第一单元金属键金属晶体知识点题库

某物质的熔融状态可导电，固态能导电，将其投入水中后水溶液也可导电，则该物质可能是（　　）

A . 金刚石 B . NaOH C . 金属晶体 D . 分子晶体

金属具有延展性的原因是（　　）

A . 金属原子半径都较大，价电子较小 B . 金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用 C . 金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快 D . 自由电子受外力作用时能迅速传递能量

磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料．如图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足8电子稳定结构．下列有关说法正确的是（）

A . 磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体 B . 磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电 C . 磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键 D . 磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同

周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增．R基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子．工业上通过分离液态空气获得X单质．Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和．Z基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子．

请回答下列问题：

（1） Z²⁺基态核外电子排布式为：．
（2） YX₄^﹣的空间构型是：；与YX₄^﹣互为等电子体的一种分子为（填化学式）；HYX₄酸性比HYX₂强，其原因是：．
（3）结构简式为RX（WH₂）₂的化合物中R原子的杂化轨道类型为：；1molRX（WH₂）₂分子中含有σ键数目为：．（H为氢元素，下同）
（4）往Z的硫酸盐溶液中通入过量的WH₃ ，可生成[Z（WH₃）₄]SO₄ ，下列说法正确的是：．

A . [Z（WH₃）₄]SO₄中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B . 在[Z（WH₃）₄]²⁺中Z²⁺给出孤对电子，WH₃提供空轨道 C . [Z（WH₃）₄]SO₄组成元素中第一电离能最大的是氧元素
（5）某Y与Z形成的化合物的晶胞如右图所示（黑点代表Z原子）．
①该晶体的化学式为：．
②已知Z和Y的电负性分别为1.9和3.0，则Y与Z形成的化合物属于（填“离子”、“共价”）化合物．
③已知该晶体的密度为ρg•cm^﹣³ ，阿伏加德罗常数为N_A ，则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为： cm（只写计算式）（Z原子位于体对角线上）．

氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等．

（1） Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．
①Ti的基态原子有种能量不同的电子；
②BH₄^﹣的空间构型是（用文字描述）．
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂⇌2NH₃实现储氢和输氢．下列说法正确的是．

A . NH₃分子中N原子采用sp³杂化 B . NH₃和NH₄⁺是等电子体 C . CN^﹣的电子式为： D . 相同压强时，NH₃沸点比PH₃高
（3） 2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子．
①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂ ，说明C₆₀是分子（选填：“极性”、“非极性”）；
②C₆₀分子结构如图1所示，则C₆₀分子中含有σ键数目为．
（4） MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图2所示．
①MgH₂遇水就能释放H₂ ，该反应的化学方程式为；
②已知该晶体的密度a g/cm^﹣³ ，则该晶胞的体积为 cm³（用a、N_A表示）．

已知元素A、B、C均为前三周期的元素，其中A、B同主族，B是其同周期中原子半径最大的元素。C与A、B均不在同一周期，且与C同主族的某金属的氧化物具有两性。请回答：

（1） A、B、C 三种元素中第一电离能最小的元素是 (填元素符号)，其基态原子核外电子排布为。
（2） C元素的单质可与Cl₂反应生成CCl₃ ，该分子为结构，是(填“极性分子”“非极性分子”)，与水反应剧烈产生“白烟”，其方程式为。
（3） A、B两种元素可形成化合物X，写出X的电子式。
（4） A、C两种元素可形成化合物Y(C₂A₆)，其中心原子的杂化方式为。
（5） A、.B、C三种元素组成的化合物Z(分子式为BCA₄)，该物质曾作为一种还原剂，这是由于A 的价态为。
（6） Z形成的晶体属于立方晶系，晶胞参数为apm，其晶体类型为，晶胞如下图所示(图中A原子被省略)，在此晶胞中，含有个B原子。晶胞密度表达式为 g·cm^-3 (用a和N_A表示)。

分X、Y、Z、W、R均为前四周期元素且原子序数依次增大，X的基态原子核外有7种不同运动状态的电子，Y原子最外层有2对成对电子，Z的原子序数为Y的原子序数的2倍，W³⁺的基态离子3d轨道为半充满状态，R的氢氧化物悬浊液可用于检验葡萄糖的存在．

请回答下列问题：

（1） X₂分子中σ键和π键数目比是．
（2） R的晶胞结构如图所示，该晶胞中所含的原子个数是．
（3）下列有关X、Y、W的说法正确的是．
①X的第一电离能在同族元素中最小
②常温下，Y的氢化物分子间存在氢键
③XY₃^﹣中X的杂化轨道类型为sp³杂化
④W属于d区的元素
（4）将X的气态氢化物的水溶液滴入R的氢氧化物悬浊液中，可得深蓝色溶液，该反应的离子方程是．
（5）将Na₂Y₂与W²⁺的硫酸盐按物质的量之比为1：1混合并投入水中，溶液中出现红褐色沉淀并有无色气体产生，该反应的离子方程式是．

