3.1 金属晶体（分层作业）化学沪科版选择性必修2

分层作业 3.1 金属晶体 1．晶体与非晶体的严格判别可采用 A. 有否自范性 B. 有否各向同性 C. 有否固定熔点 D. 有否周期性结构 2．（25-26高二下·湖南长沙·期中）下列方法中，不能用来作为获得晶体的途径的是 A. 熔融态物质凝固 B. 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) C. 溶质从溶液中析出 D. 利用模具将固体加工成目标形状 3．（25-26高二·福建·月考）金属晶体的四种常见堆积方式及其代表物如图所示，有关说法错误的是 A. Po原子的配位数为6 B. 1个Na晶胞中含有2个Na原子 C. 晶胞空间利用率的大小关系为：Po＜Ag＜Na D. Zn晶胞采取六方最密堆积 4．（25-26高二·河北秦皇岛·期末）下列有关金属键的叙述错误的是 A. 金属能导热是因为自由电子自身与金属阳离子发生碰撞实现的 B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整个金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 5．（25-26高二下·山西晋中·期末）具有下列性质或结构的物质的晶体中，不可能属于金属晶体的是 A. 熔点高达两千摄氏度 B. 常温下不导电，熔融状态下能导电 C. 能锻打、能拉成细丝 D. 含有阳离子而无阴离子 6．中国科学家经过光谱分析发现了一颗锂元素含量极高的恒星。下列说法错误的是 A. LiOH的碱性弱于Be(OH)2 B. 在碱金属晶体中，晶体锂的金属键键能最大 C. 可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素 D. 依据对角线规则，金属锂可发生反应：4Li+CO22Li2O + C 7．（25-26高二下·宁夏青铜峡·期中）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，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anm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 铁镁合金晶胞中Fe原子数为4 B. Mg与Fe之间的最近距离为 C. 在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个 D. 储氢后，1mol晶胞最多含有的个数为 8．（25-26高二上·山东潍坊·开学考）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下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比为 A. 1∶2∶1 B. 11∶8∶4 C. 9∶8∶4 D. 9∶14∶9 9．（25-26高二·江苏盐城·月考）云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品，镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A. 晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3:1 B. 基态铜原子价电子排布式：3d94s2 C. Ni原子核外有2个未成对电子 D. 镍白铜晶体具有较大的硬度 10．（24-25高二下·北京·期中）下列关于金属键的“电子气理论”说法不正确的是 A. 金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 B. 金属受外力时，晶体中原子层相对滑动，电子气起润滑作用 C. 温度升高，自由电子与金属原子频繁碰撞，使金属电导率降低 D. 金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 11．填空 （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　　　　　。 12．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于　　　　　　　　　堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率　　　　　　　　。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r=　　　　　　　　　cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 13．铁是现代工业的重要元素。请回答下列问题： 铁单质在不同温度下有两种堆积方式，下图是铁的两种晶胞，在面心立方晶胞和体心立方晶胞中Fe的配位数之比为　　　　　　。若两种晶胞中，最近的铁原子均相切，则面心立方晶胞和体心立方晶胞密度之比为　　　　　　。 1．（25-26高二·青海·质检）下列叙述中，正确的是 A. 石英玻璃和水晶都是晶体 B. 晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形 C. 具有各向异性的固体可能是晶体 D. 粉末状的固体肯定不是晶体 2．金属(设原子半径为)晶体中的原子堆积方式(六方最密堆积)如图所示，下列说法错误的是 已知：原子空间利用率。 A. 原子空间利用率为 B. 基态原子能层共有2个电子 C. 该晶体的密度为 D. 基态原子的价层电子排布式为 3．