3-3-1-金屬鍵-金屬晶體(基礎(chǔ)過關(guān)A練)(解析版)

A練——基礎(chǔ)過關(guān)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)A練——基礎(chǔ)過關(guān)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體課時1金屬鍵金屬晶體（建議時間：25分鐘）1．下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法不正確的是A．金屬鍵不具有方向性和飽和性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(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子D．金屬受外力作用變形時，金屬陽離子與自由電子間仍保持較強烈作用，因而具有延展性【答案】C【解析】A．金屬鍵存在于金屬陽離子和“自由電子”之間的強的相互作用，不是存在于相鄰原子之間的作用力，而是屬于整塊金屬，沒有方向性和飽和性，A項正確；B．金屬鍵是存在于金屬陽離子和“自由電子”之間的強的相互作用，這些“自由電子”為所有陽離子所共用，其本質(zhì)也是電性作用，B項正確；C．金屬中存在金屬陽離子和“自由電子”，當(dāng)給金屬通電時，“自由電子”定向移動而導(dǎo)電，C項錯誤；D．金屬具有具有良好的延展性，受外力作用變形時，金屬陽離子與自由電子間仍保持較強烈作用，D項正確；答案選C。2．下列四種性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是()A．由分子間作用力結(jié)合而成，熔點低B．固態(tài)時或熔融后易導(dǎo)電，熔點在1000℃左右C．以共價鍵結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu)，熔點高D．固態(tài)時不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電【答案】B【解析】由分子間作用力結(jié)合而成，熔點低，為分子晶體的特點，A錯誤；固態(tài)或熔融后能導(dǎo)電，熔點在1000℃左右，可能為金屬晶體，B正確；以共價鍵結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu)，熔點高，是共價晶體的特點，C錯誤；固態(tài)時不導(dǎo)電，不符合金屬晶體的特征，D錯誤。3．金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬鍵解釋的是A．易傳熱 B．加工易變性但不碎C．易銹蝕 D．有特殊的金屬光澤【答案】C【解析】A．金屬晶體的導(dǎo)熱是由于晶體內(nèi)部，自由電子與金屬陽離子的碰撞，能用金屬晶體結(jié)構(gòu)，即能用金屬鍵理論解釋加以解釋，故A正確；B．金屬有延展性，加工易變形，發(fā)生形變時，自由電子仍然可以在金屬子離子之間流動，使金屬不會斷裂破碎，能用金屬晶體結(jié)構(gòu)，即能用金屬鍵理論解釋加以解釋，故B正確；C．金屬易銹蝕與金屬晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)、與化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易被空氣中的氧氣所氧化，故金屬易銹蝕不能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋，故C錯誤；D．自由電子很容易被激發(fā)，所以它們可以吸收許多光并發(fā)射各種可見光，所以大部分金屬為銀白色，能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋，即能用金屬鍵理論解釋加以解釋，故D正確；故選C。4．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是()A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸增大的C．金屬鎂的熔點大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣【答案】C【解析】鎂離子比鋁離子的半徑大且所帶的電荷少，所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，熔、沸點和硬度都小；從Li到Cs，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點和硬度都逐漸減??；因鎂離子的半徑比鈉離子的小且所帶電荷多，使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點和硬度都大；因鎂離子的半徑比鈣離子的小而所帶電荷相同，使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點和硬度都大。5．下列關(guān)于晶體的說法正確的是()A．晶體中只要有陽離子，就一定有陰離子B．晶體中只要有陰離子，就一定有陽離子C．有金屬光澤的晶體，一定是金屬晶體D．根據(jù)晶體能否導(dǎo)電，可以判斷晶體是否屬于金屬晶體【答案】B【解析】金屬晶體中，有金屬陽離子而沒有陰離子；根據(jù)電荷守恒，晶體中只要有陰離子，就一定有陽離子；有金屬光澤的晶體不一定是金屬晶體，如晶體碘、晶體硅；能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如石墨晶體。6．銀是導(dǎo)電性最好的金屬材料，銀能導(dǎo)電的原因是（）A．金屬銀晶體中銀離子與自由電子間的相互作用力較大B．銀晶體中的自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動C．銀晶體中的銀離子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動D．銀晶體在外加電場作用下可失去電子【答案】B【詳解】組成金屬晶體的微粒為金屬陽離子和自由電子，在外加電場作用下電子可發(fā)生定向移動，故能導(dǎo)電，與金屬陽離子無關(guān)，故答案選B。7．下圖是金屬晶體內(nèi)部電子氣理論圖：電子氣理論可以用來解釋金屬的性質(zhì)，其中正確的是()A．金屬能導(dǎo)電是因為金屬陽離子在外加電場作用下定向移動B．金屬能導(dǎo)熱是因為自由電子在熱的作用下相互碰撞，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)C．金屬具有延展性是因為在外力的作用下，金屬陽離子各層間會出現(xiàn)相對滑動，但自由電子可以起到潤滑的作用，使金屬不會斷裂D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數(shù)目增多，所以合金的延展性比純金屬強，硬度比純金屬小【答案】C【解析】金屬能導(dǎo)電是因為自由電子在外加電場作用下定向移動，A項錯誤；金屬能導(dǎo)熱是因為自由電子在熱的作用下與金屬陽離子碰撞，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)，B項錯誤；合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，相當(dāng)于填補了金屬陽離子之間的空隙，所以一般情況下合金的延展性比純金屬弱，硬度比純金屬大，D項錯誤。8．仔細觀察下圖，這種堆積方式是：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【答案】C【解析】由圖可知，該晶胞中原子的堆積方式為ABABAB型，屬于六方最密堆積，故C正確；故選：C。9．下列敘述正確的是A．如圖所示為面心立方體銀的晶胞，其晶胞中有14個銀原子B．11號到18號元素位于元素周期表中同一周期，所以元素的電負(fù)性逐漸增大C．固態(tài)時能導(dǎo)電的晶體一定是金屬晶體D．在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)肯定不同【答案】D【解析】A．用均攤法計算可知，銀的晶胞中有8×+6×=4個銀原子，故A錯誤；B．11號到17號元素位于元素周期表中同一周期，同周期自左向右電負(fù)性逐漸增大，所以元素的電負(fù)性逐漸增大，但稀有氣體元素的電負(fù)性不滿足，故B錯誤；C．固態(tài)時能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，例如石墨能導(dǎo)電，但石墨不是金屬晶體，故C錯誤；D．在同一能級上運動的電子，其自旋狀態(tài)不同，故其運動狀態(tài)肯定不同，故D正確；故選D。10．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．晶胞中原子的配位數(shù)分別為①6，②8，③8，④12B．空間利用率的大小關(guān)系為①<②<③<④C．①為簡單立方堆積，②為鎂型，③為鉀型，④為銅型D．每個晶胞含有的原子數(shù)分別為①1個，②2個，③2個，④4個【答案】D【詳解】A．③為六方最密堆積，此結(jié)構(gòu)為六方最密堆積晶胞的，配位數(shù)為12，A不正確；B．①、②、③、④的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%，其大小關(guān)系為①<②<③=④，B不正確；C．②為體心立方堆積，屬于鉀、鈉和鐵型，③是六方最密堆積，屬于鎂、鋅、鈦型，C不正確；D．每個晶胞含有的原子數(shù)分別為①=1，②8×+1=2，③8×+1=2，④8×+=4，D正確；故選D。11．金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式，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A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9【答案】A【解析】由晶胞結(jié)構(gòu)可知，a中金屬原子的個數(shù)為12×+2×+3=6，b中金屬原子的個數(shù)為8×+6×=4，c中金屬原子的個數(shù)為8×+1=2，則三種晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為6:4:2=3:2:1，故選A。12．金晶體的晶胞如圖所示，設(shè)金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個面的對角線上，3個金原子彼此兩兩相切，M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯誤的是A．金晶體每個晶胞中含有4個金原子B．金屬鍵無方向性，金晶體屬于最密堆積C．晶體中金原子的配位數(shù)是12D．一個晶胞的體積是【答案】D【解析】A．金晶體每個晶胞中含有6+8=4個金原子，故A正確；B．金屬晶體中，金屬鍵無方向性，金晶體屬于最密堆積，故B正確；C．如圖：對于面心立方晶體，任取其中一個原子，以之位原點作x、y、z三個平面，構(gòu)成空間直角坐標(biāo)系。那么，在每一個平面中，都有四個配位原子在其左上、左下、右上、右下，三個平面共12個，故C正確；D．在立方體的各個面的對角線上3個金原子彼此兩兩相切，金原子的直徑為d，故面對角線長度為2d，棱長為×2d=d，故晶胞的體積為(d)3=2d3，故D錯誤；故選D。13．已知鉬(Mo)的晶胞如圖所示，鉬原子半徑為apm，相對原子質(zhì)量為M，以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。（1）鉬晶體的堆積方式為__。（2）鉬原子的配位數(shù)為__。（3）構(gòu)成鉬晶體的粒子是__。（4）金屬鉬的密度為__g·cm-3?！敬鸢浮棵嫘牧⒎阶蠲芏逊e12金屬離子、自由電子【詳解】（1）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，鉬晶體的堆積方式為面心立方最密堆積，答案為：面心立方最密堆積；（2）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個鉬原子的周圍有12個鉬原子，則鉬原子的配位數(shù)為12，答案為：12；（3）金屬晶體的成鍵粒子為金屬離子和自由電子，故構(gòu)成鉬晶體的粒子是金屬離子和自由電子，答案為：金屬離子、自由電子；（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，8個鉬原子位于頂點，6個鉬原子位于面上，利用均攤法，每個晶胞中鉬原子的個數(shù)為，則1mol晶胞質(zhì)量為：。鉬原子間緊密接觸，則可知晶胞中正方形的對角線為4apm，則正方形的邊長為，即晶胞的邊長為，故，根據(jù)。答案為：。【點睛】金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式（設(shè)棱長為a，原子半徑為r）：（1）面對角線長=（2）體對角線長=（3）體心立方堆積（4）面心立方堆積14.(1)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題:①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與NaCl的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm,則熔點:FeO________(填“<”或“>”)NiO。