硼及其化合物在现代工业、生活和国防中有着重要的应用价值。

（1）最简单的硼烷是B₂H₆(乙硼烷)，结构如图所示，其中B原子的杂化方式为。
（2）三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体，都有强烈的接受孤电子对的倾向。推测它们固态时的晶体类型为；三氟化硼与氨气相遇，立即生成白色固体，写出该白色固体结构式，并标注出其中的配位键。
（3）经结构研究证明，硼酸晶体中B(OH)₃单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过O—H…O氢键连结成层状结构，其片层结构及键长、层间距数据如图Ⅱ所示。层与层之间以微弱的分子间力相结合构成整个硼酸晶体。

①H₃BO₃是一元弱酸，写出它在水中的电离方程式（与氨类似）；

②根据结构判断下列说法正确的是；

a．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

b.H₃BO₃分子的稳定性与氢键有关

c.含1 mol H₃BO₃的晶体中有3 mol氢键

d.H₃BO₃分子中硼原子最外层为8e^－稳定结构
（4）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，图为其晶胞结构示意图。

①该功能陶瓷的化学式为；

②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。

硫酸铵[(NH₄)₂SO₄]一种优良的氮肥(俗称肥田粉)，适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥，与氢氧化钙在加热的条件下可以生成氨气。根据所学知识回答下列问题：

（1）基态S原子的价电子排布式为，能量最高的电子所处的能层的符号为。
（2） SO₄^2-空间构型为，中心原子的轨道杂化方式是，写出一个与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式。
（3）氨气的沸点(-33.5℃)高于硫化氢的沸点(-60.4℃)的主要原因是：。
（4） O、N、S的第一电离能从大到小的顺序是。
（5）硫酸铜溶液中通入过量的氨气会生成[Cu(NH₃)₄]SO₄,1mol的[Cu(NH₃)₄]²⁺中σ键的个数为。
（6）以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构如下图所示，这种碳氮化钛化合物的化学式为。若将该晶体的晶胞重新切割，使碳原子位于新晶胞的上下面心，则氮原子在新晶胞中的位置是。

某化学式为AB的离子晶体，已知5r(A²⁺)=4r(B^2-）（各类离子晶体与 $\text{[math]}$ 关系如下图所示），经测定其密度为

g·cm^-3 ，其摩尔质量为Mg·mol^-1 ，则下列有关该晶体的说法正确的是（）

r₊/r_-	配位数	实例
0.225～0.414	4	ZnS
0.414～0.732	6	NaCl
0.732～1.0	8	CsCl
>1.0	12	CsF

A . 该晶体结构与ZnS晶体相似 B . 该晶体每个晶胞中有2个A²^＋和B²^－ C . 该晶体晶胞的边长为 $\text{[math]}$ cm D . A²⁺离子紧邻的B^2-构成的空间结构为立方体

磷的单质及其化合物用途非常广泛。回答下列问题。

（1）基态磷原子价电子轨道表示式为；磷的第一电离能比硫大，其原因是。
（2）已知反应6P₂H₄＝P₄+8PH₃↑。P₂H₄分子中磷原子杂化类型是；P₄分子的几何构型是。
（3） N和P同主族。
①NH₃的沸点比PH₃高，其原因是；NH₃分子中键角比PH₃分子中键角大，其原因是。

②氮原子间可形成氮氮双键或氮氮叁键，而磷原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是。
（4）磷化铟是一种半导体材料，其晶胞如下图所示，晶胞参数为a nm。In的配位数为；与In原子间距离为 $\text{[math]}$ a nm的In原子有个。

硅及其化合物在材料领域中应用广泛。回答下列问题：

（1）硅单质有晶体硅和无定形硅两种，区别晶体硅和无定形硅的科学方法是
（2）基态硅的价电子排布式为，其核外电子的运动状态有种。
（3） CCl₄和SiCl₄常温下均呈液态，SiCl₄熔沸点较高的原因为CCl₄不水解，但SiCl₄遇水即强烈水解，则SiCl₄水解的化学方程式为。
（4） SiF₄的热稳定性比SiCl₄强的原因是。
（5）碳化硅(SiC)的结构与金刚石类似，碳化硅的硬度仅次于金刚石，其晶胞结构如图所示。则Si原子的配位数为，若晶体的密度为ρg/cm³ $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数为N_A ，则距离最近的Si原子与C原子之间的距离为cm。(用ρ和N_A的式子表示)

已知A、B、C、D、E、F为前4周期的6种元素，原子序数依次增大，其中A位于周期表中s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B原子价电子排布式为nsⁿnpⁿ ， B和E同主族，D原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍；F元素位于元素周期表的第4行、第11列。试回答下列问题：

