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 公開(kāi)課獎(jiǎng)

（人教版選修3）第三章第三節(jié)《金屬晶體》過(guò)關(guān)訓(xùn)練試題（考試時(shí)間：40分鐘滿分：100分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題4分，共48分）1.下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是(B)A.金屬元素的原子只有還原性,離子只有氧化性B.金屬元素在化合物中一定顯正價(jià)C.金屬元素在不同化合物中的化合價(jià)均不同D.金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)總是高于分子晶體2．金屬的下列性質(zhì)中和金屬晶體的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的是(B)A．良好的導(dǎo)電性 B．反應(yīng)中易失電子C．良好的延展性 D．良好的導(dǎo)熱性3.下列有關(guān)金屬晶體判斷正確的是(D)A.簡(jiǎn)單立方、配位數(shù)6、空間利用率68%B.鉀型、配位數(shù)6、空間利用率68%C.鎂型、配位數(shù)8、空間利用率74%D.銅型、配位數(shù)12、空間利用率74%【解析】:簡(jiǎn)單立方空間利用率為52%,故A項(xiàng)錯(cuò);鉀型配位數(shù)為8,故B項(xiàng)錯(cuò);鎂型配位數(shù)為12,故C項(xiàng)錯(cuò)。4．按下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是(B)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．固體和熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，但溶于水后可能導(dǎo)電【解析】：A項(xiàng)中為分子晶體性質(zhì)，B項(xiàng)中固體能導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右，不是很高，應(yīng)為金屬晶體，C項(xiàng)中物質(zhì)為原子晶體，D項(xiàng)中物質(zhì)為分子晶體。5.下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是(D)①O2、I2、Hg②CO、Al、SiO2③Na、K、Rb④Na、Mg、AlA.①③ B.①④ C.②③ D.②④6．下列敘述正確的是(D)A．金屬受外力作用時(shí)常常發(fā)生變形而不易折斷，這是由于金屬原子之間有較強(qiáng)的作用B．通常情況下，金屬里的自由電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流C．金屬是借助自由電子的運(yùn)動(dòng)，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而減弱【解析】：金屬受外力作用時(shí)常常發(fā)生變形而不易折斷，這是因?yàn)榻饘倬w中各原子層會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，故A項(xiàng)不正確；金屬里的自由電子要在外電場(chǎng)作用下才能發(fā)生定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，故B項(xiàng)不正確；金屬的導(dǎo)熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進(jìn)行傳遞，故C項(xiàng)不正確。7.甲、乙、丙、丁均為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的單質(zhì)或化合物，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分產(chǎn)物已略去)，下列各組物質(zhì)中不能按圖示關(guān)系轉(zhuǎn)化的是(D)8.幾種晶體的晶胞如圖所示:所示晶胞從左到右分別表示的物質(zhì)正確的排序是(C)A.碘、鋅、鈉、金剛石B.金剛石、鋅、碘、鈉C.鈉、鋅、碘、金剛石D.鋅、鈉、碘、金剛石【解析】:第一種晶胞為體小立方堆積,鉀、鈉、鐵等金屬采用這種堆積方式;第二種晶胞為六方最密堆積,鎂、鋅、鈦等金屬采用這種堆積方式;組成第三種晶胞的粒子為雙原子分子,是碘;第四種晶胞的粒子結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu),為金剛石。9.關(guān)于右圖不正確的說(shuō)法是(D)A.此種最密堆積為面心立方最密堆積B.該種堆積方式稱為銅型C.該種堆積方式可用符號(hào)……ABCABC……表示D.該種堆積方式稱為鎂型【解析】:從圖示可看出,該堆積方式的第一層和第四層重合,所以這種堆積方式屬于銅型堆積,這種堆積方式可用符號(hào)“…ABCABC…”表示,屬面心立方最密堆積,而鎂屬于六方堆積,所以選項(xiàng)D不正確。10.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(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱。由此判斷下列說(shuō)法正確的是（D）A．金屬鎂的熔點(diǎn)高于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸升高的C．金屬鎂的硬度小于金屬鈣D．金屬鋁的硬度大于金屬鈉

【解析】A、鋁離子半徑小于鎂離子半徑，且電荷數(shù)多，因此金屬鋁中的金屬鍵強(qiáng)，熔點(diǎn)高于鎂的，A不正確；B、堿金屬?gòu)腖i到Cs離子半徑逐漸增大，因此金屬鍵逐漸減弱，所以堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸降低的，B不正確；C、鎂離子半徑小于鈣離子半徑，因此金屬鎂的硬度高于金屬鈣，C不正確；D、鋁離子半徑小于鈉離子半徑，金屬鍵強(qiáng)，因此金屬鋁的硬度大于金屬鈉，D正確，答案選D。11.下列說(shuō)法中正確的是(B)A.BF3和NF3的立體構(gòu)型都為平面三角形B.互為手性異構(gòu)體的分子的化學(xué)式相同C.熔點(diǎn):Na-K合金<氯化鈉<鈉?金剛石D.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】:NF3為三角錐形分子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;互為手性異構(gòu)體的分子,其化學(xué)式相同,只是立體結(jié)構(gòu)不同,B項(xiàng)正確;合金的熔點(diǎn)比成分金屬的低,鈉的熔點(diǎn)低于氯化鈉,故熔點(diǎn)順序?yàn)镹a-K合金<鈉<氯化鈉?金剛石,C項(xiàng)錯(cuò)誤;六方最密堆積和面心立方最密堆積的空間利用率均為74%,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如下圖所示，有關(guān)說(shuō)法正確的是(B)A．①為簡(jiǎn)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【解析】：①為簡(jiǎn)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)晶胞中含有的原子數(shù)分別為：①8×eq\f(1,8)＝1，②8×eq\f(1,8)＋1＝2，③8×eq\f(1,8)＋1＝2，④8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝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。二、填空題（共52分）13.（12分）C、Si、Ge、Sn是同族元素,該族元素單質(zhì)及其化合物在材料、醫(yī)藥等方面有重要應(yīng)用,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)Ge原子的核外電子排布式為。

