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1、专题3第一单元金属键、金属晶体一、单选题1 .下列有关金属键的叙述错误的是（）A.金属键没有饱和性和方向性B.金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用C.金属键中的自由电子属于整块金属D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关2 .下列有关晶体的认识不正确的是（）A,可以用X射线衍射鉴别晶体与非晶体B.晶体具有各向异性和自范性C.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子D.12g金刚石中含有C-Ca的数目为2以（以为阿伏加德罗常数）3.晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300亳米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是A
2、.形成晶体硅的速率越大越好B.晶体硅没有固定的熔、沸点C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关4.下列有关晶体常识的叙述错误的是A,水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体B.当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线C.晶体都具有自范性。自范性是晶体的本质属性D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形5.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.晶胞中原子的配位数分别为：68812C.晶胞中含有的原
3、子个数分别为：1个2个2个4个D.空间利用率的大小关系为：-Fe-FeC.设Y-Fe晶胞中铁原子的半径为d,则Y-Fe晶胞的体积是I62d3D.己知铁的相对原子质量为a,设阿伏加德罗常数的值为Na,8-Fe晶体的密度为pgcm-3,则铁原子的半径r=?.总Cm8 .下列说法正确的是（）A.熔融状态的Hgcl2不能导电，Hgel2的稀溶液有弱的导电能力且可作手术刀的消毒液，从不同角度分类HgCl2是一种共价化合物、非电解质、盐、分子晶体B.某单质熔点97.81,是热和电的良导体，该晶体最可能是分子晶体C.含有阴离子的晶体中一定含有阳离子，含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子D.固态金属单质都是金属
4、晶体，金属晶体含有金属键；非金属单质晶体都是分子晶体,分子晶体主要含有共价键、范德华力，有些分子晶体还含有氢键9 .几种晶体的晶胞结构如图所示。已知：CaF2、CaTio3均为立方晶胞。下列A.相同条件下，熔点：CaF2CaI2B.另一种CaTio3晶胞结构中，当Ca处于体心时，则O处于棱心C.CaF2晶胞中a点原子坐标参数为（0,0,0）,则b点原子坐标参数为D.三种晶体中，Ca的配位数均为810 .铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe,白球代表Mg）氧化钙D.该晶胞的质量是(NA表示阿伏加德罗常数的值)11 .阅读下列材料，完成57题。含氟废水
5、中锐化物的主要形态是HCN和CW,CN-具有较强的配位能力,CNCN能与Cu+形成一种无限长链离子，其片段为II；(u-三、简答题18 .304不锈钢是生活中常见的一种不锈钢，业内也叫做18/8不锈钢，指必须含有18%以上的珞，8%以上的锲的不锈钢,回答下列问题：(1)基态珞原子的价电子排布式为,排布时能量最高的电子所占能级的原子轨道有个伸展方向。(2)铭和锲能形成多种配合物。如Ni(Co)4为正四面体构型，Ni(CN)4】2-为正方形构型，Ni(NH3)62+Cr(CO)6为正八面体构型等。下列说法正确的是(填选项字母)。A. Ni?+在形成配合物时其配位数只能为4，CN+在形成配合物时其配
