第三章 晶體結構與性質(zhì) 第三節(jié) 第1課時　金屬鍵　金屬晶體練習 【新教材】2020年秋人教版（2019）高中化學選擇性必修2

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時金屬鍵金屬晶體基礎過關練題組一金屬鍵1.金屬鍵是()A.金屬陽離子和自由電子之間的相互排斥B.陰、陽離子之間的相互作用C.金屬陽離子和自由電子之間的相互吸引D.金屬陽離子和自由電子之間的相互作用2.下列不能用電子氣理論解釋的是()A.導電性 B.導熱性 C.延展性 D.銹蝕性3.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4.(2020山東棗莊三中高二月考)金屬材料具有良好的延展性的原因是()A.金屬原子半徑都較大,價電子數(shù)較少B.金屬受外力作用變形時,金屬中各原子層會發(fā)生相對滑動C.金屬中大量自由電子受外力作用時,運動速率加快D.自由電子受外力作用時能迅速傳遞能量5.下列關于金屬鍵的敘述中,不正確的是(深度解析)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,其實質(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.自由電子在整個金屬內(nèi)部的三維空間中自由運動6.“神九”載人飛船上使用了鋰鎂合金和鋰鋁合金等合金材料,下列有關敘述不正確的是()A.飛船使用的合金材料,一般具有質(zhì)量輕、強度高的特點B.鋰鋁合金中鋁、鋰的金屬性不如鈉強C.鋰鎂合金和鋰鋁合金性質(zhì)相當穩(wěn)定,不會與酸發(fā)生化學反應D.鋰鎂合金是一種具有金屬特性的物質(zhì),易導熱、導電7.金屬不透明的原因是()A.自由電子能夠反射所有頻率的光B.自由電子能夠吸收所有頻率的光并很快放出C.金屬陽離子能夠反射所有頻率的光D.金屬陽離子能夠吸收所有頻率的光8.現(xiàn)有十種物質(zhì):①晶體硅;②冰;③鎂;④過氧化鉀;⑤干冰;⑥氯化鈉;⑦固態(tài)氮;⑧鋁;⑨碘;⑩二氧化硅。其中,直接由原子構成的物質(zhì)有(填序號,下同);直接由分子構成的物質(zhì)有;屬于金屬晶體的物質(zhì)有;屬于分子晶體的物質(zhì)有。

題組二金屬晶體的通性9.某新型“防盜玻璃”為多層結構,每層中間嵌有極細的金屬線,當玻璃被擊碎時,與金屬線相連的警報系統(tǒng)就會立即報警?！胺辣I玻璃”能報警是利用了金屬的()A.延展性 B.導電性C.彈性 D.導熱性10.下列有關金屬的說法中正確的是()A.常溫下都是晶體B.最外層電子數(shù)少于3個的原子形成的單質(zhì)都是金屬單質(zhì)C.任何狀態(tài)下都有延展性D.金屬晶體能導電、傳熱11.根據(jù)下列晶體的相關性質(zhì),判斷可能屬于金屬晶體的是()選項晶體的相關性質(zhì)A由分子間作用力結合而成,熔點低B固態(tài)或熔融態(tài)時易導電,熔點在1000℃左右C由共價鍵結合成空間網(wǎng)狀結構,熔點高D固體不導電,但溶于水或熔融后能導電12.在金屬晶體中,金屬原子的價電子數(shù)越多,原子半徑越小,自由電子與金屬陽離子間的作用力就越大,金屬的熔、沸點就越高。由此判斷下列各組金屬的熔、沸點高低順序,其中正確的是()A.Mg>Al>Ca B.Al>Na>LiC.Al>Mg>Ca D.Mg>Ba>Al13.下列有關金屬的敘述中正確的是()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C.金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D.金屬晶體的熔點一定高于分子晶體的14.(2019江蘇鎮(zhèn)江高二聯(lián)考)下列敘述中正確的是()A.金屬受外力作用時常常發(fā)生形變而不易折斷是由于金屬原子之間有較強的作用B.通常情況下,金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流C.金屬是借助自由電子的運動,把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D.金屬的導電性隨溫度的升高而減弱15.下圖是金屬晶體內(nèi)部的電子氣理論示意圖。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C.金屬具有延展性是因為在外力的作用下,金屬中各原子層間會出現(xiàn)相對滑動,但自由電子可以起到潤滑劑的作用,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16.結合金屬晶體的結構和性質(zhì),回答下列問題:(1)根據(jù)下列敘述判斷,可能為金屬晶體的是。