（1）基态F原子的核外电子排布式为。
（2）下列关于B₂A₂的说法中正确的是（填选项序号）
①B₂A₂中的所有原子都满足8电子稳定结构

②每个B₂A₂分子中σ键和π键数目比为1：1

③B₂A₂是含极性键和非极性键的非极性分子

④B₂A₂中心原子的杂化类型为sp杂化
（3） B、C、D三种元素第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）。
（4） C的简单气态氢化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐H，H晶体中存在的化学键类型有（填选项符号）
①离子键 ②共价键 ③氢键 ④配位键 ⑤金属键
（5）基态E原子的最高能层具有的原子轨道数为；B和E的最高价氧化物中，熔沸点较高的是（写化学式）。
（6） F单质的晶体堆积方式为面心立方最密堆积(如下图)，其配位数为；若F的相对原子质量为M，它的晶胞棱长为a cm，则F晶体的密度为g·cm^-3 。（阿伏加德罗常数为N_A）

（1） I.基态铁原子的价电子排布式为。
（2） $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 未成对电子数之比是。
（3）金属铁晶体的常见结构为体心立方密堆积(如图)，实验测得铁的密度为 $\text{[math]}$ 。已知铁的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为 $\text{[math]}$ ，假定金属铁原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则铁原子的半径 $\text{[math]}$ 为___。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（4） II.图1是 $\text{[math]}$ 的晶体结构中阴、阳离子可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为阴阳离子半径，如图1、图2、图3所示：

每个 $\text{[math]}$ 周围最近且等距离的 $\text{[math]}$ 有个。
（5） $\text{[math]}$ 半径与 $\text{[math]}$ 半径之比 $\text{[math]}$ (已知 $\text{[math]}$ )。
（6）已知氯化钠的摩尔质量为 $\text{[math]}$ ，晶体的密度为 $\text{[math]}$ ，写出阿伏加德罗常数的值(N_A)表达式。
（7） III.金刚石的立体结构和晶胞结构如图所示：

在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接个六元环。
（8）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以共价键相结合，其晶胞中共实际有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。
（9）立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，晶胞的顶点、面心为B原子，晶胞的内部为N原子，其硬度与金刚石相当，晶胞边长为apm。立方氮化硼的密度是 $\text{[math]}$ (列出式子，阿伏加德罗常数为 $\text{[math]}$ )。

据《自然》杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。曹原被评为2018年度影响世界的十大科学人物的第一名。

（1）下列说法中正确的是。
a．碳的电子式是，可知碳原子最外层有4个单电子

b.12 g石墨烯含共价键数为N_A

c．从石墨剥离得石墨烯需克服共价键

d．石墨烯中含有多中心的大π键
（2） COCl₂分子的空间构型是。其中，电负性最大的元素的基态原子中，有种不同能量的电子。
（3）独立的NH₃分子中，H－N－H键键角106.7⁰。如图是[Zn(NH₃)₆]²⁺离子的部分结构以及其中H－N－H键键角。

请解释[Zn(NH₃)₆]²⁺离子中H－N－H键角变为109.5⁰的原因是。
（4）化合物[EMIM][AlCl₄]具有很高的应用价值，其熔点只有7℃，其中EMIM⁺结构如图所示。

该物质晶体的类型是。大π键可用符号 $\text{[math]}$ 表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子数和电子数。则EMIM⁺离子中的大π键应表示为。
（5）碳化钙的电子式：，其晶胞如图所示，晶胞边长为a nm、CaC₂相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N_A ，其晶体密度的计算表达式为g·cm⁻³；晶胞中Ca²⁺位于C₂²^－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为nm。

人类对物质结构的探索永无止境。回答下列问题：

（1）碳硼烷酸［化学式为H(CHB₁₁Cl₁₁)是目前世界上已知的最强酸，但腐蚀性很小，可以作为无污染的酸催化剂。现代化学中常利用的特征谱线来鉴定元素。组成碳硼烷酸的4种元素中，基态原子中未成对电子数最多的是（填电子排布式）。
（2）石墨炔是我国科学家在2010年首次制得一种新的碳的同素异形体，其中一种结构如图所示，石墨炔中碳原子的杂化类型为。
（3）硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是—种天然矿藏，其化学式写作Na₂B₄O₇•10H₂O，实际上它的结构单元是由两个H₃BO₃和两个[B(OH)₄]^-缩合而成的双六元环，应该写成Na₂［B₄O₅(OH)₄]•8H₂O。其结构如图所示，它的阴离子可形成链状结构，则该晶体中不存在的作用力是___(填字母）。

