第一课时 金属键与金属特性
题组一 金属键与金属的特性
1.（2024·镇江高二检测）下列有关金属的说法正确的是（ ）
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子”
B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C.金属原子的外围电子数越多，其金属性就越强
D.自由电子在运动时与金属离子（或金属原子）碰撞，引起两者能量交换，从而使金属具有导热性
2.下列关于金属键的叙述正确的是（ ）
A.金属键是金属离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间存在的强烈的相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性吸引作用
B.金属键可以看成许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，其也有方向性和饱和性
C.金属键是带异性电荷的金属离子和自由电子间的相互作用，金属键无饱和性和方向性
D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间内定向移动
3.金属具有延展性的原因是（ ）
A.金属原子半径都较大，价电子数较少
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，运动速率加快
D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量
4.（2024·连云港高二检测）金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是（ ）
A.金属镁的熔点大于金属铝
B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的
C.金属铝的硬度大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
5.（2024·扬州高二检测）下列关于金属单质的叙述正确的是（ ）
A.常温下，金属单质都以固体形式存在
B.金属键在一定外力作用下，不因形变而消失
C.钙的熔、沸点低于钾
D.温度越高，金属的导电性越好
题组二 晶体与晶胞
6.（2024·宿迁高二检测）下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A.晶体与非晶体的本质区别为是否具有固定的熔点
B.因晶体内部微粒排列的高度有序性，它们的物理性质具有各向同性
C.铝晶体和K晶体熔融时，克服的粒子间作用力相同
D.金属晶体能导电是因为晶体内金属阳离子在外加电场作用下定向移动
7.下列有关晶胞的叙述中正确的是（ ）
A.晶胞的结构是晶体的结构 B.不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个微粒都完全属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
8.（2024·宿迁高二检测）硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为（ ）
A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2
9.磁性形状记忆材料Cu-Mn-Al合金的晶胞如图所示，Mn、Al位于Cu形成的立方体体心。下列说法正确的是（ ）
A.Mn和Cu均位于元素周期表d区 B.该合金的化学式为AlMnCu2
C.与Cu距离最近且相等的Cu有12个 D.温度升高，该合金电导率升高
10.已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成的，下列关于该化合物的叙述错误的是（ ）
A.1 mol该化合物中含有1 mol Y B.1 mol该化合物中含有3 mol Cu
C.1 mol该化合物中含有2 mol Ba D.该化合物的化学式是YBa2Cu3O6
11.钙钛矿可用于高温超导领域，其晶胞结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.距离钙离子最近且等距离的氧离子有4个
B.距离钛离子最近且等距离的钛离子有6个
C.晶胞中氧、钙、钛离子的个数比为1∶1∶3
D.晶胞中任何一个离子都完全属于该晶胞
12.（2024·无锡高二检测）某磷青铜晶胞结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.磷青铜的化学式为Cu2SnP
B.晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个
C.晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体
D.晶体中距离P原子最近的Cu原子有8个
13.物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性；②导电性；③还原性；④延展性；⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属主要性质对应的序号。（每空限选一个）
（1）用铝锭制成包装用的铝箔： 。
（2）用铝制成的高压铝锅： 。
（3）用铁粉回收照相业废液中的银： 。
（4）电信业中大量使用的金属电缆： 。
14.回答下列问题。
（1）元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示，该氯化物的化学式是 。
（2）Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子6个位于面心和8个位于顶点，则该晶胞中有 个铜原子。
（3）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图2为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为 ，该功能陶瓷的化学式为 。
（4）某晶体结构模型如图3所示。在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为 、 。
题组一 金属键与金属的特性
1.（2024·镇江高二检测）下列有关金属的说法正确的是（ ）
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子”
B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C.金属原子的外围电子数越多，其金属性就越强
D.自由电子在运动时与金属离子（或金属原子）碰撞，引起两者能量交换，从而使金属具有导热性
解析：D 因金属元素的电负性和电离能较小，则金属原子中的外围电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，A错误；金属导电的实质是“自由电子”在外电场的作用下，定向移动而产生电流，B错误；金属性的强弱与外围电子数的多少无必然联系，C错误；金属自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增加，传递了能量，故金属有良好的导热性，D正确。
2.下列关于金属键的叙述正确的是（ ）
A.金属键是金属离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间存在的强烈的相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性吸引作用
B.金属键可以看成许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，其也有方向性和饱和性
