高二化学选修 金属晶体习题

课时跟踪检测（十一）金属晶体1．下列有关金属键的叙述中，错误的是()A．金属键没有饱和性和方向性B．金属键是金属阳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：选B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，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括静电吸引作用，也存在静电排斥作用；金属键中的电子属于整块金属；金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。

2．金属能导电的原因是()A．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子解析：选B根据电子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下发生了定向移动从而导电，B项正确；有的金属中金属键较强，但依然导电，A 项错误；金属导电是靠自由电子的定向移动，而不是金属阳离子发生定向移动，C项错误；金属导电是物理变化，而不是失去电子的化学变化，D项错误。

3．关于体心立方堆积型晶体(如图)的结构的叙述中正确的是()A．是密置层的一种堆积方式B．晶胞是六棱柱C．每个晶胞内含2个原子D．每个晶胞内含6个原子解析：选C体心立方堆积型晶体是非密置层的一种堆积方式，为立方体＋1＝2。

形晶胞，其中有8个顶点，一个体心，晶胞所含原子数为8×184．金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多金属键越强，与金属阳离子的半径大小也有关，半径越大，金属键越弱。

据此判断下列金属熔点逐渐升高的是()A．Li Na K B．Na Mg AlC．Li Be Mg D．Li Na Mg解析：选B金属熔点的高低与金属阳离子半径大小及金属价电子数有关，价电子数越多，阳离子半径越小，金属键越强。

B项中三种金属在同一周期，价电子数分别为1、2、3，且半径由大到小，故熔点由高到低的顺序是Al>Mg>Na。

5.对图中某晶体结构的模型进行分析，有关说法正确的是()A．该种堆积方式为六方最密堆积B．该种堆积方式称为体心立方堆积C．该种堆积方式称为面心立方堆积D．金属Mg就属于此种最密堆积方式解析：选C由图示知该堆积方式为面心立方堆积，A、B错误，C正确；Mg是六方堆积，D错误。

6．下列金属的密堆积方式与对应晶胞正确的是()A．Na面心立方B．Mg六方C．Cu六方D．Au体心立方解析：选B Na是体心立方堆积，Cu、Au属于面心立方最密堆积，Mg 是六方最密堆积。

7．物质结构理论指出：金属晶体中金属阳离子与“自由电子”之间存在的强的相互作用，叫金属键。

金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，一般来说金属阳离子半径越小，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．镁的硬度大于铝B．镁的熔点高于钙C．镁的硬度大于钾D．钙的熔点高于钾解析：选A根据题目所给条件：镁和铝的电子层数相同，价电子数Al>Mg，离子半径Al3＋<Mg2＋，Al的硬度大于镁；镁、钙最外层电子数相同，但离子半径Ca2＋>Mg2＋，金属键Mg强于Ca；用以上比较方法可推出：价电子数Mg>K，离子半径Mg2＋<Ca2＋<K＋，金属键Mg>K，硬度Mg>K；钙和钾位于同一周期，价电子数Ca>K，离子半径K＋>Ca2＋，金属键Ca>K，熔点Ca>K。

8．下列各组物质熔化或汽化时所克服的粒子间的作用力属同种类型的是()A．石英和干冰的熔化B．晶体硅和晶体硫的熔化C．钠和铁的熔化D．碘和氯化铵的汽化解析：选C石英的成分为SiO2，属于原子晶体，熔化时需克服共价键，干冰为固体CO2，属于分子晶体，熔化时需克服分子间作用力；晶体硅熔化时克服共价键，晶体硫熔化时克服分子间作用力；钠与铁均为金属晶体，熔化时克服的都是金属键；碘汽化时克服分子间作用力，NH4Cl汽化时需克服离子键与共价键。

9．(1)如图所示的是二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是(2)如图为一个金属银的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的银原子数是________个。

②该晶胞称为________(填字母)。

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，Ag的相对原子质量为108 g·mol－1，金属银的密度为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的原子数之比分别为1∶2和1∶3，相应化学式分别为AX2、AX3，故答案为b。