下列有关金属的说法正确的是 A. 金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子” B. 金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动 C. 金属原子的价电子数越多，其金属性就越强 D. 体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为1∶2 4．控制生产铁的工艺和温度，可得到不同晶型的铁单质，铁的甲、乙两种立方晶胞结构分别如图所示，晶胞边长。下列说法正确的是 A. 铁属于区元素 B. 乙结构铁单质密度较大 C. 乙结构的配位数为8 D. 甲、乙结构的铁单质均属于共价晶体 5．（25-26高二下·河南郑州·期末）某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：、原子与原子间的最近距离相等，晶胞参数为。下列说法错误的是 A. 位于原子围成的正四面体空隙中 B. 该晶体的化学式为 C. 原子原子间的最近距离为 D. 若A点分数坐标为，则D点的分数坐标为 6．（24-25高二下·广西南宁·期中）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)。则下列说法错误的是 A. 铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B. 晶胞中有14个铁原子 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 晶胞中铁的配位数为8 7．金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。 （1）写出基态Cu原子的核外电子排布式　　　　　　　；金属铜采用下列　　　　　　　(填字母)堆积方式。 A．      B．       C．      D． （2）铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则一个晶胞中Al原子的数目为　　　　　　　。 （3）洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在如图所示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为　　　　　　　。 8．（25-26高二下·广东广州·期末）镍基合金具有优异的性质，广泛应用于航空航天、能源化工等领域。 Ⅰ.下图为从无机相萃取镍形成的某种配合物的结构示意图。 （1）Ni位于元素周期表的　　　　　　　区，基态Ni原子的电子排布式为　　　　　　　。 （2）在该配合物中，镍原子作为中心原子，其d轨道参与形成配位键。镍原子与配体之间通过　　　　　　　键(填“”或“”)结合。分子的键角为104.5°，而在该配合物中，配位后的中的键角会　　　　　　(填“增大”“减小”“不变”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 （3）配体所含元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　。 Ⅱ.某镍基合金晶体的立方晶胞如图所示。相邻原子间的最近距离之比。 （4）在晶体中：Ni在晶胞中的位置为　　　　　　　；该晶体中与Cu原子最近且等距离的Ni原子数目为　　　　　　　个。 （5）设为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为a pm。该晶体的密度　　　　　　　(用含a、的代数式表示)。 1．（2026·甘肃·高考真题）催化剂Ⅰ的立方晶胞结构如下图所示，若将晶胞中所有顶点位置的用替换可得新型催化剂Ⅱ的立方晶胞(棱长为，)。设为阿伏加德罗常数的值，、、分别表示、、的摩尔质量。下列说法错误的是 A. Ⅰ晶胞中与最近且等距的有6个 B. Ⅰ晶胞沿，，轴方向的投影图都相同 C. Ⅱ的晶体密度为 D. Ⅱ晶胞中的最短距离为 2．（2026·黑吉辽蒙·高考真题）金属钒（立方晶胞，Ⅰ）和硅粉高温熔炼可制取传统超导材料（立方晶胞，Ⅱ）。已知此体系中紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能。下列说法错误的是 A.  B. 与紧邻的有12个 C. 晶胞II中的价层电子总数为19 D. 的超导性质优于金属钒 3．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是 A. I为金 B. Ⅱ中的配位数是12 C. Ⅲ中最小核间距 D. I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 4．（25-26高二上·河北衡水·质检）-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 5．（25-26高二下·四川成都·期中）镁、铝、铁是三种重要金属，它们的单质和化合物应用十分广泛。回答下列问题： （1）金属镁、铝熔点大小关系是Mg　　　　　　　　　　　Al。(填“大于”、“等于”或“小于”)。第三周期第一电离能介于Al与P之间的元素有　　　　　　　　　　　种。 （2）氯化铝加热时易升华，实验测得升华所得化合物分子式为，其结构如图所示。该分子中Al的配位数为　　　　　　　　　　　，分子中所有原子　　　　　　　　　　　(能、不能)在同一平面上。 （3）硝酸铁和尿素在乙醇中生成[三硝酸六尿素合铁]。基态的价层电子排布图为　　　　　　　　　　　。