苏教高中化学选修三学练测精练：专题 第单元 金属键 金属晶体 含解析

专题3第一单元金属键金属晶体
时间：45分钟满分：100分
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．下列有关金属键的叙述错误的是()
A．金属键没有方向性
B．金属键是金属离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C．金属键中的电子属于整块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析：金属键是一种静电作用，故无方向性，A正确；金属键除了静电吸引外，还有金属离子之间的排斥以及自由电子之间的排斥作用，B错；整块金属中所有电子都在被阳离子吸引的情况，称之为“电子气”，C正确；D显然正确。

答案：B
2．金属键的形成是通过()
A．金属原子与自由电子之间的相互作用
B．金属离子与自由电子之间强烈的相互作用
C．自由电子之间的相互作用
D．金属离子之间的相互作用
解析：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，金属阳离子和自由电子(“电子气”)之间存在的强烈的相互作用称金属键，故选B。

答案：B
3．金属晶体的堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是() A．金属原子的价电子数少
B．金属晶体中有自由电子
C．金属原子的原子半径大
D．金属键没有饱和性和方向性
解析：由于金属键没有方向性、饱和性，金属离子可以从各个方向吸引自由
电子，使它们尽可能地相互接近，从而占有最小的空间。

故选D 。

答案：D
4．金属银的晶胞是一个“面心立方体”(注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子)。

则金属银平均每个晶胞中含有的金属原子数是( )
A ．5个
B ．4个
C ．3个
D ．2个
解析：用“均摊法”，金属银平均每个晶胞中含有的金属原子数为8×18＋
6×12＝4个，故选B 。

答案：B
5．下列性质中，适合于某种金属晶体的是( )
A ．熔点为1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B ．能溶于CS 2，熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃
C ．熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm －3
D ．熔点为10.31 ℃，液态不导电，其水溶液导电
解析：金属钠符合C 项要求，熔点高的金属一般不溶于水，A 错；金属不溶于CS 2，B 错；金属均是电的良导体，D 错。

答案：C
6．下列有关金属晶体的说法中，正确的是( )
A ．简单立方堆积的晶胞中原子配位数是8
B ．晶胞中配位数为12的金属，一定是面心立方最密堆积
C ．Zn 的晶胞类型与铜相同
D ．Zn 的晶胞中空间利用率为74%
解析：金属晶体有四种堆积方式，分别是简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方堆积，这四种堆积中配位数分别是6、8、12、12，简单立方堆积的晶胞图为，其配位数是6，A 错误；六方最密堆积配位数也为12，所以晶胞中配位数为12的金属，不一定是面心立方最密堆积，B 错误； Zn 为六
方最密堆积，铜为面心立方堆积，所以Zn的晶胞类型与铜不相同，C错误；Zn 为六方最密堆积，空间利用率为74%，D正确。

故选D。

答案：D
7．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是()
A．①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
解析：②为体心立方堆积，属于钾、钠和铁型，③是六方最密堆积，属于镁、
锌、钛型，A错误；利用均摊法计算原子个数，①中原子个数为8×1
8
＝1个，②
中原子个数为8×1
8＋1＝2个，③中原子个数为4×1
12
＋4×1
6
＋1＝2个，④中原
子个数为8×1
8＋6×1
2
＝4个，B正确；③为六方最密堆积，此结构为六方晶胞的
1
3
，配位数为12，C错误；③④的空间利用率最高，都是74%，①中简单立方堆积空间利用率最小为52%，②中体心立方堆积空间利用率为68%，所以空间利用率大小顺序为①＜②＜③＝④，D错误。

故选B。

答案：B
8．物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键。

金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般来说金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是()
A．钠的硬度大于铝
B．镁的熔沸点高于钙
C．镁的硬度大于钾
D．钙的熔沸点高于钾
解析：钠原子比铝原子半径大，且价电子数少，故金属钠比金属铝的金属键弱，钠的硬度小于铝，A错；同理可知镁的硬度大于钾，C正确；镁原子比钙原子半径小，价电子数相同，故金属镁比金属钙的金属键强，镁的熔沸点高于钙，B正确；同理钙原子半径小，且价电子数多，故钙比钾的金属键强，熔沸点高，D正确。

答案：A
9．2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。

如图示意的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内，则该化合物的化学式可表示为()
A．MgB B．MgB2
C．Mg2B D．Mg3B2
解析：该化合物的晶体结构单元平均拥有6个硼原子，正六棱柱每个顶点被6个正六棱柱共用，上下底面中的镁原子被2个正六棱柱共用，故每个晶体结构
单元拥有Mg原子个数为：12×1
6＋2×1
2
＝3，则Mg与B原子的个数比为3∶6
＝1∶2，B正确。

答案：B
10．金属钠晶体为体心立方晶胞(如图)，实验测得钠的密度为ρ(g·cm－3)。

已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为N A(mol－1)，假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。

则钠原子的半径r(cm)为()
A.32a
N Aρ
B.2·
32a
N Aρ
C.
3
4·
32a
N Aρ D.
1
2·
32a
N Aρ
解析：根据题给信息，一个钠晶体的晶胞中有2个钠原子金属钠晶体为体
心立方晶胞，每个晶胞平均拥有钠
⎭
⎪
⎫
原子个数为：8×1
8
＋1＝2。

