高中化學(xué)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)第三節(jié)金屬晶體 優(yōu)秀

人教版化學(xué)高二選修3第三章第三節(jié)金屬晶體同步練習(xí)1．下列不屬于金屬晶體通性的是()A．易導(dǎo)電 B．易導(dǎo)熱C．有延展性 D．高熔點(diǎn)答案：D解析：解答：并不是所有的金屬熔點(diǎn)都很高，如汞在常溫下是液體。分析：本題考查金屬晶體的性質(zhì)，某些晶體除具有通性以外還常具有自己的特性。2．關(guān)于“電子氣”的理解不正確的是()A．金屬原子的電子全部脫落下來，形成了“電子氣”B．金屬鍵是“電子氣”與金屬陽離子間的作用力C．每個(gè)金屬原子提供的電子都與周圍的全體原子共用D．金屬鍵不具有方向性答案：A解析：解答：“電子氣”是金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成的，并非所有電子，電子氣為所有原子所共有，因此電子氣不具有方向性，共價(jià)鍵具有方向性，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)；金屬鍵是“電子氣”與金屬陽離子間的作用力，B項(xiàng)正確。分析：本題考查金屬鍵的形成以及金屬鍵的性質(zhì)，熟練掌握金屬鍵的定義是解題的關(guān)鍵?。3．金屬具有延展性的原因是()A．金屬原子半徑都較大，價(jià)電子數(shù)較少B．金屬受外力作用變形時(shí)，金屬陽離子與自由電子間仍保持較強(qiáng)烈的作用C．金屬中大量自由電子受外力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度加快D．自由電子受外力作用時(shí)能迅速傳遞能量答案：B解析：解答：金屬具有延展性是因?yàn)榻饘倬w形成的作用是金屬離子與自由電子之間的金屬鍵，當(dāng)金屬發(fā)生變形時(shí)，金屬離子與自由電子間的作用依然存在，不會(huì)發(fā)生斷裂，因此金屬具有良好的延展性。分析：本題考查金屬的具有延展性的根本原因，熟練掌握金屬晶體的結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵?。4．金屬晶體、離子晶體、分子晶體采取密堆積方式的原因是()A．構(gòu)成晶體的微粒均可視為圓球B．三種晶體的構(gòu)成微粒相同C．金屬鍵、離子鍵、范德華力均無飽和性和方向性D．三種晶體構(gòu)成微粒的多少及相互作用力相同答案：C解析：解答：三種晶體的構(gòu)成粒子之間的相互作用均無飽和性和方向性，因此形成晶體時(shí)按最高配位數(shù)形式進(jìn)行堆積。分析：本題考查晶體中微粒的堆積方式中的緊密堆積，熟練掌握堆積方式與飽和性和方向性的關(guān)系是解題的關(guān)鍵?。5．下列事實(shí)中，一般不能用于判斷金屬性強(qiáng)弱的是()A．金屬間發(fā)生的置換反應(yīng)B．1mol金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失去電子的多少C．金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱D．金屬元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫的難易程度答案：B解析：解答：判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)很多，如金屬性強(qiáng)的金屬可以置換金屬性弱的金屬；金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)，還可以根據(jù)金屬元素置換水中或酸中氫的難易程度等方法都可以判斷，但要注意金屬的物理性質(zhì)及金屬在反應(yīng)中失電子數(shù)的多少不能作為金屬性強(qiáng)弱判斷的依據(jù)。分析：本題考查金屬單質(zhì)的金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)。6．關(guān)于鉀型晶體(下圖)的結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．是密置層的一種堆積方式B．晶胞是六棱柱C．每個(gè)晶胞內(nèi)含2個(gè)原子D．每個(gè)晶胞內(nèi)含6個(gè)原子答案：C解析：解答：鉀型晶體的晶胞為立方體，是非密置層的一種堆積方式，其中有8個(gè)頂點(diǎn)原子和1個(gè)體心原子，晶胞內(nèi)含有8×＋1＝2個(gè)原子。分析：本題考查金屬晶體和金屬晶體的基本堆積模型以及金屬晶體的晶胞計(jì)算。7．下列各物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是()A．O2、I2、Hg B．鋁硅合金、鋁、金剛石C．Na、K、Rb D．