 少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。 S2Cl2分子是________(填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2______S2Cl2(填“>”或“<”)。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2 1:2 H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小 (2) sp3 B (3) 极性 ＞ 【详解】（1） ①Fe元素的原子序数为26，核外有26个电子，根据核外电子排布规则，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2；N原子核外有7个电子，分2层排布，原子的轨道表示式：。 ②ⅰ．由晶胞的结构可知，图1结构中，Fe位于顶点和体心，Fe原子的个数为8×+1=2，图2结构中，Fe位于顶点和面心，Fe原子的个数为8×+6×=4，则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2。 ⅱ．图1晶胞的棱长为a pm，其体积为V=(a×10-10cm)3，晶胞的质量为g，其密度 g/cm3。 ③第一电离能为 H＞Li＞Na，原因是H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小。 （2）①NH3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化。 ②在NH3BH3结构中，N原子存在孤电子对，B原子为缺电子原子，在配位键的形成中B原子提供空轨道。 （3）该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，所以是极性分子；S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体，分子晶体中，相对分子质量越大则熔沸点越高，所以熔沸点：S2Br2＞S2Cl2。 4．是重要的染料及农药中间体。用粗铜制取该物质的过程如下。 (1)下列关于的说法正确的是______(填序号)。 a．位于元素周期表d区 b．Cu原子有29种不同运动状态的电子 c．电子排布为的Cu原子处于激发态 (2)的VSEPR模型名称为______。 (3)比较N原子和O原子的第一电离能大小，并从原子结构角度说明理由：______。 (4)Ⅰ和Ⅱ的结晶原理不同。 ①Ⅰ利用的是的溶解度随温度升高而增大的性质。操作是______。 ②Ⅱ利用的是乙醇的极性比水小的性质。推测Ⅱ中可以代替乙醇析出的是______(填序号)。 a．四氯化碳        b．丙酮 (5)铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图如下。已知Cu的摩尔质量为Mg·mol-1，原子半径为rnm，阿伏加德罗常数为，则Cu晶体的密度为______g·cm-3(1nmcm)。 【答案】(1)b (2)四面体形 (3)第一电离能，N和O为同周期元素，基态N原子2p轨道电子排布是半充满的，比较稳定，第一电离能较高 (4) 加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 b (5) 【分析】由题给流程可知，粗铜与浓硫酸共热反应得到硫酸铜溶液；硫酸铜溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到五水硫酸铜晶体；五水硫酸铜晶体溶于水得到蓝色的硫酸铜溶液；向硫酸铜溶液中加入过量氨水得到深蓝色的硫酸四氨合铜溶液；向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇降低硫酸四氨合铜的溶解度，析出一水硫酸四氨合铜，过滤得到硫酸四氨合铜晶体。 【详解】（1）a．铜元素的原子序数为29，基态原子的价层电子排布式为3d104s1，位于元素周期表ds区，a错误； b．铜元素的原子序数为29，则由泡利不相容原理可知，铜原子有29种不同运动状态的电子，b正确； c．铜元素的原子序数为29，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，c错误； 故选b； （2）氨分子中氮原子的价层电子对数为：3+(5-1×3) ×=4，孤对电子对数为：(5-1×3) ×=1，则分子的VSEPR模型为四面体形； （3）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，所以氮元素的第一电离能大于氧元素； （4）①由五水硫酸铜的解度随温度升高而增大可知，操作Ⅰ为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； ②由分析可知，操作Ⅱ中加入乙醇的目的是降低硫酸四氨合铜的溶解度，便于析出一水硫酸四氨合铜，丙酮溶于水，能起到乙醇相同的作用，而四氯化碳不溶于水，无法起到乙醇相同的作用，故选b； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铜原子个数为：8×+6×=4；晶胞的面对角线的距离为4rnm，则晶胞的边长为nm，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(×10—7 )3d，解得d=。 