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)單元測試【全國一等獎(jiǎng)】

第三節(jié)金屬晶體課時(shí)訓(xùn)練15金屬晶體基礎(chǔ)夯實(shí)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(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶鲎饔孟庐a(chǎn)生自由電子D.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇栯x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(cuò);金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,B對(duì);金屬導(dǎo)電是因?yàn)樽杂呻娮釉谕饧与妶鲎饔孟掳l(fā)生定向移動(dòng),C錯(cuò);金屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻娮幽軌蛭詹⒎懦隹梢姽?D錯(cuò)。答案:B2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出:金屬鍵越強(qiáng),其金屬的硬度越大,熔、沸點(diǎn)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(qiáng),由此判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A.硬度:Mg>Al B.熔點(diǎn):Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔點(diǎn):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(jià)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(xiàng)錯(cuò)誤;鎂、鈣原子的價(jià)電子數(shù)相同,但離子半徑:Ca2+>Mg2+,金屬鍵:Mg>Ca,鎂的熔、沸點(diǎn)高于鈣的,所以B項(xiàng)正確;用以上比較方法推出,價(jià)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(xiàng)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(diǎn)高于鉀的,所以D項(xiàng)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(diǎn)低B.固體或熔融后易導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1000℃左右C.由共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)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(xiàng)為分子晶體的性質(zhì);B項(xiàng),固體能導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1000℃左右,應(yīng)該為金屬晶體的性質(zhì);C項(xiàng)應(yīng)該為原子晶體的性質(zhì);D項(xiàng)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(qiáng)的是() 解析:影響金屬鍵強(qiáng)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(qiáng),金屬陽離子與自由電子間的作用就強(qiáng)。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(qiáng),其中鋁的金屬鍵最強(qiáng),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(qiáng)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(diǎn)最低的是,既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的是,單質(zhì)的還原性最強(qiáng)的是。

(導(dǎo)學(xué)號(hào)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(yīng)又能與堿反應(yīng)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(jià)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(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(gè)頂點(diǎn)和1個(gè)體心,晶胞內(nèi)含有的原子個(gè)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(diǎn)高于鋁的C.右圖為銅的晶胞結(jié)構(gòu),則每個(gè)晶胞中平均有4個(gè)銅原子,銅原子的配位數(shù)為6D.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是因?yàn)樵诮饘倬w中共享了金屬原子的價(jià)電子,形成了“電子氣”,在外電場的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流,所以金屬易導(dǎo)電解析:金屬晶體中含有金屬陽離子和自由電子,A項(xiàng)錯(cuò);鋁的金屬鍵強(qiáng)于鎂的,故鋁的熔點(diǎn)要高于鎂的,B項(xiàng)錯(cuò);銅晶胞中平均含有4個(gè)銅原子,銅原子的配位數(shù)為12,C項(xiàng)錯(cuò)。答案:D10.右圖為金屬銅的晶胞,請完成以下各題。(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700121)(1)該晶胞“實(shí)際”擁有的銅原子是個(gè)。

(2)該晶胞稱為(填序號(hào))。

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(duì)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(shí)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?yàn)榫w中存在()A.脫落價(jià)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(jià)電子的金屬離子與脫落的價(jià)電子間的相互作用D.金屬原子與價(jià)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(jià)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(shí)際上也就是靠脫落下來的價(jià)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(dǎo)電性②具有良好的導(dǎo)熱性③具有延展性④都具有較高的熔點(diǎn)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(diǎn)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(xué)變化中失去的電子數(shù)越多,其還原性越強(qiáng)D.金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動(dòng)解析:金屬原子中只有價(jià)電子才是自由電子,A項(xiàng)錯(cuò);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(xiàng)錯(cuò);金屬能導(dǎo)電是因?yàn)殡娮釉谕怆妶鲎饔孟履芏ㄏ蛞苿?dòng),D項(xiàng)錯(cuò)。答案:B4.下列對(duì)各組物質(zhì)性質(zhì)的比較中,正確的是()A.熔點(diǎn):Li<Na<KB.導(dǎo)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(diǎn)越低,這是因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)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(xiàng)錯(cuò)誤;Na、Mg、Al是同周期的金屬單質(zhì),密度逐漸增大,故C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤;常用的金屬導(dǎo)體中,導(dǎo)電性最好的是銀,其次是銅,再次是鋁、鐵,所以B選項(xiàng)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(dǎo)電性C.導(dǎo)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(dǎo)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(gè)晶胞中含4個(gè)原子D.每個(gè)晶胞中含17個(gè)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(gè)頂點(diǎn)和1個(gè)內(nèi)部原子,晶胞中絕對(duì)占有2個(gè)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(gè)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(jì)算方法,用均攤法計(jì)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(duì)于金屬導(dǎo)電性隨溫度變化的解釋,正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700122)A.溫度升高,自由電子的動(dòng)能變大,以致金屬導(dǎo)電性增強(qiáng)B.溫度升高,陽離子的動(dòng)能變大,阻礙電子的運(yùn)動(dòng),以致金屬導(dǎo)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(dǎo)電性減弱D.溫度升高,陽離子的動(dòng)能變大,自由電子與陽離子的吸引力變小,以致導(dǎo)電性增強(qiáng)解析:溫度升高時(shí),由于陽離子吸收大量的能量,動(dòng)能變大,阻礙電子的運(yùn)動(dòng),故溫度越高,導(dǎo)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(qiáng)烈相互作用,所以實(shí)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(qiáng)烈的相互作用,所以與共價(jià)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(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動(dòng)解析:金屬鍵無方向性和飽和性,B項(xiàng)錯(cuò)。答案:B10.鋁單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,原子