6、位数只能为6B. NH3的空间构型为正四面体形C. CO与CN-互为等电子体，其中Co分子内键和Ti键的个数比为1:2D. Ni(Co)4和Ni(CN)42-中，银原子均为印3杂化(3)2011年8月，云南一化工厂发生铝污染致数万立方米水质变差、牲畜接连死亡的消息引发社会各界的极大关注。CroT与S0f.PO广互为等电子体,六价格属于强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌，CrOr的空间构型为(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠相同，相关离子半径如下表所示：Na+102PmC181PmNi2+69PmO2140pmNio晶胞中Ni2+的配位数为,Nio的熔点比NaCI高的原因是o(5)Ni与Ca处于同
7、一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高，原因为o区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为o(6)某铭锲合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为Na,该晶体的密度p=gcm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。19.钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题。(DK和Cr属于同一周期,且基态原子核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点比金属Cr低，试解释原因。(2)KK)3晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中K、1、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。与K原子紧邻的O原子有几个？试说明分析
8、思路。(3)计算KK)3晶体中K原子与O原子间的最短距离。答案和解析1 .【答案】B【解析】金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子不专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动，所以金属键没有方向性和饱和性，A、C正确；金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电作用，既包括吸引作用也包括排斥作用，B错误；金属晶体中的金属键决定了金属的性质和金属固体的形成，D正确。2 .【答案】C【解析】【分析】本题考查晶体的有关知识，题目难度不大，掌握晶体的特点及各类晶体的构成粒子是解题关键。【解答】A.可以用X射线衍射鉴别晶体与非晶体，故A正确；B.晶体具有各向异性和自范性，
9、故B正确；C.金属晶体中有阳离子和自由电子，故C错误：D.利用均摊法，12g金刚石中含有C-C键的数目为2取故D正确.故选C。3.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查了晶体硅的性质，较为基础，注意晶体的结构特点和物理性质，难度不大。【解答】A.晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误;B.晶体有固定熔沸点，故B错误；CX射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体，故C正确；D.晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系，故D错误。故选C。4 .【答案】D【解析】【分析
10、】本题考查晶体的有关性质，难度不大，解答该题要熟练的掌握晶体和非晶体的特性。【解答】A.水晶属于晶体，有固定的熔点，普通玻璃属于非晶体，没有固定熔点，故A正确；B.当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或谱线，而同一条件下摄取的非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的谱线，故B正确；C.晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性，故C正确；D.某些非晶体经人工加工也可能呈现规则的几何外形，如玻璃，故D错误：故选D。5 .【答案】C【解析】【分析】本题考查金属晶胞的识别，侧重考查学生空间想象能力、计算能力，知道每种堆积模型中典型金属，难点是计算配位数，题目难度中等。【解答】A.由晶胞
