高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第1课时当堂检测题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第1课时当堂检测题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
A 级·基础达标练
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列关于金属及金属键的说法正确的是( B )
A．金属键具有方向性与饱和性
B．金属键是金属离子与自由电子间的相互作用
C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D．金属具有光泽是因为金属离子吸收并放出可见光
解析：金属键不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，因此没有方向性和饱和性，故A错误；金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用，故B正确；金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，故C错误；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，并很快释放出各种频率的光，故D错误；故选B。
2．下列金属的性质中，与自由电子无关的是( C )
A．延展性好 B．容易导电
C．密度大小 D．易导热
解析：在金属内部，金属阳离子与自由电子间的相互作用没有方向性，如果金属发生形变，自由电子仍可以在金属阳离子之间自由运动，使金属不易断裂，A项不符合题意；在外加电场的作用下，自由电子的定向移动使金属容易导电，B项不符合题意；密度大小取决于原子之间的距离、原子的大小和质量等，与自由电子无关，C项符合题意；当金属某部分受热时，自由电子的能量增加，运动速率加快，与金属阳离子的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属阳离子，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，D项不符合题意。
3．在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，金属阳离子的半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔点越高。由此判断下列各组金属熔点的高低顺序，其中正确的是( C )
A．Mg＞Al＞CaB．Al＞Na＞Li
C．Al＞Mg＞CaD．Mg＞Ba＞Al
解析：金属原子的价电子数：Al＞Mg＝Ca＝Ba＞Li＝Na，金属阳离子的半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，则C正确。
4．金属具有的通性是( A )
①具有良好的导电性
②具有良好的导热性
③具有延展性
④都具有较髙的熔点
⑤通常状况下都是固体
⑥都具有很大的硬度
A．①②③ B．②④⑥
C．④⑤⑥ D．①③⑤
解析：金属具有良好的导电、导热性，还具有良好的延展性，部分金属熔点较高，如钨；部分金属常温下就是液态，如汞；部分金属硬度较高，如铬，也有部分金属硬度较低，如钠。综上所述，本题正确答案为A。
5．如图所示是硼和镁形成的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( B )
A．MgBB．MgB2
C．Mg2BD．Mg3B2
解析：正六棱柱晶胞的顶角原子有eq \f(1,6)属于该晶胞，故晶胞中Mg原子个数为12×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＝3,6个B原子在晶胞内部，故该化合物化学式可表示为MgB2。
二、非选择题
6．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ρ，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题：
(1)每一个晶胞分摊到 2 个钨原子。
(2)晶胞的边长a为 eq \r(3,\f(2M,NAρ)) 。
(3)钨的原子半径r为 eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(2M,NAρ)) (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。
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＝eq \f(2M,NA)，又因每个晶胞的体积V＝a3，所以晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(2M,NAa3)，a＝eq \r(3,\f(2M,NAρ))。
(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4r＝eq \r(3)a，r＝eq \f(\r(3)a,4)＝eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(2M,NAρ))。
7．下列关于金属晶体的叙述正确的是 B 。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用，在一定外力作用下，不会因形变而消失
C．温度越高，金属的导电性越好
解析：常温下，金属单质通常以金属晶体形式存在，但汞是特例，汞在常温下是液体，A项错误；金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用，在一定外力作用下，不会因形变而消失，这可以认为是电子气理论对金属具有良好延展性的解释，B项正确；温度升高，金属阳离子的振动频率和自由电子的无序运动增强，会使金属的电导性减弱，C项错误。
8．(1)(全国Ⅱ高考)单质铜及镍都是由 金属 键形成的晶体。
(2)(福建高考改编)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：
4NH3＋3F2eq \(=====,\s\up7(Cu))NF3＋3NH4F
则上述化学方程式中的NH3、F2、Cu、NF3所属的晶体类型有 bd (填序号)。
a．离子晶体b．分子晶体
c．共价晶体 d．金属晶体
(3)(四川高考改编)Si、Mg、Cl2晶体的熔点由高到低的排列顺序是 Si＞Mg＞Cl2 。
解析：(1)金属晶体中只有金属键。
(2) NH3、F2、NF3均为分子晶体，Cu单质属于金属晶体。
(3)Si为共价晶体，Mg为金属晶体，Cl2为分子晶体，故熔点Si>Mg> Cl2。
B 级·能力提升练
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( B )
A．铁镁合金晶胞中Fe原子数为4
B．Mg与Fe之间的最近距离为eq \f(\r(3),4)a nm
C．在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个
D．储氢后的晶体密度为eq \f(424,\r(2)a×10－73NA)g·cm－3
解析：A.由铁镁合金晶胞结构可知，铁原子处于面心和顶点位置，由均摊法计算可知，铁镁合金晶胞中含有铁原子数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故A正确；B.该晶胞参数为eq \r(2)a nm，Mg与Fe之间的最近距离为eq \f(\r(6),4)a nm，故B错误；C.与铁原子最近的铁原子数有12个，故C正确；D.储氢后的晶体化学式为FeMg2H2，晶体密度为eq \f(424,\r(2)a×10－73NA)g·cm－3，故D正确；故选B。
2．铁有δ、γ、α三种同素异形体，如下图所示，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 )
δ－Feeq \(,\s\up7(1394 ℃)) γ－Feeq \(,\s\up7(912 ℃)) α－Fe
A．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
B．α－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C．若δ－Fe晶胞边长为a cm，α－Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3∶a3
D．δ－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
解析：将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，故错误；α－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数＝2×3＝6，故正确；若δ－Fe晶胞边长为a cm，α－Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体中铁原子个数之比＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋8×\f(1,8)))：eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(8×\f(1,8)))＝2：1，密度比＝eq \f(\f(56,NA)×2,a3)：eq \f(\f(56,NA),b3)＝2b3：a3，故正确；δ－Fe晶体中，以体心铁原子为例，与之距离相等且最近的铁原子位于晶胞的8个顶点上，故正确。
3．下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是( D )
A．金属键是金属离子与“电子气”之间的强烈作用，金属键无方向性和饱和性
B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性
C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大
D．氢键不是化学键而是一种较弱的作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间
解析：氢键是一种较弱的作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子内(如)。
4．根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是( B )
解析：A项，由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，错误；B项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能属于金属晶体，正确；C项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，错误；D项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电粒子，则不可能为金属晶体，错误。
5．金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为( A )
A．3∶2∶1B．11∶8∶4
C．9∶8∶4D．21∶14∶9
解析：图a中所含原子的个数为12×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＋3＝6，图b中所含原子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，图c中所含原子的个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2。
二、非选择题
6．完成下列问题。
(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，该合金储氢后的晶胞结构如图所示：
1 ml镧形成的该合金能储存 3 ml氢气。
(2)镍铜合金具有优良的性能，其晶胞结构如图所示。若晶胞的边长为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为 eq \f(241,a3NA)g·cm－3 。
解析：(1)由晶胞结构知，1个晶胞中含有La的个数为8×eq \f(1,8)＝1，含有Ni的个数为8×eq \f(1,2)＋1＝5，因此该合金的化学式为LaNi5。1个晶胞中含有H2的个数为8×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝3，因此1 ml La形成的该合金能储存3 ml H2。(2)1个晶胞中含有铜原子个数为8×eq \f(1,8)＝1，镍原子个数为6×eq \f(1,2)＝3，故该合金的化学式为CuNi3，该晶胞的体积为a3 cm3，则合金的密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(64＋59×3,NA×a3)g·cm－3＝eq \f(241,a3NA)g·cm－3。选项
晶体的相关性质
A
由分子间作用力结合而成，熔点低
B
固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右
C
由共价键结合成空间网状结构，熔点高
D
固体不导电，但溶于水或熔融后能导电