高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 金属键 金属晶体第二课时综合训练题

第2课时 金属晶体

必备知识基础练A级

1. [2023苏州外国语学校高二检测]关于金属钾晶体（如图）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

2. [2023南京外国语学校高二检测]某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(  )

A.  B.  C.  D.

3. [2023南京大学附属中学检测]如图，铁有 、 、 三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是(  )

A. 晶体晶胞中含有铁原子个数为4

B. 晶体晶胞中含有铁原子个数为1

C. 将铁加热到 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不相同

4. Ⅰ. [2023秦淮中学高二检测]某晶体的晶胞结构如图所示，（●）位于立方体顶点，位于立方体体心。试分析：

（1） 晶体中每一个同时吸引着个，每个同时吸引着个，该晶体的化学式是。

（2） 晶体中在每个周围与它最接近且距离相等的共有个。

（3） 晶体中距离最近的2个分别与1个形成的两条线的夹角为。

Ⅱ. [2023扬州中学高二检测]某离子晶体的晶胞结构如图所示，（）位于立方体的顶点，位于立方体的中心。设该晶体的摩尔质量为，晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体中两个距离最近的之间的距离为。

关键能力提升练B级

5. [2023南京外国语学校高二检测]硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为(  )

A.  B.  C.  D.

6. [2023扬州四中高二检测]钇钡铜氧化合物晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式可能是(  )

A.  B.  C.  D.

7. 是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。其中金红石型是多种晶型中最稳定的一种，晶胞如下图所示。下列有关叙述正确的是(  )

A. 钛元素位于周期表中的Ⅳ族，属于 区

B. 表示钛原子

C. 的密度是

D. 工业上可以通过 加大量水，并加热，过滤并焙烧得到

8. [2023泰州中学高二检测]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） 写出基态原子的核外电子排布式:；金属铜采用下列（填字母）堆积方式。

AB

CD

（2） 铝单质晶体的晶胞特征如图所示。则一个晶胞中原子的数目为。

（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（图中黑色小球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则在图示状况下，铁颗粒表面上原子数比值的最大值为。

9. [2023盐城中学高二检测]如图所示的甲、乙两种晶体：

甲

乙

试写出：

（1） 甲晶体中A、B、C三种粒子的个数比是。

（2） 乙晶体中每个D周围结合的个数是。

10. [2023泰州中学高二检测]钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：

（1） 原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，金属钾是体心立方晶系，其结构如图。其中原子坐标参数、，则C处原子的坐标参数为。

（2） 钾晶体的晶胞参数为。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为，晶体钾的密度计算式是。

学科素养创新练C级

11. [2023扬州中学高二检测]镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构，它们有很强的储氢能力，其中铜钙合金的晶胞结构如图。试回答下列问题：

（1） 在周期表中处于周期表区。

（2） 铜原子的基态原子核外电子排布式为。

（3） 已知镧镍合金晶胞体积为，储氢后形成的合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则中，（填数值）；氢在合金中的密度为。

12. [2023盐城中学高二检测]

（1） 在下图中选择：

AB

CD

① 金属钠的晶胞模型是，每个晶胞含有个原子，每个原子周围有个紧邻的原子。

② 金属铜每个晶胞含有个原子，每个原子周围有个紧邻的原子。

（2） 在（1）题中的晶胞示意图中把金属原子抽象成质点，而事实上在堆积模型中我们把金属原子看成互相接触的球体则更接近实际情况。对于简单立方堆积的晶胞中，“金属球”在晶胞的棱心处接触，设晶胞（立方体）的棱长为，球的半径为，则与的关系是。

那么，在钾型堆积模型中，“金属球”应在处接触，则晶胞棱长与球半径的关系是；晶胞的体积为；而该晶胞中拥有个原子，1个金属原子所占的体积为，因此钾型堆积的空间利用率为（写出计算过程）。

