高中化學人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)單元測試【全國一等獎】

第三節(jié)金屬晶體課時訓練15金屬晶體基礎(chǔ)夯實一、金屬鍵、金屬晶體1.下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法中正確的是()A.金屬鍵具有方向性與飽和性B.金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用C.金屬導電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子D.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光解析:金屬鍵沒有方向性和飽和性,A錯;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,B對;金屬導電是因為自由電子在外加電場作用下發(fā)生定向移動,C錯;金屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收并放出可見光,D錯。答案:B2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出:金屬鍵越強,其金屬的硬度越大,熔、沸點越高。且研究表明,一般來說,金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵越強,由此判斷下列說法錯誤的是()A.硬度:Mg>Al B.熔點:Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔點:Ca>K解析:根據(jù)題目所給信息,鎂、鋁原子的電子層數(shù)相同,價電子數(shù):Al>Mg,離子半徑:Al3+<Mg2+,金屬鍵:Mg<Al,鋁的硬度大于鎂的,所以A項錯誤;鎂、鈣原子的價電子數(shù)相同,但離子半徑:Ca2+>Mg2+,金屬鍵:Mg>Ca,鎂的熔、沸點高于鈣的,所以B項正確;用以上比較方法推出,價電子數(shù):Mg>K,離子半徑:Mg2+<Na+<K+,所以金屬鍵:Mg>K,鎂的硬度大于鉀的,所以C項正確;鈣和鉀元素位于同一周期,離子半徑:K+>Ca2+,金屬鍵:Ca>K,鈣的熔點高于鉀的,所以D項正確。答案:A3.下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述,可能為金屬晶體的是()A.由分子間作用力結(jié)合而成,熔點低B.固體或熔融后易導電,熔點在1000℃左右C.由共價鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),熔點高D.組成晶體的微粒為原子解析:本題考查了晶體與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。A項為分子晶體的性質(zhì);B項,固體能導電,熔點在1000℃左右,應該為金屬晶體的性質(zhì);C項應該為原子晶體的性質(zhì);D項可能為分子晶體,如Ar,也可能是原子晶體,如金剛石。答案:B4.下列晶體中,金屬陽離子與自由電子間的作用最強的是() 解析:影響金屬鍵強弱的主要因素有金屬陽離子的半徑、金屬陽離子所帶電荷數(shù)。一般而言,金屬陽離子的半徑小,金屬陽離子所帶電荷數(shù)多,金屬鍵就強,金屬陽離子與自由電子間的作用就強。Na、Mg、Al均位于第三周期,Na+、Mg2+、Al3+的半徑逐漸減小,所帶電荷數(shù)逐漸增多,所以金屬鍵逐漸增強,其中鋁的金屬鍵最強,鈉的金屬鍵最弱,而K和Na位于同一主族,且K+的半徑比Na+的大,鉀的金屬鍵比鈉的弱。綜上所述,Na、Mg、Al、K中金屬鍵最強的是Al。答案:C5.在核電荷數(shù)1~18的元素中,其單質(zhì)屬于金屬晶體的有;金屬中,密度最小的是,地殼中含量最多的金屬元素是,熔點最低的是,既能與酸反應又能與堿反應的是,單質(zhì)的還原性最強的是。

(導學號52700120)解析:金屬元素在元素周期表中的位置,一般可根據(jù)周期、族和主族序數(shù)來推斷。凡是周期序數(shù)(原子的電子層數(shù))大于主族序數(shù)(原子的最外層電子數(shù))的元素,均為金屬元素;若兩序數(shù)相等的元素一般為既能與酸反應又能與堿反應的金屬元素(H例外),但其單質(zhì)仍為金屬晶體,如Be、Al;周期序數(shù)小于主族序數(shù)的元素一般為非金屬元素。答案:Li、Be、Na、Mg、AlLiAlNaBe、AlNa二、金屬晶體原子堆積模型6.金屬晶體堆積密度大,原子配位數(shù)高,能充分利用空間的原因是()A.金屬原子的價電子數(shù)少B.金屬晶體中有自由電子C.金屬原子半徑大D.金屬鍵沒有飽和性和方向性解析:金屬鍵沒有方向性。在金屬晶體的結(jié)構(gòu)中,都趨向于使原子吸收盡可能多的原子分布于周圍,并以密堆積的方式降低體系的能量,使金屬晶體變得比較穩(wěn)定。答案:D7.關(guān)于體心立方堆積晶體(如圖)的結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是()A.是密置層的一種堆積方式B.晶胞是六棱柱C.每個晶胞內(nèi)含2個原子D.每個晶胞內(nèi)含6個原子解析:體心立方堆積是非密置層的一種堆積的方式,其中具有8個頂點和1個體心,晶胞內(nèi)含有的原子個數(shù)為8×+1=2。答案:C8.已知某金屬晶體中(如堿金屬)原子堆積方式如下圖所示,則該堆積方式是()A.簡單立方堆積B.體心立方堆積C.六方最密堆積D.面心立方最密堆積解析:將上層金屬填充在下層金屬形成的凹穴中,屬于體心立方堆積。答案:B9.下列說法正確的是()A.任何晶體中,若含有陽離子也一定含有陰離子B.金屬鎂的熔點高于鋁的C.右圖為銅的晶胞結(jié)構(gòu),則每個晶胞中平均有4個銅原子,銅原子的配位數(shù)為6D.金屬具有良好的導電性,是因為在金屬晶體中共享了金屬原子的價電子,形成了“電子氣”,在外電場的作用下自由電子定向移動便形成了電流,所以金屬易導電解析:金屬晶體中含有金屬陽離子和自由電子,A項錯;鋁的金屬鍵強于鎂的,故鋁的熔點要高于鎂的,B項錯;銅晶胞中平均含有4個銅原子,銅原子的配位數(shù)為12,C項錯。答案:D10.右圖為金屬銅的晶胞,請完成以下各題。(導學號52700121)(1)該晶胞“實際”擁有的銅原子是個。