SiC、金屬鈉、SO2答案：B解析：解答：A項(xiàng)中Hg呈液態(tài)，O2、I2分別呈氣、固態(tài)，熔點(diǎn)O2＜Hg＜I2；B項(xiàng)中合金的熔點(diǎn)較其成分金屬Al低，金剛石為原子晶體，熔點(diǎn)高，符合題意；C項(xiàng)中同主族的Na、K、Rb金屬鍵依次減弱，熔點(diǎn)降低；D項(xiàng)中SiC為原子晶體熔點(diǎn)較高，金屬鈉為金屬晶體，熔點(diǎn)較低。SO2為分子晶體，故熔點(diǎn)依次降低。分析：構(gòu)成晶體的微粒間的相互作用越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。一般原子晶體熔點(diǎn)最高，離子晶體熔點(diǎn)較高，分子晶體熔點(diǎn)較低，金屬晶體由于不同金屬中金屬鍵強(qiáng)度差別較大，其熔點(diǎn)高低差別較大。8．下列有關(guān)金屬晶體的堆積模型的說法正確的是()A．金屬晶體中的原子在二維平面有三種放置方式B．金屬晶體中非密置層在三維空間可形成兩種堆積方式，其配位數(shù)都是6C．鎂型堆積和銅型堆積是密置層在三維空間形成的兩種堆積方式D．金屬晶體中的原子在三維空間的堆積有多種方式，其空間的利用率相同答案：C解析：解答：金屬晶體中的原子在二維平面只有密置層和非密置層兩種放置方式，A項(xiàng)錯(cuò)；非密置層在三維空間可形成簡單立方堆積和體心立方堆積兩種堆積方式，其配位數(shù)分別是6和8，B項(xiàng)錯(cuò)；金屬晶體中的原子在三維空間有四種堆積方式，其中鎂型和銅型堆積的空間利用率較高，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)。分析：本題考查金屬晶體的基本堆積模型，熟練掌握各種類型的金屬晶體堆積形式是解題的關(guān)鍵?。9．鐵有δ、γ、α三種同素異形體，如下圖所示，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法不正確的是()A．δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個(gè)B．α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個(gè)C．若δ-Fe晶胞邊長為acm，α-Fe晶胞邊長為bcm，則兩種晶體密度比為2b3：a3D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同答案：D解析：解答：由題圖知，δ-Fe晶體中與鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個(gè)，A項(xiàng)正確；α-Fe晶體中與鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個(gè)，B項(xiàng)正確；一個(gè)δ-Fe晶胞占有2個(gè)鐵原子，一個(gè)α-Fe晶胞中占有1個(gè)鐵原子，故兩者密度比為：：=2b3：a3，C項(xiàng)正確；晶體加熱后急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不同。分析：本題考查金屬晶體的結(jié)構(gòu)和晶胞的計(jì)算，熟練掌握觀察晶胞結(jié)構(gòu)的空間想象是解題的關(guān)鍵?。10．下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是()A．金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強(qiáng)作用，金屬鍵無方向性和飽和性B．共價(jià)鍵是原子之間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，共價(jià)鍵有方向性和飽和性C．范德華力是分子間存在的一種作用力，分子的極性越大，范德華力越大D．氫鍵不是化學(xué)鍵而是分子間的一種作用力，所以氫鍵只存在于分子與分子之間答案：D解析：解答：氫鍵是一種分子間作用力，比范德華力強(qiáng)，但是比化學(xué)鍵要弱。氫鍵既可以存在于分子間(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子內(nèi)(如)，所以應(yīng)選擇D項(xiàng)。分析：本題考查不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別，熟練掌握各種晶體微粒間的作用力是解題的關(guān)鍵?。11．金屬鍵的實(shí)質(zhì)是()A．自由電子與金屬陽離子之間的相互作用B．金屬原子與金屬原子間的相互作用C．金屬陽離子與陰離子的吸引力D．自由電子與金屬原子之間的相互作用答案：A解析：解答：金屬晶體由金屬陽離子與自由電子構(gòu)成，微粒間的作用力，稱金屬鍵。分析：本題考查金屬鍵的概念，熟練掌握金屬鍵的形成是解題的關(guān)鍵?。12．