A . 离子键 B . 共价键 C . 金属键 D . 范德华力 E . 氢键
（4）镓与硼元素处于同一主族，GaN是制造5G芯片的材料，可发出紫外光。
①科学家合成了一种阳离子为“N₅ⁿ⁺”其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N₅ⁿ⁺”化学式为“N₈”的离子晶体，N₈中阴离子的空间构型为，写出一种与其互为等电子体的分子（填化学式）。

②Ga和As两种元素电负性相差不大，能形成化合物GaAs。GaAs的熔点为1238℃，其晶胞结构如图所示。

已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构，则二者晶体的类型均为，GaAs的熔点（填“高于”或“低于”)GaN，其理由是。若Ga和As的原子半径分别为r_Ga和r_As ，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为（列出计算式即可）。

铁、铜及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：

（1）基态Cu原子核外电子的空间运动状态有种。
（2） Fe和Cu的部分电离能数据如下：

元素

Fe

Cu

第一电离能 $\text{[math]}$

759

756

第二电离能 $\text{[math]}$

1561

1958

$\text{[math]}$ 大于 $\text{[math]}$ 的主要原因是。
（3） $\text{[math]}$ 可形成 $\text{[math]}$ ，en代表 $\text{[math]}$ 。其中 $\text{[math]}$ 的空间构型为；en分子中各元素的电负性由小到大的顺序为。
（4） $\text{[math]}$ 是检验 $\text{[math]}$ 的特征试剂， $\text{[math]}$ 中含有 $\text{[math]}$ 键，该离子中 $\text{[math]}$ 杂化方式推断合理的是。
A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$
（5）一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为 $\text{[math]}$ 。该晶体的化学式为。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、( $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )。则C点原子的分数坐标为；晶胞中A、D原子间距离d=cm。

完成下列问题

（1） As₂Se₃是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是。
（2）钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为( $\text{[math]}$ ， 0， $\text{[math]}$ )，则C点的原子坐标参数为，钴周围等距离且最近的O^2-数目为，该物质的化学式为。
（3）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。CsSiB₃O₇属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为a pm、b pm、c pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为。CsSiB₃O₇的摩尔质量为M g∙mol⁻¹ ，设N_A为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB₃O₇晶体的密度为g·cm⁻³(用代数式表示)。为点(0.5，0.8，0)与点(1.0，0.7，1.0)之间的距离为pm。

金属钴及其化合物在航天、航空、航海和催化剂等领域发挥着重要的作用。回答下列问题：

（1）基态钴原子的价电子排布式为，其最高能层电子云轮廓图为形。
（2）钴能够形成以钴中心原子的多种配位化合物。
①CO分子作为配体时，碳原子和氧原子均能够提供孤电子对。CO与钴形成配位化合物时，提供孤电子对的为原子(填元素名称)。
②高氯酸六氨合钴(II)的结构为。其外界离子的空间构型为；下列对[Co(NH₃)₆]²⁺的中心原子采取的杂化类型判断合理的是(填标号)。
A．sp³ B．sp³d C．sp³d² D．dsp²
（3）工业上用CH₄处理N₂O的化学方程式为：CH₄+N₂O $\text{[math]}$ N₂+CH₃OH。
①写出一种与N₂O互为等电子体的阴离子的化学式：。
②CH₃OH与水任意比互溶，其原因除与水分子的极性相似外，还有。
（4）金属钴有两种堆积方式，其晶体结构如图所示。
①甲图所示的堆积方式中，每个晶胞中实际占有的钴原子数为；乙图所示的堆积方式中，晶胞的原子空间利用率为。
②已知：N_A为阿伏加德罗常数的值，钴原子半径为r pm。甲图中正六棱柱的高为hpm，则该晶胞的密度为g·cm^-3(用含r、h、N_A的式子表示，列出计算式即可)。

铝、铁、铜等金属在日常生活中应用广泛，钛由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。其单质及化合物在化工、医药、材料等领域具有广泛应用。回答下列问题：

（1）基态Cu原子的价电子轨道表示式为； $\text{[math]}$ 的空间构型为。
（2） 1mol配合物 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 键的数目为，其组成元素的电负性大小顺序是。
（3） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 形成配位键的能力(填“强于”或“弱于”) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 形成配位键的能力，请用实验事实加以说明：。
（4） TiN具有高硬度和优良的耐磨损性，用Al部分代替TiN中Ti后可以提升耐磨性5倍以上。其晶胞结构如下图所示，掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的倍(精确到小数点后第2位)，设原子①的原子坐标为(0，0，0)，则原子②的原子坐标为，已知相邻的Ti-N原子距离为anm，则晶胞中原子①与②距离为nm。

元素	Fe	Cu
第一电离能 $\text{[math]}$	759	756
第二电离能 $\text{[math]}$	1561	1958

第一单元 金属键 金属晶体 知识点题库

第一单元金属键金属晶体知识点题库