A.由分子間作用力形成的晶體,熔點很低B.由共價鍵結合形成空間網(wǎng)狀結構的晶體,熔點很高C.固體有良好的導電性、導熱性和延展性(2)下列關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.金屬陽離子與自由電子之間的相互作用,在一定外力作用下,不因形變而消失C.鈣的熔、沸點高于鉀D.溫度越高,金屬的導電性越好題組三金屬晶體的結構17.下列有關金屬的說法不正確的是()A.金屬的導電性、導熱性、延展性都與自由電子有關B.簡單立方堆積的空間利用率最低C.鈉晶胞結構如圖,則鈉晶胞中每個鈉原子的配位數(shù)為6D.溫度升高,金屬的導電性將變?nèi)?8.(2019湖北武漢高二檢測)已知某金屬晶體的晶胞結構如圖所示,則在該晶胞中金屬原子的配位數(shù)為()A.6 B.8 C.10D.1219.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式,為六方最密堆積、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構,其晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為()A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶920.金屬鈉晶體為體心立方晶胞(如圖所示),實驗測得鈉的密度為ρg·cm-3。已知鈉的相對原子質(zhì)量為a,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r為()A.32aNAρcm B.C.34·32aNAρcm 21.(2020遼寧凌源二中高二網(wǎng)測)已知金屬鉀的晶胞如圖所示,下列有關敘述正確的是(深度解析)A.該晶胞屬于密置層的一種堆積方式B.該晶胞是六棱柱C.每個晶胞平均擁有9個K原子D.每個K原子周圍距離最近且相等的K原子有8個22.鎘晶胞如圖所示。已知:用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,晶體密度為dg·cm-3。在該晶胞中兩個鎘原子最近的核間距為cm(用含NA、d的代數(shù)式表示)。

能力提升練題組一金屬鍵與金屬晶體1.(2020山東廣饒一中高二月考,)金屬晶體的熔、沸點取決于()A.金屬鍵的強弱B.金屬元素的化合價C.金屬晶體中電子數(shù)的多少D.金屬陽離子的半徑大小2.(2019陜西西安月考,)下列敘述正確的是()A.任何晶體中,若含有陽離子,則一定含有陰離子B.金屬晶體的形成是因為晶體中存在金屬陽離子間的相互作用C.價電子數(shù)越多的金屬原子的金屬性越強D.含有金屬元素的離子不一定是陽離子3.()下列關于金屬鍵或金屬的性質(zhì)說法正確的是()①金屬的導電性是由金屬陽離子和自由電子的定向移動實現(xiàn)的②金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用③第三周期金屬元素Na、Mg、Al的沸點依次升高④金屬鍵沒有方向性和飽和性,金屬中的電子在整個三維空間運動,屬于整個金屬A.①② B.②③ C.③④ D.①④4.()下列有關化學鍵、氫鍵和范德華力的敘述中,不正確的是()A.金屬鍵是金屬陽離子與“自由電子”之間的較強作用,金屬鍵無方向性和飽和性B.共價鍵是相鄰原子之間通過共用電子形成的化學鍵,共價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.氫鍵不是化學鍵,而是一種分子間作用力,所以氫鍵只存在于分子與分子之間5.()要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體的熔、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數(shù)的多少及金屬陽離子半徑大小有關。由此判斷下列說法正確的是()A.金屬鎂的熔點高于金屬鋁B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸增大的C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣題組二金屬晶體及其相關計算6.(2020天津靜海一中高二月考,)(1)某復合型氧化物可用于制造航母中的熱敏傳感器,其晶胞結構如圖所示,其中A為晶胞的頂點,A可以是Ca、Sr、Ba或Pb。當B是V、Cr、Mn或Fe時,這種化合物具有良好的電學性能。下列說法正確的是(填字母)。

A.金屬Ca、Sr、Ba采用體心立方堆積B.用A、B、O表示的某復合型氧化物晶體的化學式為ABO3C.在制造Fe薄片時,金屬鍵完全斷裂D.V、Cr、Mn、Fe晶體中均存在金屬陽離子和陰離子(2)遼寧號航母飛行甲板等都是由鐵及其合金制造的。鐵有δ、γ、α三種同素異形體,其晶胞結構如圖所示。①γ-Fe晶胞中含有的鐵原子數(shù)為。

②δ-Fe、α-Fe兩種晶體中鐵原子的配位數(shù)之比為。

③若α-Fe晶胞的邊長為acm,γ-Fe晶胞的邊長為bcm,則兩種晶體的密度之比為。

7.()金屬鎢晶體中晶胞的結構如圖所示。它是一種體心立方結構。實際測得金屬鎢的密度為ρg·cm-3,鎢的相對原子質(zhì)量為M,假定鎢原子為等直徑的剛性球,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。請回答下列問題:(1)每一個晶胞分攤到個鎢原子。

(2)晶胞的邊長為cm。

(3)鎢的原子半徑為cm(只有體對角線上的各個球才是彼此接觸的)。

8.()鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度較高的儲氫材料之一,其晶胞結構如圖所示(黑球代表Fe,白球代表Mg),鐵鎂合金的化學式為;若該晶胞為正方體,棱長為acm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則鎂原子與鐵原子間的最短距離為cm,晶胞的密度為g?cm-3。