11、结构可知为简单立方堆积，为体心立方堆积，为六方最密堆积，为面心立方最密堆积，故A错误；B.晶胞中原子的配位数应为12,故B错误；C.每个晶胞含有的原子数分别为8x=1，8x1l=2,8xl=2,8888+6=4,故C正确;D.四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%,则空间利用率的大小关系为：-Fe-Fe，B错误。C.若Y-Fe晶胞中铁原子的半径为d,则晶胞的面对角线长为4d，所以晶胞的棱长为2JId，则该晶胞的体积为(2i)3=162d3*C正确。Df-Fe晶胞中含有Fe原子的个数为2,则该晶胞的体积为嬴cm3,其棱长为宸cm,该晶胞的体对角线长为棱长的3倍，也是原子半径的4
12、倍，即4r=予隔cm，解得V底Cm,D正确。8 .【答案】C【解析】【分析】本题考查了晶体的类型和晶体的性质，题目难度不大，注意在熔融状态下能导电的化合物一定是离子晶体。【解答】A、HgCI2的稀溶液有弱的导电能力，说明HgCh是弱电解质，故A错误；B、分子晶体不导电，而该单质是热和电的良导体，所以不是分子晶体，故B错误；C、晶体呈电中性，有阴离子的晶体中一定有阳离子，但是有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，比如金属晶体没有阴离子而含有电子，故C正确；D、金刚石、晶体硅是非金属单质晶体，但不是分子晶体，故D错误；故选：Co9 .【答案】D【解析】A.F-半径小于r,CaF2的离子键强于CaI2的
13、，CaF2熔点更高，A项正确;B.另一种CaTiO3晶胞结构中，当Ca处于体心时，Ti处于顶角、0处于棱心，B项正确；C.由CaF2晶胞结构及点原子坐标参数为(0,0,0),可知b点原子坐标参数为，($：()，C项正确;D.CaTiO3中Ca的配位数为12,D项错误；故答案为：Do10.【答案】B【解析】【分析】本题考查金属晶体堆积模型，为高频考点，侧重考查学生分析及空间想象能力，难点是配位数的判断及空间利用率计算，注意晶胞中哪些原子紧挨着，为易错点。【解答】AFef立于面心和顶点，数目为：8X(1/8)+6(12)=4;Mg原子位于晶胞内，数目为8,化学式为：Mg2Fe,故A正确；B.晶体中
14、存在的化学键类型为金属键，故B错误；C.钙离子半径大于镁离子半径，则晶格能：氧化镁氧化钙，故C正确；D.该晶胞中有N个铁原子和8个镁原子，则该晶胞的质量为：104g=g,故D正确。故选B。11 .【答案】B【解析】略12 .【答案】D【解析】【分析】本题考查的内容为纳米材料的特性，题目不难，掌握纳米材料和一般晶体的区别即可解答。【解答】A.纳米Si。2对光没有各向异性，故错误；B.熔点与晶体Si。2不相同，故错误;C.纳米二氧化硅与晶体SK）2均没有分子式，故错误；D.可用X射线衍射实验区分纳米Si。2与晶体Si。2，故正确。13.【答案】A【解析】【分析】本题考查晶体和非晶体，难度不大，理解
15、晶体特征是解题关键。【解答】由图可知，I中微粒呈周期性有序排布，II中微粒排列不规则，则I为晶体，11为非晶体即无定型二氧化硅；A.I形成的固体为晶体，具有各向异性，故A正确；B.晶体具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，11为非晶体，没有固定熔点，故B错误；CX射线衍射可用于区分晶体和非晶体，则I、II的X射线衍射图谱不相同，故C错误；D.晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形，I会形成有规则外形的晶体，11不会，故D错误；故选Ao14.【答案】C【解析】【分析】本题考查晶体结构，侧重考查学生对信息的分析以及晶胞结构、计算的掌握情况，试题难度一般。【解答】A.均摊法分析，ZnmS晶胞中：
16、及8+6=4个，ZnC,化学式ZnS,完全转化为ZnnS时,82可当作立方晶胞计算原子数晶胞中：二X8+1=2个，Zn:认4+1=2个，化学式ZnS,84化合价未改变是非氧化还原反应，故A正确；B.每个LiXznyS晶胞中Sx8+6=4个，7个离子（ZM+、Li+）在四面体间隙，根据化合价82代数和为0,可知每个LiXZnyS晶胞中Z112+的个数为L故B正确;C.若IS的晶胞参数为anm，则EF间的距离为J(1产+(?2+(/皿=手anm，故C错误;D.根据ZnmS结构，体对角线的一维空间上会出现“一e-n的排布规律,故D正确;故选C。15 .【答案】A【解析】略16 .【答案】(1)第四周
17、期IB族；ls22s22p63s23p63dl。或Ar3dl。；29；(2)sp3;等电子体；PSSi;SinO宵；(4)CH3OH与ChOH分子、ChOH与水分子间易形成氢键，导致其熔沸点较高，且易溶于水；而C%SH中的电负性小，不能形成氢键；(5)4.66。【解析】【分析】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、等电子体、杂化方式、氢键、晶胞计算等，是对物质结构主干知识的考查，(4)中计算为易错点，题目计算量大，关键是计算晶胞中原子数目。(DQJ原子核外电子数为29,第四周期IB族，根据能量最低原理书写核外电子排布式；基态铜原子核外电子共有29种运动状态；(2)SO7离子中含有4个
