1、学业分层测评(十二)金属晶体(建议用时：45分钟)学业达标1金属键的实质是()A自由电子与金属阳离子之间的相互作用B金属原子与金属原子间的相互作用C金属阳离子与阴离子的吸引力D自由电子与金属原子之间的相互作用【解析】金属晶体由自由电子与金属阳离子构成，因而金属键的实质是自由电子与金属阳离子之间的相互作用。【答案】A2在金属晶体中，自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递，由此可以来解释金属的 ()A延展性B导电性C导热性 D硬度【解析】金属晶体由自由电子与金属阳离子构成，因而自由电子与金属离子的碰撞中将热量传递而具有导热性。【答案】C3下列关于金属的叙述中不正确的是()A金属键是金属阳离子和自由电
2、子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，所以实质与离子键类似，也是一种电性作用B金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性C金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【解析】金属键无方向性和饱和性，B错。【答案】B4物质结构理论推出，金属晶体中金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高。据研究表明，一般说来，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镁的硬度小于铝 B镁
3、的熔沸点低于钙C镁的硬度大于钾 D钙的熔沸点高于钾【解析】由题知，价电子数：AlMgCaK，原子半径：AlMgCaK，所以A、C、D正确。【答案】B5已知某金属晶体中(如碱金属)原子堆积方式如下图所示，则该堆积方式是()A简单立方堆积 B体心立方堆积C六方最密堆积 D面心立方最密堆积【解析】将非密置层上层金属填充在下层金属形成的凹槽中，属于体心立方堆积。【答案】B6关于右图，说法不正确的是()A此种堆积模型为面心立方最密堆积B该种堆积方式称为铜型C该种堆积方式可用符号“ABCABC”表示D该种堆积方式称为镁型【解析】从图示可看出，该堆积方式的第一层和第四层重合，所以这种堆积方式属于铜型堆积，这
4、种堆积方式可用符号“ABCABC”表示，属于面心立方最密堆积，而镁型属于六方最密堆积，选项D不正确。【答案】D7.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】本题主要考查常见金属晶体的堆积方式，体心立方堆积型晶体是非密置层的一种堆积方式，为立方体形晶胞，其中有8个顶点，一个体心，晶胞所含原子数为812。【答案】C8教材中给出了几种晶体的晶胞如图所示：所示晶胞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】第一种晶胞为体心立
5、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；第四种晶胞的粒子结构为正四面体结构，为金刚石。 【答案】C9石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为()A23 B21C13 D32【解析】每个碳原子被3个六边形共用，每条共价键被2个六边形共用，则石墨晶体中碳原子个数与共价键个数之比为23。【答案】A10金属晶体的原子堆积方式常有以下四种方式，请认真观察模型，回答下列问题：(1)四种堆积模型的堆积名称依次是_、_、_、_。(2)图
6、甲方式的堆积，空间利用率为_，只有金属_采用这种堆积方式。(3)图乙与图丙两种堆积方式中金属原子的配位数_(“相同”或“不相同”)；图乙的空间利用率为_，图丙按_的方式进行堆积。(4)采取图丁堆积方式的金属通常有_(任写三种金属元素的符号)，每个晶胞中所含有的原子数为_。【解析】(1)图甲的堆积方式是将非密置层的金属原子上下对齐，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个金属原子，称为简单立方堆积。图乙和图丙都是密置层原子的堆积方式。图乙中上A层和下A层的3个原子组成的三角形方向相同，称为六方最密堆积。图丙中A层和C层的3个原子组成的三角形方向相反，称为面心立方最密堆积。图丁的堆积方式是
7、将非密置层的上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个原子，立方体的中心含有1个金属原子，称为体心立方堆积。(2)简单立方堆积的空间利用率最低，为52%，采取这种堆积方式的只有Po。(3)图乙和图丙两种堆积方式中，金属原子的配位数均为12，且其空间利用率均为74%。(4)图丁是体心立方堆积，采取这种堆积方式的金属有K、Na、Fe等。用均摊法可求得每个晶胞中含有金属原子的个数为182。【答案】(1)简单立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积体心立方堆积(2)52%Po(3)相同74%ABCABCABC(4)K、Na、Fe(合理即可)2
8、11如图为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。 【导学号：90990085】(1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数是_个。(2)铜晶体的堆积方式称为_最密堆积，配位数为_。(3)此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为 g/cm3，则阿伏加德罗常数为_(用a、表示)。【解析】由图示结构可以看出该堆积方式为面心立方最密堆积，利用“切割分摊法”可以求得该晶胞实际含有的铜原子数为：864。由于64a3，故NA。【答案】(1)4(2)面心立方12(3)12金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的
9、刚性球，请回答下列问题： (1)每一个晶胞分摊到_个钨原子。(2)晶胞的边长a为_。(3)钨的原子半径r为_(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。(4)金属钨原子形成的体心立方结构的空间利用率为_。【解析】(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。(2)每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m，又因每个晶胞的体积Va3，所以晶胞密度，a。(3)钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4ra，r。(4)每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V2r3，则该体心立方结构的空间利用率100%10
10、0%100%68%。【答案】(1)2(2)(3)(4)68%能力提升13金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为()A321 B1184C984 D21149【解析】晶胞(a)中所含原子12236，晶胞(b)中所含原子864，晶胞(c)中所含原子812。【答案】A14金属钠晶体为体心立方晶胞(如图)，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钢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
11、()A. B.C. D.【解析】该晶胞中实际含钠原子两个，晶胞边长为，则，进一步化简后可得答案。【答案】C15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为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为：1个，2个，2个，4个C晶胞中原子的配位数分别为：6，8，8，12D空间利用率的大小关系为：【解析】为简单立方堆积，为体心立方堆积，为六方最密堆积，为面心立方最密堆积，A项中与判断有误，A项不正确；每个晶胞含有的原子数分别为：81，812，812，864，B项正确；晶胞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
12、分别为52%、68%、74%、74%，应为，D项不正确。【答案】B16C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示其中的一层结构): (1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为_。A同分异构体B同素异形体C同系物 D同位素 (2)固态时，C60属于_(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键和单键，推测C60跟F2_(填“能”或“不能”)发生加成反应。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_NA。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入一个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_。(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是_个。【解析】C60晶体中存在不饱和的碳碳双键，在一定条件下能与F2发生加成反应；晶体硅的结构与金刚石相似，存在以硅原子为中心和顶点的正四面体结构单元，每个硅原子形成4个SiSi，但1个SiSi为2个硅原子共有，故1个硅原子可形成2个SiSi，即1 mol硅原子能形成2 mol SiSi。石墨中每个C原子形成3个CC，故每个C原子为3个六边形共用，每个六边形拥有C原子个数为62个。【答案】(1)B(2)分子能(3)26(4)2