答案全解全析基礎過關練1.D2.D3.C4.B5.B6.C7.B9.B10.D11.B12.C13.B14.D15.C17.C18.D19.A20.C21.D1.D金屬晶體中存在金屬陽離子和自由電子之間的吸引作用,金屬陽離子之間的排斥作用、自由電子之間的排斥作用。綜上所述,A、B、C錯;D正確。2.D電子氣理論可以解釋金屬晶體的導電性、導熱性、延展性等物理性質(zhì),但不能解釋其化學性質(zhì),例如銹蝕性。3.C金屬晶體的形成是因為晶體中存在脫落了價電子的金屬離子與脫落的價電子間的相互作用,C項正確。4.B金屬原子價電子數(shù)較少,容易失去電子,不能說明有延展性,A錯誤;金屬受外力作用時,金屬原子層之間會發(fā)生相對滑動,但不會改變原來的排列方式,故金屬有良好的延展性,B正確;金屬的延展性與原子層的相對滑動有關,與電子的運動無關,C錯誤;自由電子傳遞能量與金屬延展性無關,可以影響金屬的導熱性,D錯誤。5.B金屬鍵與離子鍵的實質(zhì)都是電性作用,特征都是無方向性和飽和性;自由電子是由金屬原子提供的,并且在整個金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運動,被整個金屬的陽離子所共有,從這個角度看,金屬鍵與共價鍵有類似之處,但兩者又有明顯的不同,如金屬鍵無方向性和飽和性。故選B。歸納總結金屬晶體中的電子不專屬于某一個或幾個特定的金屬陽離子,而是均勻地分布在整塊晶體中,因此金屬晶體中存在所有金屬陽離子與所有自由電子之間的電性作用,這就是金屬鍵。金屬鍵沒有方向性和飽和性。6.CA項,航天材料要符合質(zhì)地輕、硬度大等基本要求。B項,根據(jù)堿金屬元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知Na的金屬性比Li強,根據(jù)金屬活動性順序可知Na的金屬性比鋁強。C項,鋰、鎂按一定比例熔合而得到鋰鎂合金,具有活潑金屬的性質(zhì),能與酸反應。D項,合金改變了金屬內(nèi)部結構,但仍具有金屬的導熱、導電等性質(zhì)。7.B由于固態(tài)金屬中有“自由電子”,當可見光照射到金屬表面上時,“自由電子”能夠吸收所有頻率的光并很快放出,使得金屬不透明。8.答案①③⑧⑩②⑤⑦⑨③⑧②⑤⑦⑨解析直接由原子構成的物質(zhì)包括:共價晶體、金屬晶體等。9.B新型“防盜玻璃”為多層結構,每層中間嵌有極細的金屬線,當玻璃被擊碎時,與金屬線相連的警報系統(tǒng)就會立即報警,利用的是金屬的導電性。10.DHg常溫下是液態(tài),不是晶體,A項錯誤;H、He最外層電子數(shù)都少于3個,但它們不是金屬元素,B項錯誤;金屬的延展性指的是能延伸成細絲、軋成薄片的性質(zhì),在液態(tài)時,金屬具有流動性,不具有延展性,C項錯誤;金屬晶體中存在自由電子,能夠導電、傳熱,D項正確。11.BA項,由分子間作用力結合而成的晶體屬于分子晶體,錯誤;B項,金屬晶體中有自由移動的電子,能導電,絕大多數(shù)金屬在常溫下為固體,熔點較高,所以固態(tài)或熔融態(tài)時易導電,熔點在1000℃左右的晶體可能屬于金屬晶體,正確;C項,相鄰原子之間通過共價鍵結合形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體屬于共價晶體,錯誤;D項,固體不導電,說明晶體中無自由移動的帶電微粒,則不可能為金屬晶體,錯誤。12.C原子半徑從大到小的順序是Ba>Ca>Na>Mg>Al>Li,其中Al價電子數(shù)最多,故C項正確。13.B金屬元素的原子只有還原性,但某些離子(如Fe2+)既有氧化性,又有還原性,A錯誤;金屬元素在化合物中一定顯正價,B正確;金屬元素在形成不同的化合物時,化合價可以相同,C錯誤;金屬晶體的熔、沸點差距較大,有些金屬晶體的熔、沸點很低,如Hg在常溫下是液體,D錯誤。14.D金屬受外力作用時常常發(fā)生形變而不易折斷是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動,但不會改變原來的排列方式,故A項不正確;金屬里的自由電子要在外加電場作用下才能發(fā)生定向移動產(chǎn)生電流,故B項不正確;金屬的導熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進行傳遞,故C項不正確。15.C金屬能導電是因為自由電子在外加電場作用下定向移動,A項錯誤;金屬能導熱是因為自由電子在熱的作用下與金屬原子碰撞,從而發(fā)生熱的傳導,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。