18、b键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；SiOf.P0与SO:三者原子数是5,电子总数是50,所以三者互为等电子体；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第HA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断第一电离能大小顺序；根据b、的化学式找出规律，然后推断硅原子数目为n时含有的氧原子、硅原子数目及所带电荷数，从而确定其化学式；(3)从分子间形成氢键角度分析解答；(4)根据均摊法计算晶胞中各原子数目，进而计算晶胞质量，再根据P=蔡计算晶胞密度。【解答】(DCU原子核外电子数为29,第四周期IB族，Cu+的核外电子排布式为ls22s22p63s
19、23p63d10;有29个电子就有29种运动状态，故答案为：第四周期IB族；ls22s22p63s23p63d10Ar3d10;29；(2)SO7离子中含有4个b键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；SiOf.P0与SO:三者原子数是5,电子总数是50,所以三者互为等电子体；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断第一电离能大小顺序，所以Si、R第一电离能由大到小顺序为PSSi,故答案为：sp3：等电子体；PSSi;C中含有6个四面体结构，所以含有6个S源子，含有的氧原子数为18,含有氧原子数
20、比6个硅酸根离子少6个0,带有的电荷为：6x(-2)=-12；根据图示可知：若一个单环状离子中Si原子数为n(n3)，则含有n个四面体结构，含有的氧原子比n个硅酸根离子恰好少n个O原子，即:含有n个Si,则含有3n个0,带有的负电荷为:n(-2)=-2n，其化学式为:Sino一,故答案为：SinO工-；(3)氧的非金属性强于硫，所以甲醇与甲醇分子与分间，甲醇与水分子间易形成氢键，导致熔沸点异常的高，故答案为：CH3OH与CH3OH分子、CH3OH与水分子间易形成氢键，导致其熔沸点较高，且易溶于水；而CH3SH中的电负性小，不能形成氢键；(4)晶胞中CU原子数目为1+8X4x=4,原子数目为8,
21、Fe原子数目为4X2+6X二=4,故晶胞的质量为U-+yX甯6X4该晶体的密度426.02XIOz364x4+328+56x4P=g_602qd=24.66gCnr3，SxlO-Bcmx5xlO-Bcmxl.O5xlO-ycm&故答案为：4.6617.【答案】2：3AS的4询道为4p3半充满，稳定，h较大SO2sp3三角锥形H3AsO4结构中有1个非羟基氧原子而H3AsO3没有，非羟基氧原子越多，酸性越强【解析】解：(1)AS是33号元素，其基态原子的核外电子排布式为：ls22s22p63s23p63d104s24p3,故基态碑原子N电子层中的成对电子与单电子的数量比为2：3,AS的4p轨道为
22、4p3半充满，故A更稳定，I1较大，故答案为：2：3；AS的4p轨道为4p3半充满，稳定，k较大；(2)依据提示Imo雌黄与O2反应生成AS2O3，转移28mol电子，即ImOlAS4S4与7moK2反应，依据提示可知反应方程式为：As4S4+7O2-2As2O34SO/由图中可知，雌黄中AS与在周围的3个原子形成了孙。键，孤电子对数为STXfT)=1，故其价层电子对数为3+1=4,故雌黄中AS的杂化方式为spW故答案为：SOj;sp3;(3)AsO7中AS与在周围的3个O原子形成了3个。键，孤电子对数为若丝=1，故其价层电子对数为3+1=4,故ASo7的空间构型为三角锥形，由于H3AsO4结
23、构中有1个非羟基氧原子而H3AsO3没有，非羟基氧原子越多，酸性越强，故其酸性弱于珅酸(H3AsO4故答案为：三角锥形；H3AsO4结构中有1个非羟基氧原子而H3AsO3没有，非羟基氧原子越多,酸性越强;(4)分析晶胞结构可知，若沿体对角线方向进行投影则得到如图，则在图中将AS原子的位置涂黑为:知，晶体中Ga原子周围与其距离最近的Ga原子的个数为12,而GaAS中Ga和AS原子个数比为L1.故两原子的配位数相等，故A原子周围与其距离最近的AS原子的个数为12,若AS原子的半径为ripm，Ga原子的半径为.pm,则晶胞的边长为：a=Z,而最近的两个AS原故答案为:(DAS是33号元素，其基态原子