②鐵有δ、γ、α三種同素異形體,各晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為________。

(2)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,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原子處于頂點位置,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)目之比為________;該晶體中,原子之間的相互作用是________。

【答案】(1)①<②4∶3(2)3∶1金屬鍵【解析】(1)①NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同,說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān),離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高。由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑,所以熔點是NiO>FeO。②δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別是8和6,所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比是4∶3。(2)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,則最外層電子數(shù)為1,則價電子排布式為5d106s1,在晶胞中Cu原子處于面心,N(Cu)=6×=3,Au原子處于頂點位置,N(Au)=8×=1,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)目之比為3∶1,為金屬晶體,原子間的作用力為金屬鍵。15．如圖所示為金屬原子的四種基本堆積(分別為：簡單立方堆積、六方最密堆積、面心立方最密堆積、體心立方堆積、)模型，請回答以下問題：(1)圖中原子堆積方式中，空間利用率最低的是____(在圖中選擇，填字母)，由非密置層互相錯位堆積而成的是_____。(2)金屬鈦的晶胞為B型，其堆積方式的名稱為_____。(3)某金屬R的晶胞為D型，已知R原子半徑為rcm，相對原子質(zhì)量為M，阿佛加得德羅常數(shù)為NA，則R金屬的密度____。(用含r、M、NA字母的式子表示)【答案】

A

D

六方最密堆積

【解析】(1)根據(jù)簡單立方堆積的空間利用率為52%，體心立方堆積是68%，六方最密堆積是74%，面心立方最密堆積74%分析空間利用率最低的是A；非密置層互相錯位形成的是體心立方堆積，因此是D，故答案為：A，D。(2)根據(jù)B的堆積模型可知，這是六方最密堆積。(3)金屬R晶體為體心立方晶胞，R原子在頂點和體心，R晶體中最小的一個立方體含有R原子為：個，R原子的半徑為rcm，則體對角線為4rcm，設(shè)棱長為x，則，體積為：，則R晶體的密度表達式是：，故答案為：。16．(1)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為___________；該晶體中原子之間的作用力是___________。(2)上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進入由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(如圖1)的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式應(yīng)為___________。(3)立方BP(磷化硼)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶胞中含B原子數(shù)目為___________。(4)鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為___________，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為___________。(5)奧氏體是碳溶