下列說法錯(cuò)誤的是()A．在金屬晶體中有陽離子無陰離子B．金屬晶體通常具有良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性C．金屬晶體中存在共價(jià)鍵D．分子晶體的熔、沸點(diǎn)與化學(xué)鍵無關(guān)答案：C解析：解答：C中金屬晶體中只含金屬鍵。D中分子晶體的熔、沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)。分析：熟練掌握各種晶體中微粒間的作用力是解題的關(guān)鍵?。13．關(guān)于晶體的下列說法正確的是()A．在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子B．在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子C．原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高D．分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低答案：A解析：解答：晶體中只要含有陰離子則一定含有陽離子，但是，含陽離子的晶體不一定含有陰離子，如金屬晶體。晶體的熔點(diǎn)不直接與晶體類型有關(guān)，因?yàn)榻饘倬w熔點(diǎn)差別很大，高的比原子晶體高，低的比分子晶體低。分析：本題考查晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系，金屬晶體的組成等。14．下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是()A．金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強(qiáng)作用，金屬鍵無方向性和飽和性B．共價(jià)鍵是原子之間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，共價(jià)鍵有方向性和飽和性C．范德華力是分子間存在的一種作用力，分子的極性越大，范德華力越大D．氫鍵不是化學(xué)鍵而是分子間的一種作用力，所以氫鍵只存在于分子與分子之間答案：D解析：解答：氫鍵是一種分子間作用力，比范德華力強(qiáng)，但是比化學(xué)鍵要弱。氫鍵既可以存在于分子間(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子內(nèi)，如分析：本題考查化學(xué)鍵的作用力以及分子間作用力和氫鍵等，熟練掌握不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別是解題的關(guān)鍵?。15．鋁硅合金(含硅13．5%)在凝固時(shí)收縮率很小，因而這種合金適合于鑄造?，F(xiàn)有下列三種晶體：①鋁②硅③鋁硅合金，它們的熔點(diǎn)從低到高的順序是()A．①②③ B．②①③C．③②① D．③①②答案：D解析：解答：三種晶體中，一般合金的熔點(diǎn)低于組分的金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)，而鋁與硅相比，硅屬于原子晶體具有較高的熔點(diǎn)，故答案為D。分析：本題考查晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系，熟練掌握比較熔沸點(diǎn)的比較方法是解題的關(guān)鍵?。16．在金屬晶體中，如果金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，自由電子與金屬陽離子間的作用力越大，金屬的熔、沸點(diǎn)越高。由此判斷下列各組金屬熔、沸點(diǎn)高低順序，其中正確的是()A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al答案：C解析：解答：電荷數(shù)Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋，金屬陽離子半徑：r(Ba2＋)>r(Ca2＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)>r(Li＋)，則C正確；B中Li>Na，D中Al>Mg>Ba。分析：本題考查金屬晶體熔沸點(diǎn)的比較，熟練掌握比較金屬性晶體熔沸點(diǎn)的規(guī)律是解題的關(guān)鍵?。17．有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關(guān)說法正確的是()A．①為簡單立方堆積，②為六方最密堆積，③為體心立方堆積，④為面心立方最密堆積B．每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為：①1個(gè)，②2個(gè)，③2個(gè)，④4個(gè)C．