(2)①根据“均摊法”可计算晶胞中的原子个数：8×18＋6×12＝4。

②该晶胞为面心立方晶胞。

③根据公式ρa3＝NN A M可得：N A＝Nρ·a3M，将N＝4和M＝108代入该式，可得N A＝432ρ·a3。

答案：(1)b(2)①4②C③432ρ·a310.金属金以面心立方晶格构型形成晶体(如图)，立方晶胞的边长a＝407.0 pm。

(1)在金属金的晶胞中最近的两原子之间的距离是________。

(2)在一个金原子周围与之距离为题(1)中计算的值的金原子有________个。

(3)金的密度为________。

(4)金晶胞的填充因子(即立方体中所有金原子本身所占据的体积分数)为解析：由晶胞结构可知最近的两个金原子之间的距离为22a。

面心立方最密堆积时原子的配位数为12，即与一个金原子等距且最近的金原子为12个。

折算之后每个晶胞中包含的金原子数目为4个，即可知晶胞的密度为ρ＝MN A×4a3(M为金的摩尔质量，N A为阿伏加德罗常数)。

金晶胞的填充因子即该晶胞的空间利用率为74%。

答案：(1)287.8 pm(2)12(3)19.4 g·cm－3(4)74%1．对于面心立方最密堆积的描述错误的是()A．铜、银、金采用这种堆积方式B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个金属原子C．平均每个面心立方晶胞中有14个金属原子D．平均每个面心立方晶胞中有4个金属原子解析：选C应用分割法计算，平均每个晶胞含有金属原子：8×18＋6×12＝4。

2．关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是() A．晶胞是六棱柱B．钠、钾、铁采用此种堆积方式C．每个晶胞中含4个原子D．每个晶胞中含5个原子解析：选B体心立方的堆积方式为立方体的顶点和体心均有一个原子，每个晶胞中含有8×18＋1＝2个原子。

3．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。

金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。

由此判断下列说法正确的是()A．金属镁的熔点高于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C．金属铝的硬度大于金属钠D．金属镁的硬度小于金属钙解析：选C镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点低，硬度小，A错；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小，B错；因铝离子比钠离子的半径小而所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点高，硬度大，C正确；因镁离子比钙离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点高，硬度大，D错误。

4．几种晶体的晶胞如图所示：晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是()A．碘、锌、钠、金刚石B．金刚石、锌、碘、钠C．钠、锌、碘、金刚石D．锌、钠、碘、金刚石解析：选C第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式；第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；组成第三种晶胞的粒子为双原子分子，是碘；第四种晶胞的粒子构成正四面体结构，为金刚石。

5．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是()A．a为简单立方堆积，b为六方最密堆积，c为体心立方堆积，d为面心立方最密堆积B．每个晶胞含有的原子数分别为a：1个，b：2个，c：2个，d：4个C．晶胞中原子的配位数分别为a：6，b：8，c：8，d：12D．空间利用率的大小关系为a<b<c<d解析：选B a为简单立方堆积，b为体心立方堆积，c为六方最密堆积，d为面心立方最密堆积，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为a：8×18＝1个，b：8×18＋1＝2个，c：8×18＋1＝2个，d：8×18＋6×12＝4个，B项正确；晶胞c和晶胞d中原子的配位数应为12，C项不正确；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D项不正确，应为d＝c>b>a。

6．如图是金属晶体的面心立方最密堆积形成的晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()A．④⑤⑥⑩⑪⑫B．②③④⑤⑥⑦C．①④⑤⑥⑧D．①②⑪⑭⑧⑤解析：选B面心立方晶胞的体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．如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。

下列说法正确的是()δ­Fe1 394 ℃,γ­Fe912 ℃α­FeA．γ­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为14B．α­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1C．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同D．三种同素异形体的性质相同解析：选Bγ­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×18＋6×12＝4，A错；α­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×18＝1，B 正确；将铁冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同，C 错；同素异形体的性质不同，D 错。

8.金属钠晶体为体心立方堆积(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 A ρB.3·32a N A ρC.34·32a N A ρD.12·32a N A ρ解析：选C 根据“均摊法”可计算晶胞中原子个数：8×18＋1＝2，设晶胞的棱长为d ，则d ＝4r 3，晶胞体积为⎝ ⎛⎭⎪⎫4r 33，根据公式ρd 3＝NM N A ，可得r ＝34·32a N A ρ。