16.答案(1)C(2)BC解析(1)通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體,A錯誤;通過共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體屬于共價晶體,B錯誤;導電性、導熱性、延展性是金屬晶體的通性,C正確。(2)常溫下,Hg為液態(tài),A錯誤;因為金屬鍵無方向性,故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失,B正確;鈣的金屬鍵強于鉀,故鈣的熔、沸點高于鉀,C正確;溫度升高,金屬的導電性減弱,D錯誤。17.C由鈉晶胞可知,鈉為體心立方堆積,每個鈉原子的配位數(shù)是8。18.D在該晶胞中,與每個頂角的原子距離相等且最近的原子共有12個,因此其配位數(shù)為12。19.A晶胞(a)中所含原子個數(shù)為12×16+2×12+3=6,晶胞(b)中所含原子個數(shù)為8×18+6×12=4,晶胞(c)中所含原子個數(shù)為20.C該晶胞中實際含兩個鈉原子,晶胞邊長為4r3,則ρ=221.D鉀晶胞屬于體心立方晶胞,是非密置層的兩種堆積方式中的一種,故A錯誤;該晶胞是立方體,不是六棱柱,故B錯誤;根據(jù)均攤法計算,每個晶胞含有的K原子數(shù)為18×8+1=2,故C錯誤;觀察晶胞中心的原子,每個K原子周圍距離最近且相等的K原子有8個,故D知識拓展金屬原子在二維空間(平面)的堆積方式(1)非密置層:非最緊密排列,配位數(shù)為4,如圖1所示。(2)密置層:最緊密排列,配位數(shù)為6,如圖2所示。22.答案32×解析該晶胞中位于體對角線的3個鎘原子相切,1個晶胞含2個鎘原子。設晶胞棱長為acm,d=2×112a3NA,a=3224dNA。設兩鎘原子最近的核間距為xcm,則能力提升練1.A2.D3.C4.D5.C1.A金屬晶體的熔、沸點與金屬鍵的強弱有關,金屬陽離子的半徑越小,所帶電荷數(shù)越多,金屬鍵越強,晶體的熔、沸點越高,故A正確,D錯誤;金屬元素的化合價與熔、沸點無關,故B錯誤;金屬晶體中電子數(shù)的多少會影響金屬的導熱性,與熔、沸點無關,故C錯誤。2.D金屬晶體中存在陽離子,但沒有陰離子,A錯誤;金屬晶體的形成是因為晶體中存在金屬陽離子與自由電子間的相互作用,B錯誤;價電子數(shù)多的金屬原子的金屬性不一定強,如Fe的價電子數(shù)比Na多,但Fe的金屬性沒有Na的強,C錯誤;含有金屬元素的離子不一定是陽離子,如AlO2-、MnO43.C金屬的導電性是因為在外加電場的作用下,自由電子發(fā)生定向移動,而金屬陽離子并沒有移動,因此①錯誤;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的相互作用,并非僅存在靜電吸引作用,因此②錯誤;一般情況下,金屬陽離子所帶電荷數(shù)越多,半徑越小,金屬鍵越強,金屬單質(zhì)的熔、沸點越高,硬度越大,Na+、Mg2+、Al3+三種離子的半徑依次減小、離子所帶電荷數(shù)依次增多,金屬鍵越來越強,因此③正確;金屬鍵沒有方向性和飽和性,所有電子在三維空間運動,屬于整個金屬,因此④正確。4.D氫鍵是一種分子間作用力,比范德華力強,但是比化學鍵弱。氫鍵既可以存在于分子間(如水、乙醇、液氨等),又可以存在于分子內(nèi)(如)。5.C影響金屬晶體熔、沸點的主要因素是金屬鍵。鎂離子比鋁離子的半徑大且鎂離子所帶的電荷數(shù)少,所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱,其熔、沸點和硬度都比金屬鋁小;堿金屬單質(zhì)從Li到Cs,金屬離子的半徑是逐漸增大的,金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同,金屬鍵逐漸減弱,熔、沸點和硬度都逐漸減小;鋁離子的半徑比鈉離子的小且鋁離子所帶電荷數(shù)比鈉離子的多,金屬鋁比金屬鈉的金屬鍵強,所以金屬鋁的硬度比金屬鈉大;鎂離子的半徑比鈣離子的小,鎂離子、鈣離子所帶電荷數(shù)相同,金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強,所以金屬鎂的硬度比金屬鈣大。6.答案(1)B(2)①4②4∶3③b3∶4a3解析(1)由晶胞結構可知,A位于晶胞的8個頂點,故金屬Ca、S