尿素分子中σ键与π键的数目之比为　　　　　　　　　　　。的空间构型为　　　　　　　　　　　，经测定晶体中存在与，中氮原子为　　　　　　　　　　　杂化。 （4）碳溶解在中形成的一种晶体，晶胞为面心立方结构，如图所示。晶胞中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有　　　　　　　　　　　个，该物质的化学式为　　　　　　　　　　　。 6．（25-26高二·广东中山·期末）镍及其化合物在高温特种合金、电池材料、化工催化等领域应用广泛。 （1）Ni位于元素周期表中的　　　　　　　区；基态Ni2+的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。 （2）丁二酮肟与发生如下反应，生成鲜红色的二丁二酮肟合镍，可用于检验水溶液中的。 ①关于上述反应，下列说法正确的有　　　　　　　(填字母)。 A．配位时被还原      B．配位时提供孤电子对 C．酸性条件下，有利于的检验    D．二丁二酮肟合镍中含共价键、配位键、氢键 ②丁二酮肟(a)所含元素中，电负性最大的是　　　　　　　(填元素符号)，该原子的杂化轨道类型是　　　　　　　。丁二酮肟(a)与形成配合物后，键角会　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)，说明理由　　　　　　　。 ③丁二酮()熔点远低于丁二酮肟(a)，其主要原因为　　　　　　　。 （3）一种含Ni、Ga、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ni与Ga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　　　　　　　，其立方晶胞的密度为　　　　　　　。(设表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可) 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 分层作业 3.1金属晶体 A组 巩固过关 1.D 2.D 3.C 4.B 5.B 6.A 7.B 8.A 9.B 10.D 11.(1)4(2)AuCu3 (3)①8②12 12.①体心立方 ② ▣ ③ 3 7 13.①3：2②49▣ B组 能力进阶 1.C 2.C 3.D 4.B 5.B 6.B 7.(1)①1s22s22p3s23p3d4s或Arl3d4s ②C(2)4(3) 1-2 8.(1)①d②1s22s22p3s23p3d4s2(2)①。②增大 ③孤对电子数目越多， 1/2 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 对成键电子对的斥力越大，所以形成配合物后，H2O中O原子的孤电子对数目减少，H-O-H键角增 (3)O>N>C>H (4)①面心 255×100 ②12(5)a3NA C组 思维拔高 1.D 2.C 3.C 4.D 3d 5.(1)①小于 ②3(2)①4②不能 (3)① ②7：1③平面三角形 ④p (4)①12②FeC 3d 6.(1)①d② ↑M↑ (2)①BD②O③$p3④变大 ⑤丁二 酮肟()中N原子有孤电子对，与Ni形成配位键，孤电子对与成键电子对的排斥力减小，成键电子对间排 斥力增大 ⑥丁二酮肟分子间存在氢键，丁二酮分子间无氢键 (3)①1：1：2② 4×247×1021 8aNA 2/2 分层作业 3.1 金属晶体 1．晶体与非晶体的严格判别可采用 A. 有否自范性 B. 有否各向同性 C. 有否固定熔点 D. 有否周期性结构 【答案】D 【详解】晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列，晶体结构呈现微粒周期性有序排列，所以晶体能自发地呈现多面体外形，有固定熔点，有自范性，有对称性，有各向异性；综上晶体与非晶体的严格判别可采用有否周期性结构，故选D。 2．（25-26高二下·湖南长沙·期中）下列方法中，不能用来作为获得晶体的途径的是 A. 熔融态物质凝固 B. 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) C. 溶质从溶液中析出 D. 利用模具将固体加工成目标形状 【答案】D 【详解】A．熔融态物质缓慢凝固时，粒子可有序排列形成晶体，是获得晶体的常见途径，A不符合题意； B．气态物质凝华时，粒子可直接有序排列形成晶体，如碘蒸气凝华得到碘单质晶体，是获得晶体的途径，B不符合题意； C．溶质从溶液中析出时，可形成规则排列的晶体，如蒸发结晶得到晶体，是获得晶体的途径，C不符合题意； D．利用模具加工固体仅改变固体的宏观外形，不涉及晶体质点有序排列的生成过程，不能获得晶体，D符合题意； 故选D。 3．（25-26高二·福建·月考）金属晶体的四种常见堆积方式及其代表物如图所示，有关说法错误的是 A. Po原子的配位数为6 B. 1个Na晶胞中含有2个Na原子 C. 晶胞空间利用率的大小关系为：Po＜Ag＜Na D. Zn晶胞采取六方最密堆积 【答案】C 【分析】从左到右依次为Po的简单立方堆积、Na的体心立方堆积、Ag的面心立方最密堆积、Zn的六方最密堆积，逐一分析选项： 【详解】A．Po为简单立方堆积，每个Po原子周围紧邻且等距的原子共6个（上下、前后、左右），配位数为6，A说法正确； B．Na为体心立方堆积，用均摊法计算晶胞原子数：，即1个Na晶胞含2个Na原子，B说法正确； C．不同堆积方式的空间利用率：简单立方(Po，52%) ＜ 体心立方(Na，68%) ＜ 面心立方最密堆积(Ag，74%)，正确顺序为，C说法错误； D．