一、選擇題(每小題4分，共48分)1．金屬的下列性質(zhì)與金屬晶體中的自由電子無關(guān)的是(　D　)A．良好的導(dǎo)電性    B．良好的導(dǎo)熱性C．良好的延展性   D．密度大小解析：金屬具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性都可以用“電子氣理論”解釋。2．下列關(guān)于金屬晶體的說法正確的是(　B　)A．用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋B．不同金屬晶體中金屬鍵的強(qiáng)度不同C．Li、Na、K的熔點(diǎn)逐漸升高D．金屬導(dǎo)電和熔融電解質(zhì)導(dǎo)電的原理一樣解析：A項(xiàng)，用鉑金做首飾，主要是因?yàn)殂K金具有金屬光澤，金屬具有光澤是因?yàn)榻饘僦械淖杂呻娮幽軌蛭湛梢姽?，可用金屬鍵理論解釋，錯誤。C項(xiàng)，堿金屬元素原子的半徑越大，金屬鍵越弱，則其單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越低，故熔點(diǎn)：Li>Na>K，錯誤。D項(xiàng)，金屬導(dǎo)電依靠的是自由移動的電子，熔融電解質(zhì)導(dǎo)電依靠的是自由移動的離子，二者導(dǎo)電原理不一樣，錯誤。3．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是(　B　)A．構(gòu)成金屬晶體的粒子是原子B．固態(tài)和熔融時易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1 000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．金屬晶體的最密堆積方式只有面心立方堆積D．金屬導(dǎo)電和熔融電解質(zhì)(或電解質(zhì)溶液)導(dǎo)電的原理一樣解析：構(gòu)成金屬晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子，A項(xiàng)錯誤；金屬晶體的最密堆積方式有六方最密堆積和面心立方最密堆積，C項(xiàng)錯誤；金屬導(dǎo)電的原理是存在自由移動的電子，熔融電解質(zhì)導(dǎo)電的原理是存在自由移動的陰、陽離子，D項(xiàng)錯誤。4．已知金屬鉀的晶胞如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是(　D　)A．該晶胞屬于密置層的一種堆積方式B．該晶胞是六棱柱C．每個晶胞平均擁有9個K原子D．每個K原子周圍距離最近且相等的K原子有8個解析：鉀晶胞是非密置層的兩種堆積方式中的一種，A錯；晶胞呈立方體，不是六棱柱，B錯；根據(jù)分?jǐn)偡ㄓ?jì)算，每個晶胞有2個K原子，C錯；距離最近的兩個K原子是頂點(diǎn)和體心的K原子，每個頂點(diǎn)被8個晶胞共用，故每個K原子周圍距離最近且相等的K原子有8個，D正確。5．下列敘述正確的是(　D　)A．金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，這是由于金屬原子之間有較強(qiáng)的作用B．通常情況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流C．金屬是借助自由電子的運(yùn)動，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而減弱解析：金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，這是因?yàn)榻饘倬w中各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，故A項(xiàng)不正確；金屬里的自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向移動產(chǎn)生電流，故B項(xiàng)不正確；金屬的導(dǎo)熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進(jìn)行傳遞，故C項(xiàng)不正確。6．金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬原子價(jià)電子數(shù)的多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；與金屬陽離子的半徑大小也有關(guān)，金屬陽離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列選項(xiàng)中金屬的熔點(diǎn)逐漸升高的是(　B　)A．Li　Na　K    B．Na　Mg　AlC．Li　Be　Mg   D．Li　Na　Mg解析：Li、Na、K原子的價(jià)電子數(shù)相同，金屬原子的半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，A項(xiàng)錯誤；Na、Mg、Al原子的價(jià)電子數(shù)逐漸增多，金屬原子的半徑逐漸減小，金屬鍵逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高，B項(xiàng)正確；Be、Mg原子的價(jià)電子數(shù)相同，金屬原子的半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，C項(xiàng)錯誤；Li、Na原子的價(jià)電子數(shù)相同，金屬原子的半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，D項(xiàng)錯誤。7．某新型“防盜玻璃”為多層結(jié)構(gòu)，每層中間嵌有極細(xì)的金屬線。當(dāng)玻璃被擊碎時，與金屬線相連的警報(bào)系統(tǒng)就會立即報(bào)警。“防盜玻璃”能報(bào)警是利用了金屬的(　B　)A．延展性    B．導(dǎo)電性  C．彈性   D．導(dǎo)熱性解析：由題給信息可知，當(dāng)玻璃被擊碎時，金屬線與警報(bào)系統(tǒng)形成了閉合回路，利用的是金屬的導(dǎo)電性，故B項(xiàng)正確。8．合金是金屬與一些非金屬或其他金屬在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，判斷可以形成合金的是(　A　)金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點(diǎn)/℃97.8660.41 5351 410112.8沸點(diǎn)/℃8832 4672 7502 353444.6A.鋁與硅    B．鋁與硫  C．鈉與硫      D．鈉與硅解析：能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不能形成合金，故B、C項(xiàng)錯誤；鈉的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于硅的熔點(diǎn)，當(dāng)硅熔化時，鈉已經(jīng)變?yōu)闅鈶B(tài)，故它們不能形成合金，D項(xiàng)錯誤。9．金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式，六方最密堆積、面心立方堆積和體心立方堆積，如圖a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu)，其晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為(　A　)A．3∶2∶1    B．11∶8∶4C．9∶8∶4   D．21∶14∶9解析：本題考查晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算，用均攤法。晶胞a中所含原子＝12×＋2×＋3＝6個，晶胞b中所含原子＝8×＋6×＝4個，晶胞c中所含原子＝8×＋1＝2個。10．教材中給出的幾種晶體的晶胞如圖所示。則這些晶胞分別表示的物質(zhì)可能是(　C　)A．碘、鋅、鈉、金剛石    B．金剛石、鋅、碘、鈉C．鈉、鋅、碘、金剛石   D．鋅、鈉、碘、金剛石解析：第一種晶胞為體心立方堆積，鉀、鈉、鐵等金屬采用這種堆積方式；第二種晶胞為六方最密堆積，鎂、鋅、鈦等金屬采用這種堆積方式；構(gòu)成第三種晶胞的粒子為雙原子分子，可能是碘；第四種粒子的晶胞結(jié)構(gòu)為正四面體，可能為金剛石。11.石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示。在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為(　D　)A．1∶1∶1    B．2∶2∶3C．1∶2∶3   D．2∶3∶1解析：在石墨的片層結(jié)構(gòu)中，以一個六元環(huán)為研究對象，由于一個碳原子為三個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳原子數(shù)為6×＝2；一個碳碳鍵為兩個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳碳鍵的數(shù)目為6×＝3。12．如圖所示，鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法不正確的是(　D　)δ－Fe　　　γ－Fe　　　α－FeA．δ－Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個B．α－Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個C．若δ－Fe晶胞邊長為a cm，α－Fe晶胞邊長為b cm，則兩種晶體密度比為2b3∶a3D．將鐵加熱到1 500 ℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同解析：本題考查晶胞結(jié)構(gòu)。由題圖知，δ－Fe晶體中與鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個，A項(xiàng)正確；一個δ－Fe晶胞占有2個鐵原子，一個α－Fe晶胞占有1個鐵原子，故兩者密度比為∶＝2b3∶a3，C項(xiàng)正確；晶體加熱后急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型是不同的，D項(xiàng)錯誤。二、非選擇題(共52分)13．(17分)金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：(1)C60、金剛石、石墨和石墨烯四者互為B。A．同分異構(gòu)體    B．同素異形體C．同系物   D．同位素(2)固態(tài)時，C60屬于分子(填“離子”“原子”或“分子”)晶體。(3)2010年諾貝爾評審委員會發(fā)布的新聞稿稱石墨烯為“完美原子晶體”，作為二維結(jié)構(gòu)單層碳原子材料，其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼的100倍，導(dǎo)電性能好，導(dǎo)熱性能強(qiáng)。①金剛石不導(dǎo)電，石墨和石墨烯能導(dǎo)電，其主要原因是金剛石中每個碳原子的價(jià)電子都參與形成共價(jià)單鍵(σ鍵)，沒有自由移動的電子，而石墨和石墨烯中每個碳原子還有一個價(jià)電子不參與形成共價(jià)單鍵(σ鍵)，能自由移動而導(dǎo)電；②金剛石屬于原子晶體，是因?yàn)?/span>金剛石的碳原子間靠共價(jià)鍵相結(jié)合而形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；③足球烯(C60)熔點(diǎn)低于(填“高于”“低于”或“等于”)石墨烯的熔點(diǎn)。(4)石墨晶體中含有共價(jià)鍵和范德華力，石墨的熔點(diǎn)高于金剛石的熔點(diǎn)，由此推測：①石墨中碳碳鍵鍵長小于(填“大于”“小于”或“等于”)金剛石中碳碳鍵鍵長；②石墨中含有σ和π(填“σ”“π”或“σ和π”)鍵；③石墨中碳碳鍵鍵角為120°。14．(9分)判斷下列晶體類型。(1)SiI4：熔點(diǎn)為120.5 ℃，沸點(diǎn)為271.5 ℃，易水解，為分子晶體。(2)硼：熔點(diǎn)為2 300 ℃；沸點(diǎn)為2 550 ℃，硬度大，為原子晶體。(3)硒：熔點(diǎn)為217 ℃，沸點(diǎn)為685 ℃，溶于氯仿，為分子晶體。(4)銻：熔點(diǎn)為630.74 ℃，沸點(diǎn)為1 750 ℃，可導(dǎo)電，為金屬晶體。解析：(1)SiI4為低熔點(diǎn)化合物，為分子晶體；(2)晶體硼熔點(diǎn)高，硬度大，是典型的原子晶體；(3)硒熔、沸點(diǎn)低，易溶于CHCl3，為分子晶體；(4)銻可導(dǎo)電，為金屬晶體。15．(12分)金屬晶體中金屬原子主要有三種常見的堆積方式：體心立方堆積、面心立方堆積和六方堆積，其結(jié)構(gòu)單元分別如下圖甲、乙、丙所示：(1)甲、乙、丙三種結(jié)構(gòu)單元中，金屬原子個數(shù)之比為1∶2∶3。(2)如圖為高溫超導(dǎo)體領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。①在該晶體中，每個鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈦原子共有6個，若將之連接，則呈正八面體形狀。②該晶體結(jié)構(gòu)中，氧、鈦、鈣的原子個數(shù)之比為3︰1︰1。解析：(1)甲晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×＋1＝2；乙晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×＋6×＝4；丙晶胞中所含金屬原子數(shù)為12×＋2×＋3＝6。(2)①鈦原子位于立方體的8個頂點(diǎn)上，與一個鈦原子等距離的鈦原子有6個，呈正八面體形狀。②該晶體結(jié)構(gòu)中鈣原子數(shù)為1，鈦原子數(shù)為8×＝1，氧原子數(shù)為12×＝3，故氧、鈦、鈣的原子個數(shù)之比為3∶1∶1。16．(14分)Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能(I)數(shù)據(jù)如表所示：元素MnFe電離能/(kJ·mol－1)I1717759I21 5091 561I33 2482 957(1)Mn元素原子的價(jià)電子排布式為3d54s2。比較兩元素的I2、I3可知：氣態(tài)Mn2＋再失去  一個電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是由Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)(或Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài))。(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物，則與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的條件是具有孤電子對。(3)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個數(shù)之比為2∶1。解析：在面心立方晶胞中，鐵原子數(shù)為8×＋6×＝4，體心立方晶胞中鐵原子數(shù)為8×＋1＝2，所以個數(shù)比為2∶1。  

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第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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