24、的核外电子排布式为：ls22s22p63s23p63d104s24p3,据此分26z.、-T*(1 + 。子的距离为面对角线的一半，故为*a=*x史驷山=亚(r+r2)pm, 2233析成对单子与成单电子数目及比例，AS的4p轨道为4p3半充满，为稳定结构;(2)Imol雄黄与。2反应生成AS2O3，转移28mol电子，即ImOIAS4S4与7mol(2反应，据此书写方程式，由图中可知，雌黄中AS与在周围的3个原子形成了3个。键，计算价层电子对数和孤电子对数，进而判断构型;(3)ASOT中AS与在周围的3个O原子形成了3个。键，计算价层电子对数和孤电子对数，进而判断构型，分析两者非羟基氯原子数
25、目，非羟基氯原子越多，酸性越强;(4)根据碑化像(GaAS)的晶胞结构示意图可知，若沿体对角线方向进行投影则得到如图，则在图中将AS原子的位置涂黑为:像的晶胞结构示意图可知，晶体中Ga原子周围与其距离最近的Ga原子的个数为12,而GaAS中Ga和AS原子个数比为1：L进而判断配位数，依据均摊法计算原子数目，结合密度公式求算晶胞边长，进而分析最近的两个AS原子的距离。本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型等知识点，明确原子结构、物质结构是解本题关键，难点是空间利用率计算，会根据密度计算晶胞体积，题目难度中等。18.【答案】(l)3d54s1i5(2)C(3)正四面体形(4)6；离子所
26、带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高(5)Ni的原子半径较小，价电子数较多，金属键较强；X-射线衍射法心4.44X1032(6)2MCNA【解析】【分析】本题综合考查物质结构与性质，难度中等，解题关键是理解物质结构与性质的概念、原理与规律。【解答】(I)Cr为24号元素，基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1，排布时能量最高的电子所占能级为3d,d轨道有5个伸展方向。(2)A由Ni(NH3)62+可知，Ni?+在形成配合物时其配位数可以为6,故A错误；BN%的空间构型为三角锥形，故B错误;C,COCN-.N2互为等电子体，Co分子内C和。成三键，故键和n键的个数比为1：2，故C正
27、确；DNi(C0)4为正四面体构型，银原子为sp3杂化，但Ni(CN)42-为正方形构型，银离子不为sp3杂化，故D错误，故选C。(3)Croj-与SO：-、P0广互为等电子体，S0*P0：均为正四面体形结构，故Croi-的空间构型为正四面体形。(4)Nio的晶体结构类型与氯化钠相同，根据氯化钠晶体中阴阳离子的配位数均为6,则NiO晶胞中Ni2+的配位数为6；NiO.NaCI均为离子晶体，影响离子晶体熔点的因素有离子半径和离子所带电荷数，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，故Nio的熔点比NaCl高。(5)Ni与Ca均为金属晶体，Ni的原子半径较小，价电子数较多，金属键较强
28、，故金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高；根据晶体和非晶体的差异，区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为X射线衍射法。(6)该晶胞中Ni的个数为4x与+4x+2xH2x=2,Cr的个数为2,晶胞的质量为12oo319.【答案】(I)K的原子半径比Cr大且K的价电子数比Cr少，则K的金属键比Cr弱；(2)K原子处于顶上，O原子处于面心，在每个晶胞中，与每个K原子紧邻O的原子个数为3个，而每个O原子被2个晶胞共有，则与K原子紧邻的O原子有3X8X二=12。2(3)0315nm。【解析】【分析】本题主要考查的是物质的结构和性质，涉及金属键、晶胞结构分析和相关计算，意在考查学生的分析能力和知识应用能力。【解答】(I)K和Cr都属于金属晶体，其熔点、沸点与金属键的强弱有关，K和Cr处于同一周期，且核外最外层电子构型相同,但K的原子半径比CI大,且K的价电子数比Cr少,则K的金属键比Cr弱,因此K的熔沸点比Cr低。(2)根据KIO3的化学式及晶胞结构推知，K原子处于顶上，0原子处于面心，在每个晶胞中，与每个K原子紧邻0的原子个数为3个，而每个0原子被2个晶胞共有，则与K原子紧邻的0原子有3X8XAI2。(3)分析KI()3晶胞结构可知，K与0原子之间的最短距离为枭=等X0.446nm0.315nm