Zn的晶胞为六方最密堆积结构，D说法正确； 答案选C。 4．（25-26高二·河北秦皇岛·期末）下列有关金属键的叙述错误的是 A. 金属能导热是因为自由电子自身与金属阳离子发生碰撞实现的 B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整个金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 【答案】B 【详解】金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用，既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用。答案选B。 5．（25-26高二下·山西晋中·期末）具有下列性质或结构的物质的晶体中，不可能属于金属晶体的是 A. 熔点高达两千摄氏度 B. 常温下不导电，熔融状态下能导电 C. 能锻打、能拉成细丝 D. 含有阳离子而无阴离子 【答案】B 【详解】A．金属晶体熔点差异较大，例如金属钨的熔点远超两千摄氏度，因此具有该性质的物质可能是金属晶体，A不符合题意； B．金属晶体中存在可自由移动的自由电子，常温下即可导电，而常温下不导电、熔融状态能导电是离子晶体的特征性质，不可能属于金属晶体，B符合题意； C．金属晶体因金属键无方向性，具有良好的延展性，可锻打、拉成细丝，该性质符合金属晶体的特征，C不符合题意； D．金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，不存在阴离子，该结构符合金属晶体的特征，D不符合题意； 故选B。 6．中国科学家经过光谱分析发现了一颗锂元素含量极高的恒星。下列说法错误的是 A. LiOH的碱性弱于Be(OH)2 B. 在碱金属晶体中，晶体锂的金属键键能最大 C. 可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素 D. 依据对角线规则，金属锂可发生反应：4Li+CO22Li2O + C 【答案】A 【详解】A．同周期的主族元素从左到右金属性逐渐减弱，金属性Li＞Be，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此LiOH的碱性强于Be(OH)2，A项错误； B．碱金属元素从上到下原子半径逐渐增大，金属阳离子所带电荷数均为+1，金属键键能随原子半径增大而减小，因此晶体锂的金属键键能在碱金属晶体中最大，B项正确； C．不同元素的原子光谱存在特征谱线，可利用特征谱线鉴定元素种类，从而可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素，C项正确； D．依据对角线规则，Li与Mg性质相似，Mg与CO2在点燃条件下反应生成MgO和碳单质，因此Li可发生反应4Li+CO22Li2O + C，D项正确； 选A。 7．（25-26高二下·宁夏青铜峡·期中）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，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anm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 铁镁合金晶胞中Fe原子数为4 B. Mg与Fe之间的最近距离为 C. 在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个 D. 储氢后，1mol晶胞最多含有的个数为 【答案】B 【详解】A．由铁镁合金晶胞结构可知，铁原子处于面心和顶点位置，由均摊法计算可知，铁镁合金晶胞中含有铁原子数为，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，晶胞面对角线长度2anm，晶胞边长anm，Mg与Fe之间的最近距离为体对角线长度的四分之一，最近距离为nm，B错误； C．以一个铁原子为中心，有三个互相垂直的面，每个面上有4个铁原子离该铁原子距离相等且最近，则与铁原子最近的铁原子数有12个，C正确； D．分子在晶胞的体心和棱的中心位置，根据均摊法计算，储氢时一个晶胞中分子数目为，则1mol晶胞最多含有的个数为，D正确； 故选B。 8．（25-26高二上·山东潍坊·开学考）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下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比为 A. 1∶2∶1 B. 11∶8∶4 C. 9∶8∶4 D. 9∶14∶9 【答案】A 【详解】a中原子个数，b中原子个数，c中原子个数，所以其原子个数比是2:4:2=1:2:1，A正确； 故答案选A。 9．（25-26高二·江苏盐城·月考）云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品，镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A. 晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3:1 B. 基态铜原子价电子排布式：3d94s2 C. Ni原子核外有2个未成对电子 D. 镍白铜晶体具有较大的硬度 【答案】B 【详解】A．晶胞中Cu处于面心，原子数目为，Ni处于顶点，原子数目为，二者个数比为3;1，A正确； B．基态Cu原子满足洪特规则特例，全满结构更稳定，价电子排布式应为，不是，B错误； C．Ni为28号元素，核外电子排布式为，3d轨道上有2个未成对电子，C正确； D．镍白铜为铜镍合金，合金的硬度通常大于其组分金属，具有较大硬度，D正确； 故选B。 10．（24-25高二下·北京·期中）下列关于金属键的“电子气理论”说法不正确的是 A. 金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 B. 金属受外力时，晶体中原子层相对滑动，电子气起润滑作用 C. 温度升高，自由电子与金属原子频繁碰撞，使金属电导率降低 D. 金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 【答案】D 【详解】A．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用，符合电子气理论的基本定义，A正确； B．金属延展性源于原子层滑动时自由电子维持金属键的连续性，电子气确实起润滑作用，B正确； C．温度升高导致离子振动加剧，阻碍自由电子定向移动，电导率降低，C正确； D．金属导电是因外加电场使自由电子定向移动，而非“产生”自由电子，自由电子本就存在，D错误； 故选D。 11．填空 （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）① 8    ② 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。 12．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于　　　　　　　　　堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率　　　　　　　　。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r=　　　　　　　　　cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】① 体心立方    ②     ③ 【详解】①由晶胞a的结构可知，晶胞a属于体心立方堆积； ②设铁原子的半径为r，晶胞b中共有4个铁原子，其总体积为，晶胞的面对角线长为4r，晶胞的参数为，晶胞的体积为，空间利用率=； ③一个晶胞c中含有1个铁原子，质量为，晶体c为简单立方堆积，晶胞参数为铁原子半径的2倍，即为2rcm，晶胞体积为8r3cm3，则，解得。 13．铁是现代工业的重要元素。请回答下列问题： 铁单质在不同温度下有两种堆积方式，下图是铁的两种晶胞，在面心立方晶胞和体心立方晶胞中Fe的配位数之比为　　　　　　。若两种晶胞中，最近的铁原子均相切，则面心立方晶胞和体心立方晶胞密度之比为　　　　　　。 【答案】① 3：2    ② 【详解】面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12：8=3：2； 两种晶胞中Fe原子均相切，设铁原子半径为r： 面心立方晶胞中，边长为a1pm，存在，则⋯①； 体心立方晶胞中，边长为a2pm，存在，则⋯②； 面心立方晶胞中，晶胞内铁原子数目为，密度⋯③； 体心立方晶胞中，晶胞内铁原子数目为，密度⋯④； 将①代入③，②代入④可得： ⋯⑤； ⋯⑥； 化简⑤⑥式可得，故(面心):(体心)=。 1．（25-26高二·青海·质检）下列叙述中，正确的是 A. 石英玻璃和水晶都是晶体 B. 晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形 C. 具有各向异性的固体可能是晶体 D. 粉末状的固体肯定不是晶体 【答案】C 【分析】晶体具有以下特点：有整齐规则的几何外形，有固定的熔点，有各向异性的特点，只有同时具备这三个条件的才是晶体； 【详解】A．石英玻璃是非晶体，水晶是晶体，故A错误； B．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，故B错误; C．具有各向异性的固体可能是晶体也可能是非晶体，故C正确； D．不能通过颗粒大小判断是不是晶体，粉末状的物质也可以是晶体，如碳酸氢钠粉末，是粉末状，是晶体，故D错误； 故答案选C; 2．金属(设原子半径为)晶体中的原子堆积方式(六方最密堆积)如图所示，下列说法错误的是 已知：原子空间利用率。 A. 原子空间利用率为 B. 基态原子能层共有2个电子 C. 该晶体的密度为 D. 基态原子的价层电子排布式为 【答案】C 【详解】A．底面为正六边形 Zn原子半径为r，则底面边长为2r，底面积= ，晶胞的高为，则晶胞体积为，晶胞中Zn原子数目= ，Zn原子总体积= ，空间利用率=，A正确； B．基态 Zn 原子核外排布为 1s22s22p63s23p63d104s2，第四电子层仅含4s2，故N层共有2 个电子，B正确； C．晶胞中Zn原子数目= ，晶胞体积为，该晶体的密度为，C错误； D．Zn是30号元素，核外含有30个电子，基态原子的价层电子排布式为，D正确； 故选C。 3．下列有关金属的说法正确的是 A. 金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子” B. 金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动 C. 金属原子的价电子数越多，其金属性就越强 D. 体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为1∶2 【答案】D 【详解】A．