2019_2020学年高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第1单元金属键金属晶体练习苏教版选修3.doc

　第一单元　金属键　金属晶体　
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．下列有关金属键的叙述错误的是(　　)
A．金属键没有方向性
B．金属键是金属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块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析：金属键是一种静电作用，故无方向性，A正确；金属键除了静电吸引外，还有金属离子之间的排斥以及自由电子之间的排斥作用，B错；整块金属中所有电子都在被阳离子吸引的情况，称之为“电子气”，C正确；D显然正确。
答案：B
2．金属键的形成是通过(　　)
A．金属原子与自由电子之间的相互作用
B．金属离子与自由电子之间强烈的相互作用
C．自由电子之间的相互作用
D．金属离子之间的相互作用
解析：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，金属阳离子和自由电子(“电子气”)之间存在的强烈的相互作用称金属键，故选B。
答案：B
3．金属晶体的堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是(　　)
A．金属原子的价电子数少
B．金属晶体中有自由电子
C．金属原子的原子半径大
D．金属键没有饱和性和方向性
解析：由于金属键没有方向性、饱和性，金属离子可以从各个方向吸引自由电子，使它们尽可能地相互接近，从而占有最小的空间。故选D。
答案：D
4．金属银的晶胞是一个“面心立方体”(注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子)。则金属银平均每个晶胞中含有的金属原子数是(　　)
A．5个 B．4个
C．3个 D．2个
解析：用“均摊法”，金属银平均每个晶胞中含有的金属原子数为8×＋6×＝4个，故选B。
答案：B
5．下列性质中，适合于某种金属晶体的是(　　)
A．熔点为1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．能溶于CS2，熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃
C．熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm－3
D．熔点为10.31 ℃，液态不导电，其水溶液导电
解析：金属钠符合C项要求，熔点高的金属一般不溶于水，A错；金属不溶于CS2，B错；金属均是电的良导体，D错。
答案：C
6．下列有关金属晶体的说法中，正确的是(　　)
A．简单立方堆积的晶胞中原子配位数是8
B．晶胞中配位数为12的金属，一定是面心立方最密堆积
C．Zn的晶胞类型与铜相同
D．Zn的晶胞中空间利用率为74%
解析：金属晶体有四种堆积方式，分别是简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方堆积，这四种堆积中配位数分别是6、8、12、12，简单立方堆积的晶胞图为，其配位数是6，A错误；六方最密堆积配位数也为12，所以晶胞中配位数为12的金属，不一定是面心立方最密堆积，B错误； Zn为六方最密堆积，铜为面心立方堆积，所以Zn的晶胞类型与铜不相同，C错误；Zn为六方最密堆积，空间利用率为74%，D正确。故选D。
答案：D
7．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
解析：②为体心立方堆积，属于钾、钠和铁型，③是六方最密堆积，属于镁、锌、钛型，A错误；利用均摊法计算原子个数，①中原子个数为8×＝1个，②中原子个数为8×＋1＝2个，③中原子个数为4×＋4×＋1＝2个，④中原子个数为8×＋6×＝4个，B正确；③为六方最密堆积，此结构为六方晶胞的，配位数为12，C错误；③④的空间利用率最高，都是74%，①中简单立方堆积空间利用率最小为52%，②中体心立方堆积空间利用率为68%，所以空间利用率大小顺序为①＜②＜③＝④，D错误。故选B。
答案：B
8．物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般来说金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是(　　)
A．钠的硬度大于铝
B．镁的熔沸点高于钙
C．镁的硬度大于钾
D．钙的熔沸点高于钾
解析：钠原子比铝原子半径大，且价电子数少，故金属钠比金属铝的金属键弱，钠的硬度小于铝，A错；同理可知镁的硬度大于钾，C正确；镁原子比钙原子半径小，价电子数相同，故金属镁比金属钙的金属键强，镁的熔沸点高于钙，B正确；同理钙原子半径小，且价电子数多，故钙比钾的金属键强，熔沸点高，D正确。
答案：A
9．2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图示意的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内，则该化合物的化学式可表示为(　　)

A．MgB B．MgB2
C．Mg2B D．Mg3B2
解析：该化合物的晶体结构单元平均拥有6个硼原子，正六棱柱每个顶点被6个正六棱柱共用，上下底面中的镁原子被2个正六棱柱共用，故每个晶体结构单元拥有Mg原子个数为：12×＋2×＝3，则Mg与B原子的个数比为3∶6＝1∶2，B正确。
答案：B
10．金属钠晶体为体心立方晶胞(如图)，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，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为(　　)