5．在电子信息、摄影等众多行业中，银有着广泛且关键的应用。某工厂以含银等物质的阳极泥(含、、及少量的等)为原料，回收银、铜的工业生产流程如图。 (1)Cu位于元素周期表第___________周期第___________族，其基态原子的价电子排布式为___________。 (2)“清洗”时加入浓盐酸的目的是___________。 (3)“浸取2”后，“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)“浸取2”中，“浸液2”的主要成分是，氨水溶解氯化银的离子方程式为___________。 (5)已知，若使溶液中沉淀完全[即]，则溶液中浓度至少为___________。 (6)若以铅蓄电池为电源电解精炼锡，则粗锡应该与___________极(填“Pb”或“”)相连。 (7)金属的晶胞类型与铜晶胞类型相同，已知的原子半径为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(用含、的代数式表示，Ag的相对原子质量为108)。 【答案】(1) 四 IB (2)溶解并除去少量 (3) (4) (5) (6) (7) 【分析】阳极泥含、、及少量的等，向阳极泥中加入浓盐酸清洗，溶解生成；阳极泥中加入浓盐酸、，Cu溶解生成溶液，Ag转化为，过滤后，浸渣1中加入氨水“浸取”，溶解并转化为，不溶而成为滤渣2；浸液2中加入水合肼发生还原，生成、等。 【详解】（1）Cu为29号元素，位于元素周期表第四周期第IB族；基态Cu原子的价电子排布式为。 （2）根据后续反应过程，无的参与，阳极泥(含、、及少量的等)中加入浓盐酸清洗，溶解生成。 （3）根据分析，“滤渣2”的主要成分为。 （4）根据已知为产物，再结合原子守恒，氨水溶解氯化银的离子方程式为。 （5）根据的为，为说明Ag+沉淀完全，故溶液中Cl-浓度至少为。 （6）运用电解池原理，粗锡电极需失电子，失电子作阳极，故粗锡为阳极，阳极与电源的正极相接，正极为得电子的一极，根据铅蓄电池可知，极为得电子的电极，即粗锡与PbO2相连。 （7）金属银的晶胞类型与铜晶胞类型相同，为面心立方晶胞，在面心立方最密堆积中，每个顶点的原子被8个晶胞共用，每个面心的原子被2个晶胞共用，所以一个面心立方晶胞中含有的原子数为个；在面心立方结构中，面对角线长度等于4倍原子半径，晶胞边长为，面对角线长度为，则，解得，根据晶胞密度公式，即可得出其密度为。 6．请回答下列有关问题： (1)基态N原子的价层电子排布式为______，N位于元素周期表的______区。 (2)基态O原子的核外有______个未成对电子，占据最高能级的原子轨道的形状是______形。 (3)电负性：N______O，第一电离能：N______O(填“<”或“>”)。 (4)键角：______(填“<”或“>”)。 (5)白铜(铜镍合金)的晶胞为正方体，晶胞参数如图所示。 ①Cu在周期表中的位置为______。 ②每个Ni周围与它最近且相等距离的Cu有______个。 ③阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为______(用含a、字母表示)。 【答案】(1) p (2) 2 哑铃 (3) < > (4)> (5) 第四周期第ⅠB族 12 【详解】（1）N为7号元素，基态N原子的价层电子排布式为，N位于元素周期表的p区； （2）O为8号元素，基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，基态O原子的核外有2个未成对电子，占据最高能级的原子轨道的形状是哑铃形。 （3）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；电负性：N<O，同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小：N>O； （4）氨分子、水分子中中心原子均为sp3杂化，孤电子对数分别为1、2，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故键角：>； （5）①铜为29号元素，在周期表中的位置为第四周期第ⅠB族； ②由晶胞结构可知，每个顶点的Ni周围等距且紧邻的Cu在面心处，有12个； ③根据“均摊法”，晶胞中含个Ni、个Cu，则晶体密度为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $