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化学第一单元 金属键 金属晶体课时练习
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这是一份化学第一单元 金属键 金属晶体课时练习，共11页。试卷主要包含了单选题，简答题，推断题等内容，欢迎下载使用。
专题3第一单元金属键金属晶体同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1. 下列说法错误的是( )
A. 物质聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B. 晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形
C. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验
D. 配合物和超分子有着广泛的应用，其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
2. 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毫米的大直径硅单晶，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. 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
3. 下列叙述错误的是( )
A. 区别晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验
B. 金属导电是因为在外加电场作用下金属产生了自由电子，电子定向移动产生了电流
C. 晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形
D. 乙醇和水都是极性分子，符合相似相溶原理，且它们易形成分子间氢键，故乙醇易溶于水
4. 普鲁士蓝俗称铁蓝，晶胞的18结构如图所示(K+未画出)，平均每两个立方体中含有一个K+，下列说法不正确的是( )
A. 化学式可以表示为KFe2(CN)6
B. 又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种，则Fe3+与
Fe2+的个数比为1：2
C. 一个晶胞中K+的个数为4个
D. 通过X射线衍射实验可确定晶胞的结构
5. 下列有关说法正确的是
A. 图A为铝镁合金晶胞，原子位于面心和顶点，1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离
B. 图B为冰晶胞示意图，类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合
C. 图C为H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D晶体化学式为LaNi4
6. 下列关于金属性质的说法不正确的是
A. 金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与电子气理论没有关系
B. 金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流
C. 金属具有良好的导热性，是因为金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量
D. 金属晶体具有良好延展性，是因为当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键
7. 铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B. 图Ⅱ中物质的化学式为Au3Cu
C. 图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个
D. 图Ⅰ中晶胞的晶胞参数a=acm，则图Ⅰ中合金的密度为
8. 锌与硫所形成的化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是
A. 该晶体属于离子晶体 B. 该晶胞中Zn2+和S2−数目不相等
C. 阳离子的配位数为4 D. 氧化锌的熔点高于硫化锌
9. 【题文】 162a9491−abcf−432f−a0d1−9e31f75cf920
【试卷说明：本试卷为平台新老师测试试卷，请新老师按照标准规范认真答题】
一种铜的氯化物立方晶胞结构如图所示，说法错误的是( )
A. 该化合物的化学式为CuCl
B. 已知、的原子坐标分别为、，则的原子坐标是，
C. 原子的配位数是
D. 若原子与最近的原子的核间距为，则该晶体的棱长为
10. 钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，该类化合物具有特殊的理化性质，比如吸光性、电催化性等，其晶体结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 钛酸钙的化学式为CaTiO3
B. 钛与钙是同一周期元素
C. 基态氧原子价电子排布式是 2s22p4
D. 晶胞中与每个Ca2+距离最近且相等的O2− 有 6个
11. Al—Mn—Cu合金的晶胞如图所示，该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法正确的是
A. Al原子周围等距且最近的Al原子有6个
B. 若A原子的分数坐标为(0,0,0)，则B原子的分数坐标为(34,14,34)
C. Al—Mn—Cu合金化学式可表示为AlMnCu4
D. 沿晶胞对角面的切面图为
12. Al−Mn−Cu合金的晶胞如图所示，该晶胞可视为 Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法正确的是( )
A. Al原子周围等距且最近的Al原子有6个
B. Al−Mn−Cu合金化学式可表示为AlMnCu3
C. 若A原子的分数坐标为(0,0,0)，则B原子的为34,14,34
D. 沿晶胞对角面的切面图为
13. 【题文】 162a9491−abcf−432f−a0d1−9e31f75cf920
【试卷说明：本试卷为平台新老师测试试卷，请新老师按照标准规范认真答题】
一种铜的氯化物立方晶胞结构如图所示，说法错误的是( )
A. 该化合物的化学式为CuCl
B. 已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R的原子坐标是(14,14,14)，
C. Cu原子的配位数是4
D. 若Cu原子与最近的Cl原子的核间距为a pm，则该晶体的棱长为2 2apm
14. 科学家将一种纳米级普鲁士蓝类似物应用于水性钠离子电池，该普鲁士蓝类似物由Na+、Fe2+、Fe3+、CN−组成。Na+嵌入和脱嵌过程中，Fe2+与Fe3+含量发生变化，变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，晶体结构如图所示，其中Na+嵌入越多导电性能越好。下列说法错误的是( )
A. Na+嵌入过程中，Fe3+数目增加
B. 普鲁士蓝的化学式为NaFe2(CN)6
C. 普鲁士白在三种物质中电化学性能最佳
D. 格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
15. 有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A. 在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl−形成为正四面体形
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2
D. 该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
二、 实验题
16. 碳、硅及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Si原子有___________种空间运动状态的电子。
(2)C、O、Si电负性由小到大的顺序为___________；
(3)C和Si与O原子结合形成CO2和SiO2时假设采用甲、乙两种构型：
化学键键能(kJ/mol)
化学能
键能
化学能
键能
C−C
331
C−O
343
Si−Si
197
Si−O
466
C=C
620
C=O
805
Si=Si
272
Si=O
640
SiO2晶体中Si原子采取的构型是___________(填“甲”或“乙”)，从能量角度解释Si原子采取该构型的原因是___________。
碳化硅(SiC)是人工合成的无机非金属材料，其晶体结构类似于金刚石，结构如图：
(4)在立方体体对角线的一维空间上碳、硅原子的分布规律(原子的比例大小和相对位置)正确的是___________(填序号)。
a.· b．
c. d．
(5)SiC晶体中硅原子与离其最近的原子间距离为d，则硅原子与离其次近的原子间距离为___________，一个硅原子周围与其次近的原子的数目为___________。
三、简答题
17. Co和Ti均属于稀有金属，在生产、科技和军事领域均有重要的研究和应用价值。
回答下列问题：
(1)基态Co原子的价电子排布式为______________；基态Ti原子占据最高能层的核外电子的电子云轮廓图的形状为________________。
(2)Co和Ca处于同一周期，且核外最高能层电子构型相同。金属Co的熔点________(填“高于”或“低于”)金属Ca，原因为_____________。
(3)Co能形成多种重要配合物，如Co3+能形成[Co(N3)(NH3)5]2+；Co2+能形成[Co(H2O)6]2+、[Co(NH3)6]2+等。
①[Co(N3)(NH3)5]2+中所含阴离子的每个原子最外层均满足8e−结构。该阴离子的立体构型为__________，其中心原子的杂化形式为_______。
②1mol[Co(NH3)6]2+中含有δ键的数目为________________________。
③H、N、O、Co的电负性由小到大的顺序为________________________(用元素符号表示)。
(4)Ti能形成多种化合物，如TiN、TiS2。基态N原子的第一电离能________(填“大于”或“小于”)基态S原子。
(5)晶体Ti的一种堆积模型如图所示。该堆积模型的名称为________________________；此种Ti单质的密度ρ=________g⋅cm−3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18. 含铁元素的化合物和含碘元素的化合物在生活和生产中应用及其广泛。
(1)Fe元素在元素周期表中位于_______区，Fe3+的最外层电子排布式为_______
(2)要验证太阳上是否含有稀有气体Ar，可采用的方法是_______
(3)根据价层电子对互斥理论计算I3−的中心原子I周围的孤对电子对数为_______对
(4)可以通过向FeCl3溶液中滴加黄血盐K4[Fe(CN)6]制备普鲁士蓝，向FeCl2溶液中滴赤血盐K3[Fe(CN)6]制备滕氏蓝。普鲁士蓝和滕氏蓝过去在很长一段时间被视为两种物质，但近代经X射线研究发现两者的晶胞都是如图所示的结构。
①该物质的化学式为_______
②一个正方体中含有的π键数目为_______个
③下列说法正确的是_______
A.上述制备普鲁士蓝和滕士蓝办法都是氧化还原法
B.上图未标出K+，如果图为晶胞，则K+位于晶胞体心
C.普鲁士蓝和滕士蓝是具备空间网状构造原子晶体
D.图中Fe2+和Fe3+位置不能互换
(5)NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO中x=0.92。
①此晶体中Fe2+与Fe3+的个数比为_______
②与Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2−围成的空间几何形状是_______
(6)KI的晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，已知其晶体的密度为ρ g/cm3，K和I的摩尔质量分别为Mkg·mol−1和MIg·mol−1，原子半径分别为rkpm和rIpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______(写表达式即可)
四、推断题
19. A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素，A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应，B位于周期表的第八纵行，其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定，M原子的价电子排布为nd10(n+1)s1。回答下列问题：
(1)M2+的价电子轨道表示式为______________________。
(2)B(CO)5为黄色粘稠状液体，60℃在空气中可自燃，其结构和部分键长如图所示。在B(CO)5中与B原子配位的原子为___________原子(填名称)。下列说法错误的是___________ (填标号)。
A.基态B原子核外未成对电子数为4
B.配体与B原子所形成的配位键的键能相同
C.中心B原子可能采取sp3杂化
D.B在周期表中位于VIII族，属于d区元素
(3)已知：MSO4溶液蓝色沉淀深蓝色溶液，深蓝色溶液中存在[M(NH3)4]2+，1 mol [M(NH3)4]2+中存在的σ键个数为___________。金属M单独与氨水或单独与过氧化氢都不反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是(用离子方程式表示) _________________________________。
(4)NF3与NH3具有相同的空间构型，但NF3不易与M2+形成配离子，其原因是_________________________________。[M(NH3)4]2+具有对称的空间结构，其中2个NH3分别被Cl−取代能得到两种不同结构的M(NH3)2Cl2，则[M(NH3)4]2+中由4个NH3围成的图形是___________。
(5)金属A与M可形成多种组成不同的合金，其中一种合金的晶胞如图甲所示(α=β=γ=90°)，图乙为晶胞在z轴方向的投影。
① 已知晶胞中a点(M原子)的分数坐标为(12,0,34)，则b点原子的分数坐标为______________________。
② 该晶体的密度为______________________g/cm3(用含NA的计算式回答)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】略
2.【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；
C.X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。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体、非晶体，相似相溶原理，金属的导电性，难度不大。
【解答】
A.区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故A正确；
B.金属中的自由电子并不是在外加电场的作用下产生，金属导电是因为在外加电场作用下自由电子发生定向移动引起的，故B错误；
C.晶体具有各向异性的特性，不同方向传热能力不同，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形，故C正确；
D.相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，乙醇和水都是极性分子，符合相似相溶原理，且它们易形成分子间氢键，故乙醇易溶于水，故 D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查晶胞计算，为高频考点，把握均摊法计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.平均每两个立方体中含有一个K+，根据晶胞的18结构图，所以该立方体中钾离子个数=1×12=0.5，该立方体中Fex+个数=18×8=1，CN−位于每条棱中点，该立方体中含有CN−个数=12×14=3，所以平均化学式是K 0.5Fe(CN)3，化学式可以表示为KFe2(CN)6，故A正确；
B.KFe2(CN)6中Fe平均化合价为2.5，所以Fe3+与Fe2+的个数比为1:1，故B错误；
C.平均每两个立方体中含有一个K+，根据晶胞的18结构图，所以该立方体中钾离子个数=1×12=0.5，一个晶胞中K+的个数为4个，故C正确；
D.测定晶体的结构的方法，常采用X射线衍射法，故D正确。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查晶体知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，主要晶胞的化学式计算以及共价键、分子间作用力的区别，题目难度中等。
【解答】
A.与侧面面心的Al原子等距离且最近的Mg原子处于该面的4个顶点及面心位置，而每个侧面为2个晶胞共有，故1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离，故A正确；
B.共价键存在于分子内，水分子间为分子间作用力，冰晶胞中主要是氢键，故B错误；
C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的概率密度大，故C错误；
D.根据均摊法可知黑球有4×12+4×12+1=5个Ni，白球有8×18=1个La，图D晶体化学式为LaNi5，故 D错误。
6.【答案】A
【解析】A.金属一般具有银白色光译，与电子气理论密切相关。由于大多数金属原子以最紧密堆积方式排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来，这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽，A错误；
B.金属具有良好的导电性原因是金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流，B正确；
C.金属具有良好的导热性的原因是金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量，C正确；
D.金属晶体具有良好的延展性原因是当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键，D正确；
故选A。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了晶体结构以及晶胞的计算等知识，重在考查学习获知题给信息的能力和解决问题的能力，难度中等。
【解答】
A.根据均摊法可知，图Ⅰ中含有铜原子数为8×18+2×12=2，金原子数为4×12=2，图Ⅱ中含有铜原子数为8×18=1，金原子数为6×12=3，图Ⅰ中物质的化学式CuAu，图Ⅱ中物质的化学式CuAu3，故A错误；
B.根据A中计算可知图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3，故B正确；
C.根据图Ⅱ的结构可知，与每个铜原子紧邻的铜原子共有6个，故C错误；
D.根据A的计算可知图Ⅰ中晶胞中含有铜原子数为2，金原子数为2，所以晶体的密度为ρ=64×2+197×2NAa3g⋅cm−3=522NA⋅a3g⋅cm−3，故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查晶胞计算，侧重考查分析判断及空间想像能力，利用均摊法确定化学式，明确铜原子与氯原子的空间位置和坐标是解答的关键，题目难度中等。
【解答】
A.由晶胞结构可知，Cl原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cl原子，Cu原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cu原子数目为8×18+6×12=4，故该化合物的化学式为CuCl，故A正确;
B.已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R为包含P在内的八分之一个晶胞的中心，故R原子坐标是
(14,14,14)，故B正确;
C.由图知，距离Cu最近且等距的氯原子有4个，则Cu原子的配位数是4，故C正确;
D.若Cu原子与最近的CI原子的核间距为apm，即为晶胞立方体体对角线的14，而体对角线为晶胞边长的 3倍，则该晶体的棱长为43 3apm，故D错误;
故选D。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了物质的结构，涉及均摊法确定化学式、电子排布式等，题目难度中等，掌握基础即可解答。
【解答】
A.由晶胞结构可知，一个晶胞中含有Ca的个数为8×18=1，含有Ti的个数为1，含有O的个数为6×12=3，钛酸钙的化学式为CaTiO3，故A正确；
B.钛与钙都是第四周期元素，故B正确；
C.氧为8号元素，基态氧原子价电子排布式是 2s22p4，故C正确。
D.由晶胞的结构可知，Ca2+距离最近且相等的O2−有12个 ，故D错误；
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的知识，需要学生有读图能力，掌握均摊法、坐标系的知识为解答关键，难度一般。
【解答】
A.由题目所给的图可知，铜位于顶点面心和体心，棱心，而Mn和Al穿插位于由铜构成的立方体体心位置，一个铝原子等距且最近的铝原子有12，故A错误；
B.若A原子的分数坐标为(0,0,0)，且B位于Cu形成的立方体体心，故B的坐标为(34、34、34)，故B错误；
C.由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞包括4个Mn和4个Al，由于Cu8个在顶点，12个在棱心，6个在面心，故晶胞分摊Cu为8×18+12×14+6×12+1=8个，故化学式为AlMnCu2，故C错误；
D.沿穿过A、C的对角线切开晶胞，刚好经过上面2个Al和下面的两个Mn，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的知识，需要学生有读图能力，掌握均摊法、坐标系的知识为解答关键，难度一般。
【解答】
A.由题目所给的图可知，铜位于顶点面心和体心，棱心，而Mn和Al穿插位于由铜构成的立方体体心位置，一个铝原子等距且最近的铝原子有12，故A错误；
B.由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞包括4个Mn和4个Al，由于Cu8个在顶点，12个在棱心，6个在面心，故晶胞分摊Cu为8×18+12×14+6×12+1=8个，故化学式为AlMnCu2，故B错误；
C.若A原子的分数坐标为(0,0,0)，且B位于Cu形成的立方体体心，故B的坐标为(34、34、34)，故C错误；
D.沿穿过A、C的对角线切开晶胞，刚好经过上面2个Al和下面的两个Mn，故D正确。
13.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的相关知识，解答时，注意晶胞的结构的认知。
【解答】
A.由晶胞结构可知， Cl原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子， Cu原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cu原子数目为8×18+6×12=4，故化学式为CuCl该化合物的化学式为CuCl，A正确;
B.已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R为包含P在内的八分之一个晶胞的中心，故R原子坐标是(14,14,14)，B正确;
C.由图知，距离Cu最近且等距的氯原子有4个，则Cu原子的配位数是4，C正确;
D.若Cu原子与最近的CI原子的核间距为apm，即为晶胞立方体体对角线的14，而体对角线为晶胞边长的 3倍，则该晶体的棱长为43 3apm，D不正确。
14.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查晶胞的分析和应用，难度一般，掌握晶胞分析方法和物质的组成即可解答。
【解答】
A.Na+嵌入过程中，CN−数目不变，根据电中性原理，部分Fe3+会被Fe2+替代，Fe3+数目减少，故A错误；
B.根据普鲁士蓝的晶胞结构，晶胞中含有，4个Na+，Fe3+：8×18+6×12=4，Fe2+：12×14+1=4，CN−：24×14+24×12+6=24，则化学式为NaFe2(CN)6，故B正确；
C.Na+嵌入越多导电性能越好，则普鲁士白在三种物质中电化学性能最佳，故C正确；
D.格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6，以中心Fe3+为例，周围等距且最近的Fe3+位于相互垂直的三个坐标轴上，故D正确。
15.【答案】A
【解析】解：A.氯化钠晶体中，距Na+最近的Cl−是6个，即钠离子的配位数是6，6个氯离子形成正八面体结构，故A错误；
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2+的个数为：18×8+12×6=4，故B正确；
C.在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×12=2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1：2，故C正确；
D.气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D正确；
故选：A。
A.氯化钠晶体中，钠离子的配位数是6，6个氯离子形成正八面体结构；
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心，利用均摊法计算；
C.根据用均摊法分析；
D.注意气态团簇分子与晶胞的区别。
本题考查晶胞结构与计算，熟练掌握常见晶胞结构，B选项可以先确定氟离子数目，再结合化学式计算钙离子数目，D选项为易错点，注意气态团簇分子模型与晶胞结构的区别，掌握均摊法进行晶胞有关计算。
16.【答案】(1)14
(2) Si
(4)a
(5) 2 63d 3
【解析】
【分析】本题考查物质结构和性质，侧重考查基础知识的掌握和运用、空间想象能力及计算能力，明确元素周期律、原子结构、晶胞计算方法是解本题关键，难点是(4)②题的计算，注意该题采用的解题方法，题目难度中等。
【解答】(1)基态Si原子电子排布1s22s22p63s23p2，其空间运动状态电子就有14种，
故答案为：14；
(2)元素对键合电子吸引力：Si
故答案为：乙；Si原子与O原子形成4个Si−O键的总键能比生成两个Si=O键的总键能大，体系更稳定，所以SiO2采用乙构型更稳定；
(4)硅原子半径比碳原子大，从图中微粒大小关系判断，较小的碳原子在碳化硅立方晶胞的八个顶点和六个面面心位置，较大的硅原子在体对角线高顶点14处，且四个硅原子对应的顶点处于交错位置，和该顶点所在面的面心构成正四面体，一个晶胞内体对角线均分四段，五个点上的原子顺序是“碳−硅−空−空−碳”，
故答案为：a；
(5)如果SiC晶体中硅原子与最近碳原子间距离为d，为晶胞体对角线长度的14，晶胞边长为4d 3，硅原子与离其次近的原子间距离为同一平面上两个Si原子之间的距离，其距离为面对角线长度的一半= 22×4d 3pm=2 63d；
每个晶胞中硅原子与离其次近的原子间距离为同一平面上两个Si原子之间的距离，如果将晶胞中Si原子位于顶点和面心上，则C原子处于原来晶胞中Si原子位置，则新的晶胞中距离顶点上Si原子次近的距离为面心上Si原子，每个晶胞中距离顶点Si原子次近的Si原子个数为3．
故答案为：2 63d；3。
17.【答案】(1)3d74s2；球形；
(2)高于；基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；
(3)①直线形； sp；
②24NA(或24×6.02×1023)；
③Co
(5)六方最密堆积； 64 3×1021a2cNA。
【解析】
【分析】
本题考查了原子核外电子排布，杂化轨道理论，电负性及电离能大小比较，晶体密度的计算等，题目难度较大。
【解答】
(1)Co为27号元素，其基态原子的价电子排布式为3d74s2，基态Ti原子核外电子占据的最高能层为N层，最后一个电子填充在4s能级，其电子云轮廓图的形状为球形；故答案为：3d74s2；球形；
(2)基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；故答案为：高于；基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；
(3)①[Co(N3)(NH3)5]2+中的阴离子为N3−，其中每个N原子最外层均满足8e−结构，故中心N原子的价层电子对数目为2，杂化形式为sp，N3−的立体构型为直线形；故答案为：直线形； sp；
②[Co(NH3)6]2+中NH3与Co2+形成6个配位键，属于δ键，每个NH3分子中含有3个δ键，共18个δ键，故1mol[Co(NH3)6]2+中含有δ键的数目为24NA或24×6.02×1023，故答案为：24NA(或24×6.02×1023)；
③元素的非金属性越强，电负性越大，故H、N、O、Co的电负性由小到大的顺序为Co
(5)金属堆积模型为六方最密堆积；正六棱柱的体积为3a×10−7× 32×a×10−7×c×10−7cm3，每个正六棱柱含有12×16+2×12+3=6个Ti原子，该钛晶体的密度ρ=48×63a×10−7× 32×a×10−7×c×10−7NA=64 3×1021a2cNAg/cm3，故答案为：六方最密堆积； 64 3×1021a2cNA。
18.【答案】(1) d 3s 23p 63d 5
(2)对太阳光进行光谱分析
(3)3
(4)KFe2(CN)6 ； 6 D
(5)19:4 正八面体
(6)4π ×10−30NAρ(rk3+r13)3(Mk+Mr)×100％
【解析】
【分析】本题考查元素周期表结构、核外电子排布式、“均摊法”确定晶体化学式、晶胞概念与常见结构、σ键与π键、配位数及相关数目的判断等知识，难度中等。
【解答】(1)Fe元素原子序数26，在元素周期表中位于d区，Fe3+的最外层电子排布式为 3s 23p 63d 5
(2)要验证太阳上是否含有稀有气体Ar，可采用的方法是：对太阳光进行光谱分析
(3)I3−中心I原子外层8个电子，其中两个分别和两端I原子生成共价键，剩余6个电子是3对孤对电子。
(4)①立方体结构中Fe3+离子的个数为：4×18=12，Fe2+离子的个数为：4×18=12，CN−离子的个数为：12×14=3，
根据电荷守恒：N(K+)+N(Fe3+)×3+N(Fe2+)×2=N(CN−)，得N(K+)=12，
普鲁士蓝中n(K+)：n(Fe3+)：n(Fe2+)：n(CN−)=1：1：1：6，则其化学式为KFe[Fe(CN)6]；②每个CN−含有2个π键，每个立方体中含有CN−个数为3，所以一个立方体中含有6个π键，
③由题意可知，在制备普鲁士蓝和藤士蓝时，没有元素法生价态变化。产物应该是一种盐，晶体是离子晶体。若晶胞体心有一K+，其电荷也不平衡，故ABC错误，答案为D。
(5)①设含y个Fe2+，则有(0.92−y)个Fe3+，而正、负化合价代数和为零，得：2y+3×(0.92−y)
=2，解得y=0.76(个)，此晶体中Fe2+与Fe3+的个数比为0.76:(0.92−0.76)=0.76:0.16=19:4;
②由NaCl晶体结构可推知，与Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的有6个，这6个O2−所围成的几何形状为正八面体。
(6)一个晶胞中，含有4个KI，所以一个晶胞中，V球=4×43π(rK3+rI3)=163π(rK3+rI3)，KI晶体的密度为ρg/cm3，K和I的摩尔质量分别为MK g/mol和M1g/mol，则ρ=4×(MK+MI)NAa3，则a3=4(MK+MI)ρNA×1030，所以KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V球a3×100%=163π(rK3+rI3)4×(MK+MI)ρNA×100%×10−30=4π×10−30NAρ(rK3+rI3)3(MK+MI)×100%，
故答案为：4π×10−30NAρ(rK3+rI3)3(MK+MI)×100%。
19.【答案】(1)；
(2)碳；BC；
(3) 16NA；Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH−；
(4) F的电负性比N大，N−F键成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键；平面正方形；
(5)①(0,12,14)；2×118×10210.412×0.58NA。
【解析】
【分析】
本题考查元素推断和物质的结构，难度一般，推定元素并掌握物质的结构与晶胞计算为解题关键，侧重考查分析能力和灵活运用能力。
【解答】
A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素，A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应，则为铝元素，B位于周期表的第八纵行，其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定，则为铁元素，M原子的价电子排布为nd10(n+1)s1，n=3，则为铜元素，以此解答。
(1)铜失去2个电子形成Cu2+，价电子排布式为3d9，则价电子轨道表示式为；
(2)Fe(CO)5中，CO为配位体，碳原子和氧原子均有孤电子对，碳的电负性小于O，则与Fe原子配位的原子为碳；
A.基态B原子核外价电子排布式为3d64s2，则未成对电子数为4，故A正确；
B.配体与B原子所形成的配位键的键长不同，键能不相同，故B错误；
C.中心B原子形成5个配位键，需要5个轨道进行杂化，不可能采取sp3杂化，故C错误；
D.Fe在周期表中位于VIII族，属于d区元素，故D正确。
故选BC；
(3) [M(NH3)4]2+中存在的σ键为氨分子内部的N−H键和Cu与N形成的配位键，则1 mol [M(NH3)4]2+中存在的σ键个数为16NA；铜与过氧化氢、氨水的混合溶液发生氧化还原反应生成铜氨配合物，配平离子方程式为Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH−；
(4)NF3不易与M2+形成配离子，其原因是：F的电负性比N大，N−F键成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键；[M(NH3)4]2+具有对称的空间结构，其中2个NH3分别被Cl−取代能得到两种不同结构的M(NH3)2Cl2，正四面体的二氯代物只有一种，则[M(NH3)4]2+中由4个NH3围成的图形是平面正方形；
(5)①已知晶胞中a点(M原子)的分数坐标为(12,0,34)，位于xoz平面，则b点原子位于yoz平面，分数坐标为 (0,12,14)；
②根据均摊法计算晶胞含有Cu：4×12=2，Al：8×18+4×14+2×12+1=4，晶胞质量为2×64+4×27NAg，晶胞体积为0.412×0.58×10−21cm3，该晶体的密度为2×118×10210.412×0.58NAg/cm3。
专题3第一单元金属键金属晶体同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1. 下列说法错误的是( )
A. 物质聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B. 晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形
C. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验
D. 配合物和超分子有着广泛的应用，其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
2. 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毫米的大直径硅单晶，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. 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
3. 下列叙述错误的是( )
A. 区别晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验
B. 金属导电是因为在外加电场作用下金属产生了自由电子，电子定向移动产生了电流
C. 晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形
D. 乙醇和水都是极性分子，符合相似相溶原理，且它们易形成分子间氢键，故乙醇易溶于水
4. 普鲁士蓝俗称铁蓝，晶胞的18结构如图所示(K+未画出)，平均每两个立方体中含有一个K+，下列说法不正确的是( )
A. 化学式可以表示为KFe2(CN)6
B. 又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种，则Fe3+与
Fe2+的个数比为1：2
C. 一个晶胞中K+的个数为4个
D. 通过X射线衍射实验可确定晶胞的结构
5. 下列有关说法正确的是
A. 图A为铝镁合金晶胞，原子位于面心和顶点，1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离
B. 图B为冰晶胞示意图，类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合
C. 图C为H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D晶体化学式为LaNi4
6. 下列关于金属性质的说法不正确的是
A. 金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与电子气理论没有关系
B. 金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流
C. 金属具有良好的导热性，是因为金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量
D. 金属晶体具有良好延展性，是因为当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键
7. 铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同
B. 图Ⅱ中物质的化学式为Au3Cu
C. 图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个
D. 图Ⅰ中晶胞的晶胞参数a=acm，则图Ⅰ中合金的密度为
8. 锌与硫所形成的化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是
A. 该晶体属于离子晶体 B. 该晶胞中Zn2+和S2−数目不相等
C. 阳离子的配位数为4 D. 氧化锌的熔点高于硫化锌
9. 【题文】 162a9491−abcf−432f−a0d1−9e31f75cf920
【试卷说明：本试卷为平台新老师测试试卷，请新老师按照标准规范认真答题】
一种铜的氯化物立方晶胞结构如图所示，说法错误的是( )
A. 该化合物的化学式为CuCl
B. 已知、的原子坐标分别为、，则的原子坐标是，
C. 原子的配位数是
D. 若原子与最近的原子的核间距为，则该晶体的棱长为
10. 钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，该类化合物具有特殊的理化性质，比如吸光性、电催化性等，其晶体结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 钛酸钙的化学式为CaTiO3
B. 钛与钙是同一周期元素
C. 基态氧原子价电子排布式是 2s22p4
D. 晶胞中与每个Ca2+距离最近且相等的O2− 有 6个
11. Al—Mn—Cu合金的晶胞如图所示，该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法正确的是
A. Al原子周围等距且最近的Al原子有6个
B. 若A原子的分数坐标为(0,0,0)，则B原子的分数坐标为(34,14,34)
C. Al—Mn—Cu合金化学式可表示为AlMnCu4
D. 沿晶胞对角面的切面图为
12. Al−Mn−Cu合金的晶胞如图所示，该晶胞可视为 Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法正确的是( )
A. Al原子周围等距且最近的Al原子有6个
B. Al−Mn−Cu合金化学式可表示为AlMnCu3
C. 若A原子的分数坐标为(0,0,0)，则B原子的为34,14,34
D. 沿晶胞对角面的切面图为
13. 【题文】 162a9491−abcf−432f−a0d1−9e31f75cf920
【试卷说明：本试卷为平台新老师测试试卷，请新老师按照标准规范认真答题】
一种铜的氯化物立方晶胞结构如图所示，说法错误的是( )
A. 该化合物的化学式为CuCl
B. 已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R的原子坐标是(14,14,14)，
C. Cu原子的配位数是4
D. 若Cu原子与最近的Cl原子的核间距为a pm，则该晶体的棱长为2 2apm
14. 科学家将一种纳米级普鲁士蓝类似物应用于水性钠离子电池，该普鲁士蓝类似物由Na+、Fe2+、Fe3+、CN−组成。Na+嵌入和脱嵌过程中，Fe2+与Fe3+含量发生变化，变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，晶体结构如图所示，其中Na+嵌入越多导电性能越好。下列说法错误的是( )
A. Na+嵌入过程中，Fe3+数目增加
B. 普鲁士蓝的化学式为NaFe2(CN)6
C. 普鲁士白在三种物质中电化学性能最佳
D. 格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
15. 有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A. 在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl−形成为正四面体形
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2
D. 该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
二、 实验题
16. 碳、硅及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Si原子有___________种空间运动状态的电子。
(2)C、O、Si电负性由小到大的顺序为___________；
(3)C和Si与O原子结合形成CO2和SiO2时假设采用甲、乙两种构型：
化学键键能(kJ/mol)
化学能
键能
化学能
键能
C−C
331
C−O
343
Si−Si
197
Si−O
466
C=C
620
C=O
805
Si=Si
272
Si=O
640
SiO2晶体中Si原子采取的构型是___________(填“甲”或“乙”)，从能量角度解释Si原子采取该构型的原因是___________。
碳化硅(SiC)是人工合成的无机非金属材料，其晶体结构类似于金刚石，结构如图：
(4)在立方体体对角线的一维空间上碳、硅原子的分布规律(原子的比例大小和相对位置)正确的是___________(填序号)。
a.· b．
c. d．
(5)SiC晶体中硅原子与离其最近的原子间距离为d，则硅原子与离其次近的原子间距离为___________，一个硅原子周围与其次近的原子的数目为___________。
三、简答题
17. Co和Ti均属于稀有金属，在生产、科技和军事领域均有重要的研究和应用价值。
回答下列问题：
(1)基态Co原子的价电子排布式为______________；基态Ti原子占据最高能层的核外电子的电子云轮廓图的形状为________________。
(2)Co和Ca处于同一周期，且核外最高能层电子构型相同。金属Co的熔点________(填“高于”或“低于”)金属Ca，原因为_____________。
(3)Co能形成多种重要配合物，如Co3+能形成[Co(N3)(NH3)5]2+；Co2+能形成[Co(H2O)6]2+、[Co(NH3)6]2+等。
①[Co(N3)(NH3)5]2+中所含阴离子的每个原子最外层均满足8e−结构。该阴离子的立体构型为__________，其中心原子的杂化形式为_______。
②1mol[Co(NH3)6]2+中含有δ键的数目为________________________。
③H、N、O、Co的电负性由小到大的顺序为________________________(用元素符号表示)。
(4)Ti能形成多种化合物，如TiN、TiS2。基态N原子的第一电离能________(填“大于”或“小于”)基态S原子。
(5)晶体Ti的一种堆积模型如图所示。该堆积模型的名称为________________________；此种Ti单质的密度ρ=________g⋅cm−3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18. 含铁元素的化合物和含碘元素的化合物在生活和生产中应用及其广泛。
(1)Fe元素在元素周期表中位于_______区，Fe3+的最外层电子排布式为_______
(2)要验证太阳上是否含有稀有气体Ar，可采用的方法是_______
(3)根据价层电子对互斥理论计算I3−的中心原子I周围的孤对电子对数为_______对
(4)可以通过向FeCl3溶液中滴加黄血盐K4[Fe(CN)6]制备普鲁士蓝，向FeCl2溶液中滴赤血盐K3[Fe(CN)6]制备滕氏蓝。普鲁士蓝和滕氏蓝过去在很长一段时间被视为两种物质，但近代经X射线研究发现两者的晶胞都是如图所示的结构。
①该物质的化学式为_______
②一个正方体中含有的π键数目为_______个
③下列说法正确的是_______
A.上述制备普鲁士蓝和滕士蓝办法都是氧化还原法
B.上图未标出K+，如果图为晶胞，则K+位于晶胞体心
C.普鲁士蓝和滕士蓝是具备空间网状构造原子晶体
D.图中Fe2+和Fe3+位置不能互换
(5)NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO中x=0.92。
①此晶体中Fe2+与Fe3+的个数比为_______
②与Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2−围成的空间几何形状是_______
(6)KI的晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，已知其晶体的密度为ρ g/cm3，K和I的摩尔质量分别为Mkg·mol−1和MIg·mol−1，原子半径分别为rkpm和rIpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______(写表达式即可)
四、推断题
19. A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素，A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应，B位于周期表的第八纵行，其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定，M原子的价电子排布为nd10(n+1)s1。回答下列问题：
(1)M2+的价电子轨道表示式为______________________。
(2)B(CO)5为黄色粘稠状液体，60℃在空气中可自燃，其结构和部分键长如图所示。在B(CO)5中与B原子配位的原子为___________原子(填名称)。下列说法错误的是___________ (填标号)。
A.基态B原子核外未成对电子数为4
B.配体与B原子所形成的配位键的键能相同
C.中心B原子可能采取sp3杂化
D.B在周期表中位于VIII族，属于d区元素
(3)已知：MSO4溶液蓝色沉淀深蓝色溶液，深蓝色溶液中存在[M(NH3)4]2+，1 mol [M(NH3)4]2+中存在的σ键个数为___________。金属M单独与氨水或单独与过氧化氢都不反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是(用离子方程式表示) _________________________________。
(4)NF3与NH3具有相同的空间构型，但NF3不易与M2+形成配离子，其原因是_________________________________。[M(NH3)4]2+具有对称的空间结构，其中2个NH3分别被Cl−取代能得到两种不同结构的M(NH3)2Cl2，则[M(NH3)4]2+中由4个NH3围成的图形是___________。
(5)金属A与M可形成多种组成不同的合金，其中一种合金的晶胞如图甲所示(α=β=γ=90°)，图乙为晶胞在z轴方向的投影。
① 已知晶胞中a点(M原子)的分数坐标为(12,0,34)，则b点原子的分数坐标为______________________。
② 该晶体的密度为______________________g/cm3(用含NA的计算式回答)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】略
2.【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；
C.X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。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体、非晶体，相似相溶原理，金属的导电性，难度不大。
【解答】
A.区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故A正确；
B.金属中的自由电子并不是在外加电场的作用下产生，金属导电是因为在外加电场作用下自由电子发生定向移动引起的，故B错误；
C.晶体具有各向异性的特性，不同方向传热能力不同，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形，故C正确；
D.相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，乙醇和水都是极性分子，符合相似相溶原理，且它们易形成分子间氢键，故乙醇易溶于水，故 D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查晶胞计算，为高频考点，把握均摊法计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.平均每两个立方体中含有一个K+，根据晶胞的18结构图，所以该立方体中钾离子个数=1×12=0.5，该立方体中Fex+个数=18×8=1，CN−位于每条棱中点，该立方体中含有CN−个数=12×14=3，所以平均化学式是K 0.5Fe(CN)3，化学式可以表示为KFe2(CN)6，故A正确；
B.KFe2(CN)6中Fe平均化合价为2.5，所以Fe3+与Fe2+的个数比为1:1，故B错误；
C.平均每两个立方体中含有一个K+，根据晶胞的18结构图，所以该立方体中钾离子个数=1×12=0.5，一个晶胞中K+的个数为4个，故C正确；
D.测定晶体的结构的方法，常采用X射线衍射法，故D正确。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查晶体知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，主要晶胞的化学式计算以及共价键、分子间作用力的区别，题目难度中等。
【解答】
A.与侧面面心的Al原子等距离且最近的Mg原子处于该面的4个顶点及面心位置，而每个侧面为2个晶胞共有，故1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离，故A正确；
B.共价键存在于分子内，水分子间为分子间作用力，冰晶胞中主要是氢键，故B错误；
C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的概率密度大，故C错误；
D.根据均摊法可知黑球有4×12+4×12+1=5个Ni，白球有8×18=1个La，图D晶体化学式为LaNi5，故 D错误。
6.【答案】A
【解析】A.金属一般具有银白色光译，与电子气理论密切相关。由于大多数金属原子以最紧密堆积方式排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来，这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽，A错误；
B.金属具有良好的导电性原因是金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流，B正确；
C.金属具有良好的导热性的原因是金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量，C正确；
D.金属晶体具有良好的延展性原因是当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键，D正确；
故选A。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了晶体结构以及晶胞的计算等知识，重在考查学习获知题给信息的能力和解决问题的能力，难度中等。
【解答】
A.根据均摊法可知，图Ⅰ中含有铜原子数为8×18+2×12=2，金原子数为4×12=2，图Ⅱ中含有铜原子数为8×18=1，金原子数为6×12=3，图Ⅰ中物质的化学式CuAu，图Ⅱ中物质的化学式CuAu3，故A错误；
B.根据A中计算可知图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3，故B正确；
C.根据图Ⅱ的结构可知，与每个铜原子紧邻的铜原子共有6个，故C错误；
D.根据A的计算可知图Ⅰ中晶胞中含有铜原子数为2，金原子数为2，所以晶体的密度为ρ=64×2+197×2NAa3g⋅cm−3=522NA⋅a3g⋅cm−3，故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查晶胞计算，侧重考查分析判断及空间想像能力，利用均摊法确定化学式，明确铜原子与氯原子的空间位置和坐标是解答的关键，题目难度中等。
【解答】
A.由晶胞结构可知，Cl原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cl原子，Cu原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cu原子数目为8×18+6×12=4，故该化合物的化学式为CuCl，故A正确;
B.已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R为包含P在内的八分之一个晶胞的中心，故R原子坐标是
(14,14,14)，故B正确;
C.由图知，距离Cu最近且等距的氯原子有4个，则Cu原子的配位数是4，故C正确;
D.若Cu原子与最近的CI原子的核间距为apm，即为晶胞立方体体对角线的14，而体对角线为晶胞边长的 3倍，则该晶体的棱长为43 3apm，故D错误;
故选D。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了物质的结构，涉及均摊法确定化学式、电子排布式等，题目难度中等，掌握基础即可解答。
【解答】
A.由晶胞结构可知，一个晶胞中含有Ca的个数为8×18=1，含有Ti的个数为1，含有O的个数为6×12=3，钛酸钙的化学式为CaTiO3，故A正确；
B.钛与钙都是第四周期元素，故B正确；
C.氧为8号元素，基态氧原子价电子排布式是 2s22p4，故C正确。
D.由晶胞的结构可知，Ca2+距离最近且相等的O2−有12个 ，故D错误；
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的知识，需要学生有读图能力，掌握均摊法、坐标系的知识为解答关键，难度一般。
【解答】
A.由题目所给的图可知，铜位于顶点面心和体心，棱心，而Mn和Al穿插位于由铜构成的立方体体心位置，一个铝原子等距且最近的铝原子有12，故A错误；
B.若A原子的分数坐标为(0,0,0)，且B位于Cu形成的立方体体心，故B的坐标为(34、34、34)，故B错误；
C.由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞包括4个Mn和4个Al，由于Cu8个在顶点，12个在棱心，6个在面心，故晶胞分摊Cu为8×18+12×14+6×12+1=8个，故化学式为AlMnCu2，故C错误；
D.沿穿过A、C的对角线切开晶胞，刚好经过上面2个Al和下面的两个Mn，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的知识，需要学生有读图能力，掌握均摊法、坐标系的知识为解答关键，难度一般。
【解答】
A.由题目所给的图可知，铜位于顶点面心和体心，棱心，而Mn和Al穿插位于由铜构成的立方体体心位置，一个铝原子等距且最近的铝原子有12，故A错误；
B.由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞包括4个Mn和4个Al，由于Cu8个在顶点，12个在棱心，6个在面心，故晶胞分摊Cu为8×18+12×14+6×12+1=8个，故化学式为AlMnCu2，故B错误；
C.若A原子的分数坐标为(0,0,0)，且B位于Cu形成的立方体体心，故B的坐标为(34、34、34)，故C错误；
D.沿穿过A、C的对角线切开晶胞，刚好经过上面2个Al和下面的两个Mn，故D正确。
13.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考察晶胞的相关知识，解答时，注意晶胞的结构的认知。
【解答】
A.由晶胞结构可知， Cl原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子， Cu原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cu原子数目为8×18+6×12=4，故化学式为CuCl该化合物的化学式为CuCl，A正确;
B.已知P、Q的原子坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)，则R为包含P在内的八分之一个晶胞的中心，故R原子坐标是(14,14,14)，B正确;
C.由图知，距离Cu最近且等距的氯原子有4个，则Cu原子的配位数是4，C正确;
D.若Cu原子与最近的CI原子的核间距为apm，即为晶胞立方体体对角线的14，而体对角线为晶胞边长的 3倍，则该晶体的棱长为43 3apm，D不正确。
14.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查晶胞的分析和应用，难度一般，掌握晶胞分析方法和物质的组成即可解答。
【解答】
A.Na+嵌入过程中，CN−数目不变，根据电中性原理，部分Fe3+会被Fe2+替代，Fe3+数目减少，故A错误；
B.根据普鲁士蓝的晶胞结构，晶胞中含有，4个Na+，Fe3+：8×18+6×12=4，Fe2+：12×14+1=4，CN−：24×14+24×12+6=24，则化学式为NaFe2(CN)6，故B正确；
C.Na+嵌入越多导电性能越好，则普鲁士白在三种物质中电化学性能最佳，故C正确；
D.格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6，以中心Fe3+为例，周围等距且最近的Fe3+位于相互垂直的三个坐标轴上，故D正确。
15.【答案】A
【解析】解：A.氯化钠晶体中，距Na+最近的Cl−是6个，即钠离子的配位数是6，6个氯离子形成正八面体结构，故A错误；
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2+的个数为：18×8+12×6=4，故B正确；
C.在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×12=2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1：2，故C正确；
D.气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D正确；
故选：A。
A.氯化钠晶体中，钠离子的配位数是6，6个氯离子形成正八面体结构；
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心，利用均摊法计算；
C.根据用均摊法分析；
D.注意气态团簇分子与晶胞的区别。
本题考查晶胞结构与计算，熟练掌握常见晶胞结构，B选项可以先确定氟离子数目，再结合化学式计算钙离子数目，D选项为易错点，注意气态团簇分子模型与晶胞结构的区别，掌握均摊法进行晶胞有关计算。
16.【答案】(1)14
(2) Si
(4)a
(5) 2 63d 3
【解析】
【分析】本题考查物质结构和性质，侧重考查基础知识的掌握和运用、空间想象能力及计算能力，明确元素周期律、原子结构、晶胞计算方法是解本题关键，难点是(4)②题的计算，注意该题采用的解题方法，题目难度中等。
【解答】(1)基态Si原子电子排布1s22s22p63s23p2，其空间运动状态电子就有14种，
故答案为：14；
(2)元素对键合电子吸引力：Si
故答案为：乙；Si原子与O原子形成4个Si−O键的总键能比生成两个Si=O键的总键能大，体系更稳定，所以SiO2采用乙构型更稳定；
(4)硅原子半径比碳原子大，从图中微粒大小关系判断，较小的碳原子在碳化硅立方晶胞的八个顶点和六个面面心位置，较大的硅原子在体对角线高顶点14处，且四个硅原子对应的顶点处于交错位置，和该顶点所在面的面心构成正四面体，一个晶胞内体对角线均分四段，五个点上的原子顺序是“碳−硅−空−空−碳”，
故答案为：a；
(5)如果SiC晶体中硅原子与最近碳原子间距离为d，为晶胞体对角线长度的14，晶胞边长为4d 3，硅原子与离其次近的原子间距离为同一平面上两个Si原子之间的距离，其距离为面对角线长度的一半= 22×4d 3pm=2 63d；
每个晶胞中硅原子与离其次近的原子间距离为同一平面上两个Si原子之间的距离，如果将晶胞中Si原子位于顶点和面心上，则C原子处于原来晶胞中Si原子位置，则新的晶胞中距离顶点上Si原子次近的距离为面心上Si原子，每个晶胞中距离顶点Si原子次近的Si原子个数为3．
故答案为：2 63d；3。
17.【答案】(1)3d74s2；球形；
(2)高于；基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；
(3)①直线形； sp；
②24NA(或24×6.02×1023)；
③Co
(5)六方最密堆积； 64 3×1021a2cNA。
【解析】
【分析】
本题考查了原子核外电子排布，杂化轨道理论，电负性及电离能大小比较，晶体密度的计算等，题目难度较大。
【解答】
(1)Co为27号元素，其基态原子的价电子排布式为3d74s2，基态Ti原子核外电子占据的最高能层为N层，最后一个电子填充在4s能级，其电子云轮廓图的形状为球形；故答案为：3d74s2；球形；
(2)基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；故答案为：高于；基态Co原子的半径小于基态Ca原子，价层电子数目多于Ca原子，故金属Co的金属键强于金属Ca，熔点高于金属Ca；
(3)①[Co(N3)(NH3)5]2+中的阴离子为N3−，其中每个N原子最外层均满足8e−结构，故中心N原子的价层电子对数目为2，杂化形式为sp，N3−的立体构型为直线形；故答案为：直线形； sp；
②[Co(NH3)6]2+中NH3与Co2+形成6个配位键，属于δ键，每个NH3分子中含有3个δ键，共18个δ键，故1mol[Co(NH3)6]2+中含有δ键的数目为24NA或24×6.02×1023，故答案为：24NA(或24×6.02×1023)；
③元素的非金属性越强，电负性越大，故H、N、O、Co的电负性由小到大的顺序为Co
(5)金属堆积模型为六方最密堆积；正六棱柱的体积为3a×10−7× 32×a×10−7×c×10−7cm3，每个正六棱柱含有12×16+2×12+3=6个Ti原子，该钛晶体的密度ρ=48×63a×10−7× 32×a×10−7×c×10−7NA=64 3×1021a2cNAg/cm3，故答案为：六方最密堆积； 64 3×1021a2cNA。
18.【答案】(1) d 3s 23p 63d 5
(2)对太阳光进行光谱分析
(3)3
(4)KFe2(CN)6 ； 6 D
(5)19:4 正八面体
(6)4π ×10−30NAρ(rk3+r13)3(Mk+Mr)×100％
【解析】
【分析】本题考查元素周期表结构、核外电子排布式、“均摊法”确定晶体化学式、晶胞概念与常见结构、σ键与π键、配位数及相关数目的判断等知识，难度中等。
【解答】(1)Fe元素原子序数26，在元素周期表中位于d区，Fe3+的最外层电子排布式为 3s 23p 63d 5
(2)要验证太阳上是否含有稀有气体Ar，可采用的方法是：对太阳光进行光谱分析
(3)I3−中心I原子外层8个电子，其中两个分别和两端I原子生成共价键，剩余6个电子是3对孤对电子。
(4)①立方体结构中Fe3+离子的个数为：4×18=12，Fe2+离子的个数为：4×18=12，CN−离子的个数为：12×14=3，
根据电荷守恒：N(K+)+N(Fe3+)×3+N(Fe2+)×2=N(CN−)，得N(K+)=12，
普鲁士蓝中n(K+)：n(Fe3+)：n(Fe2+)：n(CN−)=1：1：1：6，则其化学式为KFe[Fe(CN)6]；②每个CN−含有2个π键，每个立方体中含有CN−个数为3，所以一个立方体中含有6个π键，
③由题意可知，在制备普鲁士蓝和藤士蓝时，没有元素法生价态变化。产物应该是一种盐，晶体是离子晶体。若晶胞体心有一K+，其电荷也不平衡，故ABC错误，答案为D。
(5)①设含y个Fe2+，则有(0.92−y)个Fe3+，而正、负化合价代数和为零，得：2y+3×(0.92−y)
=2，解得y=0.76(个)，此晶体中Fe2+与Fe3+的个数比为0.76:(0.92−0.76)=0.76:0.16=19:4;
②由NaCl晶体结构可推知，与Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的有6个，这6个O2−所围成的几何形状为正八面体。
(6)一个晶胞中，含有4个KI，所以一个晶胞中，V球=4×43π(rK3+rI3)=163π(rK3+rI3)，KI晶体的密度为ρg/cm3，K和I的摩尔质量分别为MK g/mol和M1g/mol，则ρ=4×(MK+MI)NAa3，则a3=4(MK+MI)ρNA×1030，所以KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V球a3×100%=163π(rK3+rI3)4×(MK+MI)ρNA×100%×10−30=4π×10−30NAρ(rK3+rI3)3(MK+MI)×100%，
故答案为：4π×10−30NAρ(rK3+rI3)3(MK+MI)×100%。
19.【答案】(1)；
(2)碳；BC；
(3) 16NA；Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH−；
(4) F的电负性比N大，N−F键成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键；平面正方形；
(5)①(0,12,14)；2×118×10210.412×0.58NA。
【解析】
【分析】
本题考查元素推断和物质的结构，难度一般，推定元素并掌握物质的结构与晶胞计算为解题关键，侧重考查分析能力和灵活运用能力。
【解答】
A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素，A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应，则为铝元素，B位于周期表的第八纵行，其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定，则为铁元素，M原子的价电子排布为nd10(n+1)s1，n=3，则为铜元素，以此解答。
(1)铜失去2个电子形成Cu2+，价电子排布式为3d9，则价电子轨道表示式为；
(2)Fe(CO)5中，CO为配位体，碳原子和氧原子均有孤电子对，碳的电负性小于O，则与Fe原子配位的原子为碳；
A.基态B原子核外价电子排布式为3d64s2，则未成对电子数为4，故A正确；
B.配体与B原子所形成的配位键的键长不同，键能不相同，故B错误；
C.中心B原子形成5个配位键，需要5个轨道进行杂化，不可能采取sp3杂化，故C错误；
D.Fe在周期表中位于VIII族，属于d区元素，故D正确。
故选BC；
(3) [M(NH3)4]2+中存在的σ键为氨分子内部的N−H键和Cu与N形成的配位键，则1 mol [M(NH3)4]2+中存在的σ键个数为16NA；铜与过氧化氢、氨水的混合溶液发生氧化还原反应生成铜氨配合物，配平离子方程式为Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH−；
(4)NF3不易与M2+形成配离子，其原因是：F的电负性比N大，N−F键成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对吸引能力增强，难以形成配位键；[M(NH3)4]2+具有对称的空间结构，其中2个NH3分别被Cl−取代能得到两种不同结构的M(NH3)2Cl2，正四面体的二氯代物只有一种，则[M(NH3)4]2+中由4个NH3围成的图形是平面正方形；
(5)①已知晶胞中a点(M原子)的分数坐标为(12,0,34)，位于xoz平面，则b点原子位于yoz平面，分数坐标为 (0,12,14)；
②根据均摊法计算晶胞含有Cu：4×12=2，Al：8×18+4×14+2×12+1=4，晶胞质量为2×64+4×27NAg，晶胞体积为0.412×0.58×10−21cm3，该晶体的密度为2×118×10210.412×0.58NAg/cm3。
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