钠原子半径为
r(cm)，则晶胞的体对角线为4r(cm)，那么晶胞的体积为
⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
4r
3
3cm3，根据密度＝
质量
体积
，得ρ＝
2a
N A
⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
4r
3
3
，即r＝3
4·
32a
N Aρ。

答案：C
11．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示，下列有关说法不正确的是()
A．δ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B．γ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个
C．α­Fe晶胞边长若为a cm，γ­Fe晶胞边长若为b cm，则α­Fe和γ­Fe两种晶体的密度比为b3∶a3
D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体结构不相同，但化学性质几乎相同
解析：由题图知，δ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个，A正确；γ­Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个，B正
确；一个α­Fe晶胞占有1个铁原子，一个γ­Fe晶胞占有4个铁原子，故两者密
度之比为1×56
N A×a3∶
4×56
N A×b3
＝b3∶4a3，C错；晶体加热后急速冷却和缓慢冷却，得
到的晶体类型是不同的，但化学性质几乎相同，D正确。

答案：C
二、非选择题(共45分)
12．(13分)从下图中选择：
(1)金属钠的晶胞模型是________，每个Na原子周围有________个紧邻的Na原子。

(2)金属铜的晶胞模型是________，每个Cu原子周围有________个紧邻的Cu原子。

(3)金属导电靠______________，电解质溶液导电靠______________。

(4)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是______________。

A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、导热性和延展性
(5)已知下列金属晶体：Po、K、Mg、Au，其堆积方式为：
①简单立方堆积的是________；
②体心立方堆积的是________；
③六方堆积的是________；
④面心立方堆积的是________。

解析：(1)金属钠的堆积方式为体心立方堆积，每个晶胞中含有2个钠原子，其配位数为8，每个钠原子周围有8个紧邻的钠原子。

(2)金属铜的堆积方式为面心立方堆积，每个晶胞含有4个铜原子，配位数为12，每个铜原子周围有12个紧邻的铜原子。

(3)金属导电靠的是金属晶体中含有的自由电子，电解质溶液导电靠的是电解质在溶液中电离出来的自由移动的离子。

(4)金属晶体是由金属键形成的，由分子间作用力形成的晶体是分子晶体，A 错误；由共价键结合形成网状晶体，熔点很高，对应的是原子晶体不是金属晶体，B错误；金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性，C正确。

(5)金属晶体有四种堆积方式：分别是简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积，简单立方堆积代表是Po，体心立方堆积代表是K、Fe和Na，六方最密堆积代表是Mg、Zn和Ti，面心立方最密堆积代表是Cu、Ag和Au。

根据上述分析可知，①简单立方堆积的是Po；②体心立方堆积的是K；
③六方堆积的是Mg；④面心立方堆积的是Au。

答案：(1) B8(2)D12(3)自由电子自由移动的离子(4)C(5)①Po ②K③Mg④Au
13．(10分)在元素周期表中，元素的金属性与非金属性及其强弱比较与周期
序数(n)和主族序数(A)有如下经验公式：K＝A
n。

则：(请选编号填空)
(1)当n一定时，K值越大，则元素的________性越强。

(2)当A一定时，K值越小，则元素的________性越强。

(3)当K＝0，则该元素系为________元素。

当K＝1，则该元素系为________元素。

当K＜1，则该元素系为________元素。

A．两性B．金属
C．非金属D．稀有气体
解析：(1)当n一定时，即指同一周期元素，则主族序数越大，元素的非金属性越强。

(2)当A一定时，即指同主族元素，则越往下(K值越小)，元素的金属性越强。

(3)K＝0，即指0族元素；K＝1，指周期序数与主族序数相同，符合该条件
的元素有：Be、Al、Ge、Sb等，大多数具有两性的特征；K＜1，即指主族序数小于周期序数，在周期表中位于分界线的下方，为金属元素。

答案：(1)C(2)B(3)D A B
14．(10分)(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。

(2)如图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

②该晶胞称为________(填序号)。

A．六方晶胞B．体心立方晶胞
C．面心立方晶胞D．简单立方晶胞
③此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 g·mol－1，金属铜的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。

解析：(1)由图中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子个数之比分别为1∶2、1∶3，求出化学式分别为AX2、AX3。

(2)①用“均摊法”求解，8×1
8
＋6×1
2
＝4。

②该晶胞为面心立方晶胞。

③64 g·mol－1
N A×4＝ρ g·cm
－3×a3 cm3，N A＝256
ρa3mol
－1。

答案：(1)b
(2)①4②C③256
ρa3mol－
1
15．(12分)金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、
面心立方堆积和六方堆积。

(1)写出基态Cu 原子的核外电子排布式____________；金属铜采用下列________________(填字母代号)堆积方式。

(2)铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

则一个晶胞中Al 原子的数目为________。

(3)洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。

则在图示状况下，铁颗粒表面上N/Fe 原子数比值的最大值为________。

解析：(1)铜为面心立方晶胞。

(2)从图丙可以看出金属铝为面心立方堆积，则一个晶胞中Al 原子个数为8×18＋6×12＝4。

(3)小黑球周围有四个灰球，而一个灰球旁边有两个黑球，故比值为12。

答案：(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1或[Ar]3d 104s 1 C
(2)4
(3)12。