晶胞中原子的配位數(shù)分別為：①6，②8，③8，④12D．空間利用率的大小關(guān)系為：①<②<③<④答案：B解析：解答：①為簡單立方堆積，②為體心立方堆積，③為六方最密堆積，④為面心立方最密堆積，②與③判斷有誤，A項(xiàng)錯(cuò)誤；每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為：①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B項(xiàng)正確；晶胞③中原子的配位數(shù)應(yīng)為12，其他判斷正確，C項(xiàng)不正確；四種晶體的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%，所以D項(xiàng)不正確，應(yīng)為④＝③>②>①。分析：本題考查了金屬晶體的堆積方式。準(zhǔn)確理解并記憶金屬晶體的四種常見堆積方式是解答本題的關(guān)鍵。18．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(jià)電子數(shù)較少B．金屬晶體中存在自由移動(dòng)的電子C．金屬晶體的原子半徑較大D．金屬鍵不具有方向性和飽和性答案：D解析：解答：金屬晶體中微粒之間的作用力是金屬鍵，金屬鍵不具有方向性和飽和性，所以金屬原子能以最緊密的方式堆積，故原子的配位數(shù)高，這樣能充分利用空間。分析：本題考查金屬鍵的性質(zhì)以及金屬晶體的堆積方式。19．下列關(guān)于金屬晶體的敘述中，正確的是()A．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越強(qiáng)B．常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在C．金屬晶體堆積密度大，能充分利用空間的原因是金屬鍵沒有飽和性和方向性D．金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在外力作用下會(huì)發(fā)生斷裂，故金屬無延展性答案：C解析：解答：溫度高，金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)自由電子的移動(dòng)造成阻礙，導(dǎo)電性減弱，A項(xiàng)錯(cuò)；常溫下，Hg為液態(tài)，不屬于晶體形態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)；金屬鍵無方向性和飽和性，在外力作用下，一般不會(huì)斷裂，即金屬具有延展性，D項(xiàng)錯(cuò)；正是因?yàn)榻饘冁I無方向性和飽和性，所以金屬晶體中的金屬原子一般采用最密堆積，盡量充分利用空間。分析：本題考查金屬晶體的性質(zhì)和金屬鍵的性質(zhì)，熟練掌握金屬鍵對(duì)金屬晶體的性質(zhì)的決定作用是解題的關(guān)鍵?。20．下列敘述不正確的是()A．金屬鍵無方向性和飽和性，原子配位數(shù)較高B．晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定C．因?yàn)楣矁r(jià)鍵有飽和性和方向性，所以原子晶體不遵循“緊密堆積”原理D．金屬銅和鎂均以ABAB……方式堆積答案：D解析：解答：晶體一般盡量采取緊密堆積方式，但原子晶體中共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，所以不遵循這一原理；Mg以ABAB……方式堆積，但Cu以ABCABC……方式堆積。分析：本題考查金屬晶體的堆積形式與金屬鍵的關(guān)系。二、非選擇題21．判斷下列晶體類型。(1)SiI4：熔點(diǎn)120．5℃，沸點(diǎn)287．4℃，易水解：________。答案：分子晶體(2)硼：熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)2550℃，硬度大：________。答案：原子晶體(3)硒：熔點(diǎn)217℃，沸點(diǎn)685℃，溶于氯仿：________。答案：分子晶體(4)銻：熔點(diǎn)630．74℃，沸點(diǎn)1750℃，導(dǎo)電：________。答案：金屬晶體解析：解答：(1)SiI4熔點(diǎn)低，沸點(diǎn)低，是分子晶體。(2)硼熔、沸點(diǎn)高，硬度大，是典型的原子晶體。(3)硒熔、沸點(diǎn)低，易溶于CHCl3，屬于分子晶體。(4)銻熔點(diǎn)較高，沸點(diǎn)較高，固態(tài)能導(dǎo)電，是金屬晶體。分析：本題考查根據(jù)晶體的性質(zhì)判斷晶體的類型，熟練掌握晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系是解題的關(guān)鍵?。22．(1)鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表，由荷蘭菲利浦實(shí)驗(yàn)室首先研制出來。