因金属元素的电负性和电离能较小，则金属原子中的价电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，A错误； B．金属导电的实质是在外电场的作用下，“自由电子”定向移动而产生电流，B错误； C．金属性的强弱与价电子数的多少无必然联系，C错误； D．体心立方晶胞中原子在顶点和体心，则原子个数为1＋8×＝2，面心立方晶胞中原子在顶点和面心，原子个数为8×＋6×＝4，实际含有的原子个数之比为2∶4＝1∶2，D正确； 故选D。 4．控制生产铁的工艺和温度，可得到不同晶型的铁单质，铁的甲、乙两种立方晶胞结构分别如图所示，晶胞边长。下列说法正确的是 A. 铁属于区元素 B. 乙结构铁单质密度较大 C. 乙结构的配位数为8 D. 甲、乙结构的铁单质均属于共价晶体 【答案】B 【详解】A．铁原子序数为26，属于d区元素，A错误； B．一个晶胞内：甲含2个，乙含4个，质量比为，密度比为，即乙结构铁单质的密度较大，B正确； C．乙为面心立方最密堆积，配位数为12，C错误； D．铁属于金属晶体，D错误； 故选B。 5．（25-26高二下·河南郑州·期末）某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：、原子与原子间的最近距离相等，晶胞参数为。下列说法错误的是 A. 位于原子围成的正四面体空隙中 B. 该晶体的化学式为 C. 原子原子间的最近距离为 D. 若A点分数坐标为，则D点的分数坐标为 【答案】B 【详解】A．由题意可知，镁、铝原子与镍原子间的最近距离相等，则镍原子位于小立方体的体心，位于晶胞的体内，镁、铝原子位于小立方体的顶点，位于晶胞的顶点和面心或棱上和体心，A正确； B．由A项分析可知，若镁原子位于晶胞的顶点和面心，铝原子应位于晶胞的棱上和体心，则由晶胞结构可知，位于体内的镍原子个数为8，位于顶点和面心的镁原子个数为：，位于棱上和体心的铝原子个数为：，则晶胞的化学式为，B错误； C．晶胞中铝原子与镍原子之间的最近距离是体对角线的，则代入晶胞参数得最近距离为，C正确； D．若位于顶点的A点分数坐标为，D点位于平面，x、y方向均处于晶胞中点，因此D点分数坐标为，D正确； 故选B。 6．（24-25高二下·广西南宁·期中）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)。则下列说法错误的是 A. 铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B. 晶胞中有14个铁原子 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 晶胞中铁的配位数为8 【答案】B 【详解】利用均摊法计算晶胞中原子个数：原子：顶点（8个）占，面心（6个）占，总计；原子：体内有8个；与的原子个数比为，化学式为，据此分析。 A．与的原子个数比为，化学式为，A不符合题意； B．通过均摊法计算原子：原子：顶点（8个）占，面心（6个）占，总计，B符合题意； C．铁镁合金属于金属晶体，金属晶体中只存在金属键；故晶体中化学键为金属键，C不符合题意； D．配位数是指晶胞中与最邻近的原子个数原，结合晶胞结构，相邻的原子数Mg数为8，其配位数为8，D不符合题意； 故答案选B。 7．金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。 （1）写出基态Cu原子的核外电子排布式　　　　　　　；金属铜采用下列　　　　　　　(填字母)堆积方式。 A．      B．       C．      D． （2）铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则一个晶胞中Al原子的数目为　　　　　　　。 （3）洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在如图所示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为　　　　　　　。 【答案】（1）① 或    ② C     （2）4     （3）      【详解】(1)铜为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式或；铜为面心立方晶胞，金属铜采用下列C堆积方式。故答案为：或；C； (2)从图丙可以看出金属铝为面心立方堆积，则一个晶胞中Al原子个数为。故答案为：4； (3)小黑球(N)周围有四个灰球(Fe)，而一个灰球(Fe)旁边有两个黑球(N)，即每个Fe原子周围最近的有2个N原子，而每个N原子周围最近的有4个Fe原子，所以铁颗粒表面N和Fe的原子数比值最大为1:2；故答案为：。 8．（25-26高二下·广东广州·期末）镍基合金具有优异的性质，广泛应用于航空航天、能源化工等领域。 Ⅰ.下图为从无机相萃取镍形成的某种配合物的结构示意图。 （1）Ni位于元素周期表的　　　　　　　区，基态Ni原子的电子排布式为　　　　　　　。 （2）在该配合物中，镍原子作为中心原子，其d轨道参与形成配位键。镍原子与配体之间通过　　　　　　　键(填“”或“”)结合。分子的键角为104.5°，而在该配合物中，配位后的中的键角会　　　　　　(填“增大”“减小”“不变”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 （3）配体所含元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　。 Ⅱ.某镍基合金晶体的立方晶胞如图所示。相邻原子间的最近距离之比。 （4）在晶体中：Ni在晶胞中的位置为　　　　　　　；该晶体中与Cu原子最近且等距离的Ni原子数目为　　　　　　　个。 （5）设为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为a pm。该晶体的密度　　　　　　　(用含a、的代数式表示)。 【答案】（1）① d    ②      （2）① σ    ② 增大    ③ 孤对电子数目越多，对成键电子对的斥力越大，所以形成配合物后，中O原子的孤电子对数目减少，键角增大     （3）     （4）① 面心    ② 12     （5）      【详解】(1)镍元素的原子序数为28，基态原子的电子排布式为，则镍元素位于元素周期表的d区； (2)配位键属于σ键，则配合物中镍原子与配体之间通过σ键结合；配位后水分子中的孤对电子数目减少，孤对电子数目越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，所以配合物中水分子的H-O-H的键角大于水分子的H-O-H的键角； (3)元素的非金属性越大，电负性越大，配体分子中元素的非金属性强弱顺序为：O＞N＞C＞H，则电负性的大小顺序为：O＞N＞C＞H； (4)由题意可知，相邻原子间的最近距离之比，则镍原子位于面心、铜原子位于顶点、氮原子位于体心，所以晶体中与铜原子最近且等距离的镍原子的数目为12； (5)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子个数为：8×=1，位于面心的镍原子个数为：6×=3，位于体心的氮原子的个数为1，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-10)3ρ，解得：ρ=。 1．（2026·甘肃·高考真题）催化剂Ⅰ的立方晶胞结构如下图所示，若将晶胞中所有顶点位置的用替换可得新型催化剂Ⅱ的立方晶胞(棱长为，)。设为阿伏加德罗常数的值，、、分别表示、、的摩尔质量。下列说法错误的是 A. Ⅰ晶胞中与最近且等距的有6个 B. Ⅰ晶胞沿，，轴方向的投影图都相同 C. Ⅱ的晶体密度为 D. Ⅱ晶胞中的最短距离为 【答案】D 【详解】A．催化剂Ⅰ晶胞中N原子位于体心位置，体心N的上下、左右、前后各紧邻1个Co原子，即面心上的Co原子，最近且等距的Co共6个，A正确； B．该立方晶胞的原子分布沿x、y、z三个轴方向均呈中心对称排布，三个方向的投影图完全相同，B正确； C．催化剂Ⅱ是将Ⅰ的顶点Co替换为Zn：顶点原子共8个，每个顶点原子对晶胞的贡献为，因此晶胞内Zn的个数为；剩余的Co全部位于晶胞面心，共个，N位于体心共1个。晶胞总质量为，晶胞体积为，因此密度为，C正确； D．催化剂Ⅱ中Co全部位于晶胞的面心位置，Co-Co的最短距离是相邻两个面心Co的间距，等于晶胞面对角线的一半，即，D错误； 故选D。 2．（2026·黑吉辽蒙·高考真题）金属钒（立方晶胞，Ⅰ）和硅粉高温熔炼可制取传统超导材料（立方晶胞，Ⅱ）。已知此体系中紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能。下列说法错误的是 A.  B. 与紧邻的有12个 C. 晶胞II中的价层电子总数为19 D. 的超导性质优于金属钒 【答案】C 【详解】A．晶胞Ⅱ中，白球（）的个数为，灰球（）的个数为，因此，A正确； B．以晶胞内部的为例，周围等距紧邻的共12个，因此与紧邻的为12个，B正确； C．是第ⅤB族元素，每个价层电子数为5；是第ⅣA族元素，每个价层电子数为4。该晶胞含6个、2个，总价层电子总数，C错误； D．金属钒晶胞Ⅰ中紧邻间距为体对角线的一半，计算可知：，中紧邻间距为，由题干可知，紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能距离更短，因此的超导性质优于金属钒，D正确； 故选C。 3．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是 A. I为金 B. Ⅱ中的配位数是12 C. Ⅲ中最小核间距 D. I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 【答案】C 【详解】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：     ，I中Au和Cu原子个数比值为1:1，则Au的质量分数为：     ，A正确； B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确； C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为 ，最小核间距，C错误； D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点， 处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确； 故选C。 4．（25-26高二上·河北衡水·质检）-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。 5．（25-26高二下·四川成都·期中）镁、铝、铁是三种重要金属，它们的单质和化合物应用十分广泛。回答下列问题： （1）金属镁、铝熔点大小关系是Mg　　　　　　　　　　　Al。(填“大于”、“等于”或“小于”)。第三周期第一电离能介于Al与P之间的元素有　　　　　　　　　　　种。 （2）氯化铝加热时易升华，实验测得升华所得化合物分子式为，其结构如图所示。