第2课时 金属晶体

A级 必备知识基础练

1. C

[解析]钾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个钾原子位于顶点，一个钾原子位于体心，晶胞所含原子数为。

2. B

[解析]该晶体中含原子个数为，原子个数为，原子个数为1；则、、的个数比为。

3. C

[解析]晶体晶胞中含有铁原子个数为，正确；晶体晶胞中含有铁原子个数为，正确；将铁冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同，错误；同素异形体的性质不同，正确。

 4. Ⅰ （1） 4; 8;（或）

[解析]同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近且相等的其他种类的微粒个数，观察图可知，位于立方体的体心，位于立方体的顶点，每个同时吸引着4个，而每个同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个，所以每个同时吸引着8个，、的个数比为，所以化学式为或。

（2） 12

[解析]晶体中每个周围与它最接近的之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。位置关系分别为在此的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。

（3）

[解析]若将4个连接，构成1个正四面体，位于正四面体的中心，可联系的键角，知该夹角为。

Ⅱ

[解析]由题意知，该晶胞中含有个或，设晶胞的边长为，则有，，则晶体中两个距离最近的之间的距离为。

B级 关键能力提升练

5. B

[解析]棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。镁原子位于上、下面心（2个）及12个顶点，共有镁原子数为，则镁、硼原子个数之比为。

6. C

[解析]位于顶点的铜原子（最上层平面和最下层平面）共8个，这个晶胞中只分摊到个；位于棱上（中间两个平面）的也是8个，这个晶胞分摊到的是个，所以，每个晶胞单独含有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上（不含棱）的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数为个。2个钡原子和1个钇原子都在晶胞内，所以该晶体每个晶胞中平均分摊到（即单独含有）的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为。

7. D

[解析]钛元素为22号元素，位于第4周期Ⅳ族，故错误；根据晶胞图，的数目为，的数目为，两者数目比为，结合中前后原子个数比为，则表示氧原子，故错误；由项中计算可知晶胞中有4个氧原子，2个钛原子，则的密度是，故错误；工业上可以通过在热水中水解生成并加热，过滤并焙烧得到，故正确。

8. （1） （或）; C

[解析]铜晶体晶胞为面心立方晶胞。

（2） 4

[解析]从图中可以看出金属铝为面心立方堆积，则一个晶胞中原子个数为。

（3）

[解析]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。

9. （1）

[解析]晶胞任意位置上的一个粒子如果被个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。顶点粒子在立方体中实占，立方体面上粒子实占，立方体棱上粒子实占，立方体内部粒子完全归晶胞所有。甲中占有，占有，占有1个，由此推出。

（2） 8

[解析]乙中周围的的个数与周围的个数相同，周围有8个，所以周围有8个。

10. （1） ，，

[解析]处原子位于体心处，则处原子的坐标参数为，，。

（2） ;

[解析]钾晶体的晶胞参数为，则体对角线是，所以钾原子的半径为。晶胞中含有钾原子的个数，所以晶体钾的密度计算式是。

C级 学科素养创新练

11. （1）

[解析]位于第4周期Ⅱ族，处于区。

（2）

（3） 5;

[解析]铜、钙合金中，。，，所以，即。，其中氢在合金中的密度为

12. （1） ① B; 2; 8

[解析]金属钠的堆积方式与金属钾的堆积方式相同，均为体心立方堆积，每个晶胞中含有2个钠原子，其配位数是8。

② ; 12

[解析]金属铜的堆积方式为型，即面心立方堆积，每个晶胞中含有4个原子，配位数为12。

（2） 立方体对角线的（或）;;;;;

[解析]钾型堆积模型（如图B），“金属球”应在立方体对角线的（或）处接触，若晶胞的棱长为，则立方体对角线为，“金属球”的半径，晶胞的体积。根据“均摊法”处于顶点上的原子，同时为8个晶胞所共有，处于晶胞内部的原子，则完全属于该晶胞，可得晶胞中有个原子。晶胞的体积，原子的体积。