2017届二轮复习金属晶体专题练习课件（共41张）（全国通用）(1) 41页

2017 届高考化学二轮总复习 金属晶体 专题练习 1. 下列关于晶体的说法正确的是 ( 　　 ) A ．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B ．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C ．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D ．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 A 【 解析 】 构成原子晶体的粒子是原子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子；在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，所以金属晶体中只有阳离子，无阴离子；晶体的熔点高低顺序一般是原子晶体＞分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大。晶体硅的熔点 (1 410 ℃ ) 要比金属钨的熔点 (3 410 ℃ ) 低，而金属汞的熔点 ( 常温下是液态 ) 比蔗糖、白磷 ( 常温下是固态，分子晶体 ) 等要低。 【 答案 】A 2. 下列关于晶体的判断，正确的是 ( 　　 ) A ．不具有规则外形的固体，如固体粉末，一定不是晶体 B ．玻璃块有规则的几何形状，所以它是晶体 C ．实验室得到的沉淀如 CaCO 3 、 AgCl 、 BaSO 4 等都是晶体 D ．自然界的水晶和玛瑙都属于晶体 D 【 解析 】 晶体与非晶体的本质区别是内部粒子的周期性有序排列，有规则的多面体外形是内部结构的体现。但外形不能判定是否是晶体，如粉末状物质可能是晶体。 【 答案 】D 3. 下列途径不能得到晶体的是 ( 　　 ) A ．熔融态物质快速冷却 B ．熔融态物质凝固 C ．气态物质凝华 D ．溶质从溶液中析出 【 解析 】 得到晶体的三个途径是：①溶质从溶液中析出，②气态物质凝华，③熔融态物质凝固。所以 B 、 C 、 D 选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选择 A 项。 【 答案 】A A 4. 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A ．原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高 B ．分子晶体中，分子间作用力越大，该分子越稳定 C ．金属阳离子只能与阴离子构成晶体 D ．正四面体构型的分子中，键角一定为 109°28′ 【 解析 】 B 中，分子的稳定性与分子内共价键的强弱有关，而分子间作用力主要影响晶体的熔、沸点。 C 中，金属阳离子可以与自由电子一起构成金属晶体。 D 中，像 P 4 是正四面体型分子，其键角为 60° 。 【 答案 】A A 5. 下列关于晶体的说法正确的是 ( 　　 ) A ．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B ．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C ．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D ．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 A 【 解析 】 构成原子晶体的粒子是原子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子；在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，所以金属晶体中只有阳离子，无阴离子；晶体的熔点高低顺序一般是原子晶体＞分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大。晶体硅的熔点 (1 410 ℃ ) 要比金属钨的熔点 (3 410 ℃ ) 低，而金属汞的熔点 ( 常温下是液态 ) 比蔗糖、白磷 ( 常温下是固态，分子晶体 ) 等要低。 【 答案 】A 6. 高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为 0 ，部分为－ 2 。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是 ( 　　 ) A B 【 解析 】 A 项，金属晶体也含有金属阳离子； B 项， BCl 3 不属于 8 电子结构； C 项， CO 2 为分子晶体， SiO 2 为原子晶体； D 项， Na 为金属晶体，熔点比分子晶体 AlCl 3 的低。 【 答案 】B 8. 下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是 ( 　　 ) A ． F 2 、 Cl 2 、 Br 2 、 I 2 的熔点、沸点逐渐升高 B ． HF 、 HCl 、 HBr 、 HI 的熔、沸点顺序为 HF>HI>HBr>HCl C ．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅 D ． NaF 、 NaCl 、 NaBr 、 NaI 的熔点依次降低 C 【 解析 】 A 项、 B 项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，含有氢键时会出现反常现象，与分子内共价键无关。 D 项离子晶体内存在的是离子键。 【 答案 】C 9. 在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是 ( 　　 ) A ． Mg>Al>Ca B ． Al>Na>Li C ． Al>Mg>Ca D ． Mg>Ba>Al C 【 解析 】 电荷数 Al 3 ＋ >Mg 2 ＋ ＝ Ca 2 ＋ ＝ Ba 2 ＋ >Li ＋ ＝ Na ＋ ，金属阳离子半径： r(Ba 2 ＋ )>r(Ca 2 ＋ )>r(Na ＋ )>r(Mg 2 ＋ )>r(Al 3 ＋ )>r(Li ＋ ) ，则 C 正确； B 中 Li>Na ， D 中 Al>Mg>Ba 。 【 答案 】C 10. 下列有关金属晶体的说法中不正确的是 ( 　　 ) A ．金属晶体是一种“巨分子” B ．“电子气”为所有原子所共有 C ．简单立方堆积的空间利用率最低 D ．体心立方堆积的空间利用率最高 D 【 解析 】 根据金属晶体的电子气理论，选项 A 、 B 都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积 52% ，体心立方堆积 68% ，面心立方最密堆积和六方最密堆积均为 74% 。因此简单方式堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。 【 答案 】D 11. 关于金属性质和原因的描述不正确的是 ( 　　 ) A. 金属一般具有银白色光泽 , 是物理性质 , 与金属键没有关系 B. 金属具有良好的导电性 , 是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子 , 形成了“电子气” , 在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流 , 所以金属易导电 C. 金属具有良好的导热性能 , 是因为自由电子在受热后 , 加快了运动速度 , 自由电子通过与金属离子发生碰撞 , 传递了能量 D. 金属晶体具有良好的延展性 , 是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 A 【 解析 】 金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了可见光 , 又把各种波长的光大部分再发射出来 , 因而金属一般显银白色光泽 ; 金属导电性是在外加电场作用下 , 自由电子定向移动形成电流 ; 导热性是自由电子受热后 , 与金属离子发生碰撞 , 传递能量 ; 良好的延展性是由于金属晶体中原子层能够滑动 , 但此时金属键未被破坏。 【 答案 】A 12. 下列各组物质中 , 按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ( 　　 ) ① O 2 、 I 2 、 Hg 　② CO 、 Al 、 SiO 2 　③ Na 、 K 、 Rb 　④ Na 、 Mg 、 Al A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 【 解析 】 ①中 Hg 在常温下为液态 , 而 I 2 为固态 , 故①错 ; ②中 SiO 2 为原子晶体 , 其熔点最高 ,CO 是分子晶体 , 其熔点最低 , 故②正确 ; ③中 Na 、 K 、 Rb 价电子数相同 , 其阳离子半径依次增大 , 金属键依次减弱 , 熔点逐渐降低 , 故③错 ; ④中 Na 、 Mg 、 Al 价电子数依次增多 , 离子半径逐渐减小 , 金属键依次增强 , 熔点逐渐升高 , 故④正确。 【 答案 】D D 13. . 关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是 ( 　　 ) A. 晶胞是六棱柱 B. 晶胞是平行六面体 C. 每个晶胞中含 4 个原子 D. 每个晶胞中含 17 个原子 【 解析 】 金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的 —— 平行六面体 , 有 8 个顶点和 1 个内部原子 , 晶胞中绝对占有 2 个原子。 【 答案 】B B A 【 解析 】 本题考查晶胞中微粒数的计算方法 , 用均摊法计算。晶胞 (a) 中所含原子 =12×+2×+3=6, 晶胞 (b) 中所含原子 =8×+6×=4, 晶胞 (c) 中所含原子 =8×+1=2 。 【 答案 】A 15. 只有阳离子而没有阴离子的晶体是 ( 　　 ) A. 金属晶体 B. 原子晶体 C. 离子晶体 D. 分子晶体 【 解析 】 分子晶体和原子晶体中不存在离子 , 所以不能选择 B 、 D 两项 ; 离子晶体的构成粒子是阴离子和阳离子 ,C 项也不符合题意 ; 金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子 , 没有阴离子 , 因此应该选择 A 项。 【 答案 】A A 16. 下列关于四种金属堆积模型的说法中正确的是 ( 　　 ) A. 图 1 和图 4 为非密置层堆积 , 图 2 和图 3 为密置层堆积 B. 图 1 ～图 4 分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积、体心立方堆积 C. 图 1 ～图 4 每个晶胞所含有原子数分别为 1 、 2 、 2 、 4 D. 图 1 ～图 4 堆积方式的空间利用率分别为 52% 、 68% 、 74% 、 74% D 【 解析 】 图 1 、图 2 为非密置层堆积 , 图 3 、图 4 为密置层堆积 ,A 项错误 ; 图 1~ 图 4 分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积 ,B 项错误 ; 图 1~ 图 4 每个晶胞所含有的原子数 ( 利用均摊法计算 ) 分别为 1 、 2 、 4 、 2,C 项错误 ;D 项正确。 【 答案 】D 17. 如下图所示为高温超导领域里的一种化合物 —— 钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。 (1) 在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子、钙离子各有 __________ 个、 __________ 个； (2) 若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为 a 、 b 、 c ，晶体结构如右图中正方体边长 ( 钛原子之间的距离 ) 为 d nm(1 nm ＝ 1×10 － 9 m) ，则该晶体的密度为 __________g/cm 3 ( 阿伏加德罗常数用 N A 表示 ) 。 18. 黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的 2/3 的铜是由它提炼的。回答下列问题： (1) 下图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目： Cu________ ， Fe________ ， S________ ，写出黄铁矿的化学式 ________ ； (2) 在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，请画出它的晶胞。 【 解析 】 (1)Cu 原子所处的位置为：上下底面顶点 8 个、左右和前后面 4 个、中间 1 个。故 Cu 原子数为： 8×1/8 ＋ 4×1/2 ＋ 1 ＝ 4 。 Fe 原子的位置分别为：棱 4 个，上下面心和前后左右共 6 个。故 Fe 原子数为： 4×1/4 ＋ 6×1/2 ＝ 4 。 S 原子的位置均在晶胞内，共 8 个 S 原子。黄铜矿的化学式为 CuFeS 2 。 (2) 将上述的晶胞从中间“切开”就得到相应晶胞。 19. 用 X 射线研究某金属晶体，测得在边长为 360 pm 的立方晶胞中含有 4 个金属原子，此时金属的密度为 9.0 g/cm 3 。试回答下列问题： (1) 此金属晶胞属于哪一种类型？ (2) 求每个晶胞的质量。 (3) 求此金属的相对原子质量。 (4) 求此金属原子的原子半径 (pm) 。 【 答案 】 (1) 面心立方晶胞　 (2)4.2×10 － 22 g (3)63.21 　 (4)127.26 pm 20. .Mn 、 Fe 均为第四周期过渡元素 , 两元素的部分电离能 ( I) 数据列于下表 : 元素 Mn Fe I 1 717 759 I 2 1 509 1 561 I 3 3 248 2 957 回答下列问题 : (1)Mn 元素价电子层的电子排布式为 　　　　　 , 比较两元素的 I 2 、 I 3 可知 , 气态 Mn 2+ 再失去一个电子比气态 Fe 2+ 再失去一个电子难。对此 , 你的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ； (2)Fe 原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物 , 则与 Fe 原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是 　　　　　　　　　　　　　　 ；  (3) 三氯化铁常温下为固体 , 熔点 282 ℃ , 沸点 315 ℃ , 在 300 ℃以上易升华。易溶于水 , 也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为 　　　　晶体 ；  (4) 金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式 , 晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的 Fe 原子个数之比为 　　　　 。 【 解析 】 (2) 可以利用教材知识直接得出 ;(3) 是利用晶体性质对晶体类型的判定 , 比较简单 ;(4) 是对晶体中原子分摊的考查 , 在面心立方中 , 铁原子数为 8×+6×=4 个 , 体心立方中铁原子数为 8×+1=2 个 , 所以个数比为 2 ∶ 1 。 【 答案 】 (1)3d 5 4s 2 　由 Mn 2+ 转化为 Mn 3+ 时 ,3d 能级由较稳定的 3d 5 半充满状态转变为不稳定的 3d 4 状态 ( 或 Fe 2+ 转化为 Fe 3+ 时 ,3d 能级由不稳定的 3d 6 状态转变为较稳定的 3d 5 半充满状态 ) (2) 具有孤电子对 (3) 分子 (4)2 ∶ 1