该分子中Al的配位数为　　　　　　　　　　　，分子中所有原子　　　　　　　　　　　(能、不能)在同一平面上。 （3）硝酸铁和尿素在乙醇中生成[三硝酸六尿素合铁]。基态的价层电子排布图为　　　　　　　　　　　。尿素分子中σ键与π键的数目之比为　　　　　　　　　　　。的空间构型为　　　　　　　　　　　，经测定晶体中存在与，中氮原子为　　　　　　　　　　　杂化。 （4）碳溶解在中形成的一种晶体，晶胞为面心立方结构，如图所示。晶胞中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有　　　　　　　　　　　个，该物质的化学式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 小于    ② 3     （2）① 4    ② 不能     （3）①     ② 7：1    ③ 平面三角形    ④ sp     （4）① 12    ② FeC      【详解】(1)镁、铝均为金属晶体，铝的原子半径比镁小、价电子数更多，金属键更强，因此熔点Mg＜Al；第三周期元素的第一电离能从小到大的顺序为Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar，故第一电离能介于Al和P之间的元素为Mg、Si、S，共3种。 (2)由Al2Cl6结构可知，每个Al周围结合4个Cl，因此配位数为4；Al形成四个键，为sp3杂化，Al与其周围的四个Cl形成四面体构型，因此所有原子不能共面。 (3)Fe为26号元素，基态Fe3+价电子排布为3d5，5个d轨道各填充1个自旋平行的电子，则价层电子排布图为；尿素分子的结构式为，单键均为σ键，双键含1个σ键、1个π键，总共有7个σ键、1个π键，故σ键与π键数目比为7:1；中心N价层电子对数为，无孤电子对，空间构型为平面正三角形；中心N价层电子对数为，杂化方式为sp杂化。 (4)以顶角处的铁原子为例，它与附近三个面心处的铁原子等距且最近，由于顶角处的铁原子被八个晶胞共用，面心处的铁原子被两个晶胞共用，晶胞中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个；晶胞中Fe原子数为，C原子数为，则Fe与C数目比为1:1，化学式为FeC。 6．（25-26高二·广东中山·期末）镍及其化合物在高温特种合金、电池材料、化工催化等领域应用广泛。 （1）Ni位于元素周期表中的　　　　　　　区；基态Ni2+的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。 （2）丁二酮肟与发生如下反应，生成鲜红色的二丁二酮肟合镍，可用于检验水溶液中的。 ①关于上述反应，下列说法正确的有　　　　　　　(填字母)。 A．配位时被还原      B．配位时提供孤电子对 C．酸性条件下，有利于的检验    D．二丁二酮肟合镍中含共价键、配位键、氢键 ②丁二酮肟(a)所含元素中，电负性最大的是　　　　　　　(填元素符号)，该原子的杂化轨道类型是　　　　　　　。丁二酮肟(a)与形成配合物后，键角会　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)，说明理由　　　　　　　。 ③丁二酮()熔点远低于丁二酮肟(a)，其主要原因为　　　　　　　。 （3）一种含Ni、Ga、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ni与Ga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　　　　　　　，其立方晶胞的密度为　　　　　　　。(设表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可) 【答案】（1）① d    ②      （2）① BD    ② O    ③ sp3    ④ 变大    ⑤ 丁二酮肟(a)中N原子有孤电子对，与Ni2+形成配位键，孤电子对与成键电子对的排斥力减小，成键电子对间排斥力增大    ⑥ 丁二酮肟分子间存在氢键，丁二酮分子间无氢键     （3）① 1:1:2    ②       【详解】(1)Ni是28号元素，核外电子排布为[Ar]3d84s2，位于元素周期表的d区；基态Ni2+的价层电子排布为3d8，轨道表示式为：； (2)①A．配位时Ni2+只是形成配位键，没有发生氧化还原反应，化合价不变，A错误； B．N原子有孤电子对，配位时N提供孤电子对，Ni2+提供空轨道，B正确； C．酸性条件下，H+浓度高，反应逆向进行，不利于生成鲜红色的配合物，不利于检验Ni2+，C错误； D．二丁二酮肟合镍中，存在C-C、C-H、C=N、N-O等共价键，Ni2+与N形成配位键，同时配体分子间存在氢键，D正确； 故选BD； ②丁二酮肟中含有C、H、N、O元素，其中电负性最大的是O；O原子在丁二酮肟中形成单键，价层电子对数=2+2=4，杂化轨道类型为sp3杂化；丁二酮肟(a)中N原子有孤电子对，与Ni2+形成配合物后，孤电子对形成配位键，孤电子对与成键电子对的排斥力减小，成键电子对间排斥力增大，键角变大； ③丁二酮肟分子间存在氢键，丁二酮分子间无氢键，分子间作用力更弱，熔点更低； (3)由合金的晶胞结构可知，Co位于合金晶胞中的8个顶点、12个棱心、6个面心、1个体心，则Co的个数为：；Ni位于合金晶胞中的内部，个数为4；Ga位于合金晶胞中的内部，个数为4；则该合金的晶胞中，粒子个数最简比为：Ni:Ga:Co=4:4:8=1:1:2；合金晶胞的密度为：。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $