2019_2020学年高中化学第三章第三节金属晶体限时综合训练新人教版必修.docx

金属晶体一、选择题1下列说法正确的是()A金属的通性表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型B金属原子之间的相互作用即为金属键C电子很小，不可能是形成化学键的微粒D金属键的强弱与金属阳离子的半径无关答案A解析金属具有特殊的金属光泽、导电性、导热性及延展性等通性，多数金属具有较高的密度、硬度和熔点。这些共同性质表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型。金属阳离子与自由电子之间存在着较强的相互作用，这种相互作用称为金属键。金属晶体中金属阳离子半径越小，离子电荷数越多，其金属阳离子与自由电子间的作用力越强。2下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A金属晶体是一种“巨分子”B“电子气”为所有原子所共有C简单立方堆积的空间利用率最低D体心立方堆积的空间利用率最高答案D解析根据金属晶体的电子气理论，A、B选项都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，面心立方最密堆积和六方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。3下列有关物质结构的叙述正确的是()A有较强共价键存在的物质熔点一定很高B由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体C含有共价键的物质不一定是共价化合物D在离子化合物中不可能存在非极性共价键答案C解析物质的熔点不一定与共价键的强弱有关，A错；石墨是混合晶体，B错；离子化合物中可能含有极性或非极性共价键，C对，D错。4对如右图所示中某晶体的原子堆积模型进行分析，下列有关说法正确的是()A该种堆积方式为六方最密堆积B该种堆积方式为体心立方堆积C该种堆积方式为面心立方最密堆积D金属Mg就属于此种最密堆积方式答案C解析由图示知该堆积方式为面心立方最密堆积，A、B项错误，C项正确；Mg是六方最密堆积，D项错误。5已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为()A14、6 B14、8C4、8 D4、12答案D解析在Cu的晶胞中，顶点原子为8个晶胞共用，面上的铜原子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶胞的原子数为864。在Cu的晶胞中，与每个顶点的Cu原子距离相等的铜原子共有12个，因此其配位数为12。6如图是金属晶体的A1型密堆积形成的面心立方晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()A BC D答案B解析A1型密堆积形成的面心立方晶胞的对角线是垂直于密置层面的直线，所以要找处于同一层上的原子，必须找出垂直于体对角线的面。7铁有、三种晶体结构，以下依次是、三种晶体在不同温度下转化的图示。下列有关说法中不正确的是()AFe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个BFe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有12个C图中Fe晶胞边长若为a cm，Fe晶胞边长若为b cm，则两种晶体的密度比为b3a3D将Fe加热到1500 分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同答案D解析Fe晶体和Fe晶体的配位数分别为8、12，A、B正确；Fe晶胞中含Fe原子182个，Fe晶胞含Fe原子182个，故两种晶胞的质量相同，两种晶体的密度与它们的体积成反比，Fe晶体和Fe晶体的密度比为b3a3，C正确；将Fe加热到1500 急速冷却得Fe，缓慢冷却得Fe晶体，D不正确。8金属钠晶体为体心立方晶胞，实验测得钠的密度为(gcm3)。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA(mol1)，假定金属钠原子为等径的刚性小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 B C D 答案C解析该晶胞中实际含钠原子2个，晶胞边长为，则，进一步化简后可得答案。9镁系合金是最早问世的合金之一，经X射线衍射实验分析得镁铜合金为面心立方结构，镁镍合金为六方最密堆积。镁系合金的优点是价格较低，缺点是要加热到250 以上时才释放出氢气。下列有关说法不正确的是()A金属铜的晶胞结构为B已知钛和镁的堆积方式相同，均为六方最密堆积，则其堆积方式为C镁铜合金晶体的原子空间利用率为74%D镁镍合金晶体的配位数为12答案A解析铜是面心立方堆积结构(如图所示)，而A项中的图为六方最密堆积结构，A项不正确；钛和镁晶体是按“ABAB”的方式堆积，B项正确；面心立方最密堆积和六方最密堆积的配位数均为12，空间利用率均为74%，C、D项正确。二、非选择题10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、面心立方最密堆积和六方最密堆积，其晶胞分别如图甲、乙、丙所示：(1)甲、乙、丙三种晶胞中，空间利用率最高的为_。(2)下图为高温超导体领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构。该结构是具有代表性的最小重复单元。在该晶体中，每个钛原子周围与它最近且距离相等的钛原子共有_个，若将之连接，则呈_形状。该晶体结构中，氧、钛、钙的原子个数之比为_。答案(1)乙、丙(2)6正八面体311解析(1)甲、乙、丙三种晶胞的空间利用率分别为68%、74%、74%。(2)钛原子位于立方体的8个顶点上，与一个钛原子等距离的钛原子有6个，呈正八面体形状。该晶体结构中钙原子数为1，钛原子数为81，氧原子数为123，故氧、钛、钙的原子个数之比为311。11Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能(I)数据列于下表：回答下列问题：(1)Mn元素价电子层的电子排布式为_，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子难。对此，你的解释是_。(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是_。(3)某三氯化铁常温下为固体，熔点282 ，沸点315 ，在300 以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断该三氯化铁晶体为_晶体。(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_。答案(1)3d54s2由Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)(2)具有孤对电子(3)分子(4)21解析(4)在面心立方晶胞中，铁原子数为864个，体心立方晶胞中铁原子数为812个，所以个数比为21。12铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：(1)铜原子基态电子排布式为_。(2)用晶体的X射线衍射法可能测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为900 gcm3，则铜晶胞的体积是_cm3，晶胞的质量是_g，阿伏加德罗常数为_列式计算，已知Mr(Cu)636。(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为_。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为_。(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是_，反应的化学方程式为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)47010234231022NA mol16011023 mol1(3)sp3K2CuCl3(4)过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2形成的配离子，两者相互促进使反应进行CuH2O24NH3=Cu(NH3)2OH解析(1)Cu的基态电子排布式为1s22s22p63s23p6d104s1。(2)1 pm1010 cm，所以铜晶胞的体积为(3611010 cm)34701023 cm3；mV900 gcm34701023 cm34231022 g；铜晶胞为面心立方最密堆积，所以一个晶胞中Cu原子的数目为864，故NA mol16011023 mol1。(3)a位置上的Cl原子形成2个单键，并含有2对孤电子对，所以杂化轨道数为4，杂化轨道类型为sp3，一种