它的最大優(yōu)點(diǎn)是容易活化，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。它的化學(xué)式為________。答案：LaNi5(2)鎂系合金是最早問世的合金之一，經(jīng)X-射線衍射實(shí)驗(yàn)分析得鎂銅合金為面心立方結(jié)構(gòu)，鎂鎳合金為六方最密堆積。鎂系合金的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，缺點(diǎn)是要加熱到250℃以上時(shí)才釋放出氫氣。下列有關(guān)說法不正確的是()A．金屬銅的晶胞結(jié)構(gòu)為B．已知鈦和鎂的堆積方式相同，均為六方最密堆積，則其堆積方式為C．鎂銅合金晶體的原子空間利用率為74%D．鎂鎳合金晶體的配位數(shù)為12答案：A(3)《X-射線金相學(xué)》中記載關(guān)于銅與金可形成兩種有序的金屬互化物，其結(jié)構(gòu)如圖。下列有關(guān)說法正確的是()A．圖Ⅰ、Ⅱ中物質(zhì)的化學(xué)式相同B．圖Ⅱ中物質(zhì)的化學(xué)式為CuAu3C．圖Ⅱ中與每個(gè)銅原子緊鄰的銅原子有3個(gè)D．設(shè)圖Ⅰ中晶胞的邊長為acm，則圖Ⅰ中合金的密度為g·cm－3答案：B解析：解答：(1)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，面心上的原子為2個(gè)晶胞所共有，頂點(diǎn)上的原子為6個(gè)晶胞所共有，棱上的原子為3個(gè)晶胞所共有，內(nèi)部的原子為整個(gè)晶胞所共有，所以晶胞中La原子有3個(gè)，Ni原子有15個(gè)，則鑭系合金的化學(xué)式為LaNi5。(2)銅是面心立方堆積結(jié)構(gòu)(如圖所示)，而A項(xiàng)中的圖為六方最密堆積結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)不正確；鈦和鎂晶體是按“ABAB…”的方式堆積，B項(xiàng)正確；面心立方最密堆積和六方最密堆積的配位數(shù)均為12，空間利用率均為74%，C、D項(xiàng)正確。故答案為A。(3)圖Ⅰ中，銅原子數(shù)為8×＋2×＝2，金原子數(shù)為4×＝2，故化學(xué)式為CuAu。圖Ⅱ中，銅原子數(shù)為8×＝1，金原子數(shù)為6×＝3，故化學(xué)式為CuAu3。圖Ⅱ中，銅原子位于立方體的頂點(diǎn)，故緊鄰的銅原子有6個(gè)。圖Ⅰ中，銅原子、金原子各為2個(gè)，晶胞的體積為a3cm3，密度ρ＝m/V＝×(64＋197)÷a3g·cm－3＝g·cm－3。分析：本題考查晶胞的計(jì)算、金屬晶體的基本堆積模型，熟練掌握金屬晶體的密堆積形式是解題的關(guān)鍵?。23．如下圖所示為金屬原子的四種基本堆積模型，請(qǐng)回答以下問題：(1)以下原子堆積方式中，空間利用率最低的是________(在圖中選擇，填字母)，由非密置層互相錯(cuò)位堆積而成的是________。答案：A|B(2)金屬銅的晶胞模型是________，每個(gè)晶胞含有______個(gè)Cu原子，每個(gè)Cu原子周圍有________個(gè)緊鄰的Cu原子。答案：C|4|12解析：解答：A為簡單立方堆積，為非密置型，空間利用率最低。金屬銅采取面心立方最密堆積，每個(gè)晶胞內(nèi)含有的銅原子個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4。取頂角上的一個(gè)銅原子考察，離它最近的銅原子共有12個(gè)。分析：熟練掌握均攤法計(jì)算晶體的組成是解題的關(guān)鍵?。24．銅是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請(qǐng)回答以下問題：(1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。答案：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)CuSO4粉末常用來檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分，其原因是________。答案：白色無水硫酸銅可與水結(jié)合生成藍(lán)色的CuSO4·5H2O(3)SOeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型是________，其中S原子的雜化軌道類型是________。答案：正四面體|sp3(4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子價(jià)層電子的排布式為________；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子的數(shù)量之比為________；該晶體