A. B.·
C.· D.·
解析：根据题给信息，一个钠晶体的晶胞中有2个钠原子金属钠晶体为体心立方晶胞，每个晶胞平均拥有钠。钠原子半径为r(cm)，则晶胞的体对角线为4r(cm)，那么晶胞的体积为3 cm3，根据密度＝，得ρ＝，即r＝·。
答案：C
11．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示，下列有关说法不正确的是(　　)

A．δ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B．γ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个
C．α­Fe晶胞边长若为a cm，γ­Fe晶胞边长若为b cm，则α­Fe和γ­Fe两种晶体的密度比为b3∶a3
D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体结构不相同，但化学性质几乎相同
解析：由题图知，δ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个，A正确；γ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个，B正确；一个α­Fe晶胞占有1个铁原子，一个γ­Fe晶胞占有4个铁原子，故两者密度之比为∶＝b3∶4a3，C错；晶体加热后急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型是不同的，但化学性质几乎相同，D正确。
答案：C
二、非选择题(共45分)
12．(13分)从下图中选择：

(1)金属钠的晶胞模型是________，每个Na原子周围有________个紧邻的Na原子。
(2)金属铜的晶胞模型是________，每个Cu原子周围有________个紧邻的Cu原子。
(3)金属导电靠______________， 电解质溶液导电靠______________。
(4)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是______________。
A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、导热性和延展性
(5)已知下列金属晶体： Po、K、Mg、Au，其堆积方式为：
①简单立方堆积的是________；
②体心立方堆积的是________；
③六方堆积的是________；
④面心立方堆积的是________。
解析：(1)金属钠的堆积方式为体心立方堆积，每个晶胞中含有2个钠原子，其配位数为8，每个钠原子周围有8个紧邻的钠原子。
(2)金属铜的堆积方式为面心立方堆积，每个晶胞含有4个铜原子，配位数为12，每个铜原子周围有12个紧邻的铜原子。
(3)金属导电靠的是金属晶体中含有的自由电子，电解质溶液导电靠的是电解质在溶液中电离出来的自由移动的离子。
(4)金属晶体是由金属键形成的，由分子间作用力形成的晶体是分子晶体，A错误；由共价键结合形成网状晶体，熔点很高，对应的是原子晶体不是金属晶体，B错误；金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性，C正确。
(5)金属晶体有四种堆积方式：分别是简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积，简单立方堆积代表是Po，体心立方堆积代表是K、Fe和Na，六方最密堆积代表是Mg、Zn和Ti，面心立方最密堆积代表是Cu、Ag和Au。根据上述分析可知，①简单立方堆积的是Po；②体心立方堆积的是K；③六方堆积的是Mg；④面心立方堆积的是Au。
答案：(1) B　8　(2)D　12　(3)自由电子　自由移动的离子　(4)C　(5)①Po　②K　③Mg　④Au
13．(10分)在元素周期表中，元素的金属性与非金属性及其强弱比较与周期序数(n)和主族序数(A)有如下经验公式：K＝。则：(请选编号填空)
(1)当n一定时，K值越大，则元素的________性越强。
(2)当A一定时，K值越小，则元素的________性越强。
(3)当K＝0，则该元素系为________元素。
当K＝1，则该元素系为________元素。
当K＜1，则该元素系为________元素。
A．两性 B．金属
C．非金属 D．稀有气体
解析：(1)当n一定时，即指同一周期元素，则主族序数越大，元素的非金属性越强。
(2)当A一定时，即指同主族元素，则越往下(K值越小)，元素的金属性越强。
(3)K＝0，即指0族元素；K＝1，指周期序数与主族序数相同，符合该条件的元素有：Be、Al、Ge、Sb等，大多数具有两性的特征；K＜1，即指主族序数小于周期序数，在周期表中位于分界线的下方，为金属元素。
答案：(1)C　(2)B　(3)D　A　B
14．(10分)(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。

(2)如图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。
②该晶胞称为________(填序号)。
A．六方晶胞 B．体心立方晶胞
C．面心立方晶胞 D．简单立方晶胞
③此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 g·mol－1，金属铜的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。
解析：(1)由图中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子个数之比分别为1∶2、1∶3，求出化学式分别为AX2、AX3。
(2)①用“均摊法”求解，8×＋6×＝4。
②该晶胞为面心立方晶胞。
③×4＝ρ g·cm－3×a3 cm3，NA＝ mol－1。
答案：(1)b
(2)①4　②C　③ mol－1
15．(12分)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________________(填字母代号)堆积方式。

(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)。则在图示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为________。

解析：(1)铜为面心立方晶胞。
(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8×＋6×＝4。
(3)小黑球周围有四个灰球，而一个灰球旁边有两个黑球，故比值为。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　C
(2)4
(3)

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