(2)C、Si、Sn三種元素的單質(zhì)中,能夠形成金屬晶體的是。

(3)按要求指出下列氧化物的空間構(gòu)型、成鍵方式或性質(zhì)。①CO2分子的空間構(gòu)型及碳氧之間的成鍵方式;

②SiO2晶體的空間構(gòu)型及硅氧之間的成鍵方式。

【答案】:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)Sn(3)①直線形;共價(jià)鍵(σ鍵與π鍵)②Si—O通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu),四面體之間通過(guò)共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);共價(jià)鍵(σ鍵)【解析】:(1)Ge與碳同族且屬第四周期,因此其電子排布式可寫為1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)C、Si、Sn中Sn是金屬元素,故其單質(zhì)為金屬晶體。(3)①CO2分子為直線形,碳氧原子之間以共價(jià)鍵(σ鍵與π鍵)結(jié)合。②Si—O通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu),四面體之間又通過(guò)共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而構(gòu)成原子晶體,成鍵方式為共價(jià)鍵。14.（12分）結(jié)合金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，回答以下問(wèn)題：(1)已知下列金屬晶體：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au，其堆積方式為：①簡(jiǎn)單立方堆積的是_____________________________；②體心立方堆積的是_____________________________；③六方最密堆積的是_____________________________；④面心立方最密堆積的是_________________________。(2)根據(jù)下列敘述，判斷一定為金屬晶體的是________。A．由分子間作用力形成，熔點(diǎn)很低B．由共價(jià)鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀晶體，熔點(diǎn)很高C．固體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性(3)下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是________。A．常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B．金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失C．鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀D．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好【答案】：(1)①Po②Na、K、Fe③Mg、Zn④Cu、Au(2)C(3)BC【解析】：(1)簡(jiǎn)單立方堆積的空間利用率低，金屬Po采取這種方式。體心立方堆積是上層金屬原子填入下層金屬原子形成的凹穴中，這種堆積方式的空間利用率比簡(jiǎn)單立方堆積的高，多數(shù)金屬是這種堆積方式。六方最密堆積按ABAB……的方式堆積，面心立方最密堆積按ABCABC……的方式堆積，六方最密堆積常見(jiàn)金屬為Mg、Zn、Ti，面心立方最密堆積常見(jiàn)金屬為Cu、Ag、Au。(2)A項(xiàng)屬于分子晶體；B項(xiàng)屬于原子晶體；而C項(xiàng)是金屬的通性。(3)常溫下，Hg為液態(tài)，A錯(cuò)；因?yàn)榻饘冁I無(wú)方向性，故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失，B正確；鈣的金屬鍵強(qiáng)于鉀，故熔、沸點(diǎn)高于鉀，C正確；溫度升高，金屬的導(dǎo)電性減弱，D錯(cuò)。15.(15分)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。(1)圖甲中,1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為。

(2)圖乙中,1號(hào)C的雜化方式是,該C與相鄰C形成的鍵角(填“>”“<”或“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。

(3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有(填元素符號(hào))。

(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為,該材料的化學(xué)式為。

【答案】:(1)3(2)sp3<(3)O、H(4)12M3C60【解析】:(1)兩個(gè)成鍵原子間有且只有一個(gè)σ鍵,1號(hào)C與周圍3個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵。(2)圖乙中,1號(hào)C形成了4個(gè)σ鍵,雜化方式為sp3,形成四面體結(jié)構(gòu),1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角為109.5°;而甲中1號(hào)C形成平面三角形結(jié)構(gòu),1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角為120°,因此圖乙中的鍵角小。(3)氧化石墨烯中的氧原子與H2O中的氫原子,氧化石墨烯中的氫原子與H2O中的氧原子都可以形成氫鍵。(4)棱上有12個(gè)M原子,內(nèi)部有9個(gè),晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為12×+9=12,C60位于晶胞的頂點(diǎn)和面心上,其個(gè)數(shù)為8×+6×=4,化學(xué)式為M3C60。16．（13分）下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。(1)請(qǐng)寫出元素d的基態(tài)原子電子排布式______________________________。(2)b元素的氧化物中b與氧元素之間的共價(jià)鍵類型是________。其中b原子的雜化方式是________。(3)a單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。若已知a的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，a的相對(duì)原子質(zhì)量為Mr，則一個(gè)晶胞中a原子的數(shù)目為_(kāi)_______，該晶體的密度為_(kāi)_______(用字母表示)?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1(2)σ鍵或極性共價(jià)鍵sp3雜化(3)4eq\f(Mr,4\r(2)d3NA)【解析】(1)根據(jù)洪特規(guī)則的特例，d軌道半充滿時(shí)更穩(wěn)定，其Cr原子電子排布式是1s22s22p63s23p6