(2)該晶胞稱為(填序號)。

A.六方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞(3)銅晶體的堆積方式稱為最密堆積,配位數(shù)為。

(4)此晶胞立方體的邊長為acm,Cu的相對原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)為(用a、ρ表示)。

解析:由圖示結(jié)構(gòu)可以看出該結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。利用“均攤法”可以求得該晶胞實際含有的銅原子數(shù)為8×+6×=4。由于·64=ρ·a3,故NA=。答案:(1)4(2)C(3)面心立方12(4)能力提升1.金屬晶體的形成是因為晶體中存在()A.脫落價電子后的金屬離子間的相互作用B.金屬原子間的相互作用C.脫落了價電子的金屬離子與脫落的價電子間的相互作用D.金屬原子與價電子間的相互作用解析:在金屬晶體中,原子間以金屬鍵相互結(jié)合,金屬鍵的本質(zhì)是金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子所共用,從而將所有金屬原子維系在一起而形成金屬晶體。實際上也就是靠脫落下來的價電子與其中的金屬離子間的相互作用而使它們結(jié)合在一起。答案:C2.金屬具有的通性是()①具有良好的導電性②具有良好的導熱性③具有延展性④都具有較高的熔點⑤通常狀況下都是固體⑥都具有很大的硬度A.①②③ B.②④⑥C.④⑤⑥ D.①③⑤解析:金屬汞的熔點較低,通常為液體;堿金屬的質(zhì)地較軟。答案:A3.下列有關(guān)金屬的說法正確的是()A.金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子B.六方最密堆積和面心立方最密堆積的空間利用率最高C.金屬原子在化學變化中失去的電子數(shù)越多,其還原性越強D.金屬導電的實質(zhì)是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動解析:金屬原子中只有價電子才是自由電子,A項錯;金屬的還原性是指失電子的能力,而不是失去電子的數(shù)目,C項錯;金屬能導電是因為電子在外電場作用下能定向移動,D項錯。答案:B4.下列對各組物質(zhì)性質(zhì)的比較中,正確的是()A.熔點:Li<Na<KB.導電性:Ag>Cu>Al>FeC.密度:Na>Mg>AlD.空間利用率:體心立方堆積<六方最密堆積<面心立方最密堆積解析:同主族的金屬單質(zhì),原子序數(shù)越大,熔點越低,這是因為它們的價電子數(shù)相同,隨著原子半徑的增大,金屬鍵逐漸減弱,所以A選項錯誤;Na、Mg、Al是同周期的金屬單質(zhì),密度逐漸增大,故C項錯誤;不同堆積方式的金屬晶體的空間利用率分別是:簡單立方堆積52%,體心立方堆積68%,六方最密堆積和面心立方最密堆積均為74%,因此D項錯誤;常用的金屬導體中,導電性最好的是銀,其次是銅,再次是鋁、鐵,所以B選項正確。答案:B5.在金屬晶體中,自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳遞,由此可以來解釋金屬的()A.延展性 B.導電性C.導熱性 D.硬度解析:金屬晶體由自由電子與金屬陽離子構(gòu)成。自由電子與金屬離子在碰撞中將熱量傳遞從而使金屬具有良好的導熱性。答案:C6.關(guān)于金屬晶體的六方最密堆積的結(jié)構(gòu)形式的敘述正確的是()A.晶胞是六棱柱B.晶胞是平行六面體C.每個晶胞中含4個原子D.每個晶胞中含17個原子解析:金屬晶體的六方最密堆積結(jié)構(gòu)形式的晶胞是六棱柱的——平行六面體,有8個頂點和1個內(nèi)部原子,晶胞中絕對占有2個原子。答案:B7.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式,六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方堆積,如圖(a)(b)(c)分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu),其晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為()∶2∶1 ∶8∶4∶8∶4 ∶14∶9解析:本題考查晶胞中微粒數(shù)的計算方法,用均攤法計算。晶胞(a)中所含原子數(shù)=12×+2×+3=6,晶胞(b)中所含原子數(shù)=8×+6×=4,晶胞(c)中所含原子數(shù)=8×+1=2。答案:A8.依據(jù)“電子氣”的金屬鍵模型,下列對于金屬導電性隨溫度變化的解釋,正確的是()(導學號52700122)A.溫度升高,自由電子的動能變大,以致金屬導電性增強B.溫度升高,陽離子的動能變大,阻礙電子的運動,以致金屬導電性減弱C.溫度升高,自由電子互相碰撞的次數(shù)增加,以致金屬導電性減弱D.溫度升高,陽離子的動能變大,自由電子與陽離子的吸引力變小,以致導電性增強解析:溫度升高時,由于陽離子吸收大量的能量,動能變大,阻礙電子的運動,故溫度越高,導電性越弱。答案:B9.下列關(guān)于金屬的敘述中不正確的是()A.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間的強烈相互作用,所以實質(zhì)與離子鍵類似,也是一種電性作用B.金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強烈的相互作用,所以與共價鍵類似,也有方向性和飽和性C.金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽離子和自由電子間的相互作用,故金屬鍵無飽和性和方向性D.構(gòu)成金屬的自由電子在整個金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運動解析:金屬鍵無方向性和飽和性,B項錯。答案:B10.鋁單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,原子