C.金属键是带异性电荷的金属离子和自由电子间的相互作用，金属键无饱和性和方向性
D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间内定向移动
解析：C 从构成物质的基本微粒的性质来看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用（包含静电吸引作用和静电排斥作用），特征都是无方向性和饱和性；“自由电子”是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内“自由”运动，为整块固态金属所共有，从这个角度看，金属键与共价键有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。
3.金属具有延展性的原因是（ ）
A.金属原子半径都较大，价电子数较少
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，运动速率加快
D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量
解析：B 金属的构成微粒为金属阳离子和自由电子，金属中存在金属键，当金属受到外力作用时，金属中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属阳离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了形变，但金属键不被破坏，与原子半径的大小、价电子数多少、电子的运动速率以及能量的传递无关，选B。
4.（2024·连云港高二检测）金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是（ ）
A.金属镁的熔点大于金属铝
B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的
C.金属铝的硬度大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
解析：C 镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，故金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小，A错误；从Li到Cs，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小，B错误；金属铝比金属钠的金属键强，金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大，C正确；金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大，D错误。
5.（2024·扬州高二检测）下列关于金属单质的叙述正确的是（ ）
A.常温下，金属单质都以固体形式存在
B.金属键在一定外力作用下，不因形变而消失
C.钙的熔、沸点低于钾
D.温度越高，金属的导电性越好
解析：B 常温下，Hg呈液态，A项错误；金属键没有方向性，当金属受到一定外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，金属发生形变，但金属键不会消失，B项正确；原子半径K大于Ca，K外围电子数为1，Ca外围电子数为2，金属键K弱于Ca，K的熔、沸点低于Ca，C项错误；金属晶体中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，导致金属的导电性随温度升高而降低，D项错误。
题组二 晶体与晶胞
6.（2024·宿迁高二检测）下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A.晶体与非晶体的本质区别为是否具有固定的熔点
B.因晶体内部微粒排列的高度有序性，它们的物理性质具有各向同性
C.铝晶体和K晶体熔融时，克服的粒子间作用力相同
D.金属晶体能导电是因为晶体内金属阳离子在外加电场作用下定向移动
解析：C 晶体和非晶体的本质区别是内部粒子排列的有序性，从而使晶体在宏观上有规则的几何外形，A错误；晶体的许多物理性质表现出各向异性，B错误；铝晶体和K晶体均为金属晶体，熔融时两者所克服的粒子间作用力均为金属键，C正确；金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，D错误。
7.下列有关晶胞的叙述中正确的是（ ）
A.晶胞的结构是晶体的结构
B.不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个微粒都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
解析：D 由晶胞的定义可知，A错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B错误；晶体中的大部分微粒被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C错误；已知晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D正确。
8.（2024·宿迁高二检测）硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为（ ）
A.MgB B.MgB2
C.Mg2B D.Mg3B2
解析：B 棱柱内硼原子数为6，均属于该结构；镁原子位于上、下面心（2个）及12个顶点，镁原子数为2×＋12×＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。
9.磁性形状记忆材料Cu-Mn-Al合金的晶胞如图所示，Mn、Al位于Cu形成的立方体体心。下列说法正确的是（ ）
A.Mn和Cu均位于元素周期表d区
B.该合金的化学式为AlMnCu2
C.与Cu距离最近且相等的Cu有12个
D.温度升高，该合金电导率升高
解析：B Cu位于ds区，A项错误；该晶胞内Cu：8×＋12×＋6×＋1＝8个，Mn有4个，Al有4个，该合金的化学式为AlMnCu2，B项正确；由晶胞知，与Cu距离最近且相等的Cu有6个，C项错误；温度升高，自由电子与金属原子碰撞频率增大导致电导率降低，D项错误。
10.已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成的，下列关于该化合物的叙述错误的是（ ）
A.1 mol该化合物中含有1 mol Y
B.1 mol该化合物中含有3 mol Cu
C.1 mol该化合物中含有2 mol Ba
D.该化合物的化学式是YBa2Cu3O6
解析：D 由题图可知，白球代表的Y原子位于长方体的8个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的4条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，该结构中，Y原子个数为8×＝1，Ba原子个数为8×＝2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×＋2＝7，化学式为YBa2Cu3O7；综上可知，D项错误。
11.钙钛矿可用于高温超导领域，其晶胞结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.距离钙离子最近且等距离的氧离子有4个
B.距离钛离子最近且等距离的钛离子有6个
C.晶胞中氧、钙、钛离子的个数比为1∶1∶3
D.晶胞中任何一个离子都完全属于该晶胞
解析：B 根据晶胞图，距离钙离子最近且等距离的氧离子有12个，A错误；距离钛离子最近且等距离的钛离子有6个，B正确；晶胞中氧离子数为12×＝3，钙离子数为1、钛离子数为8×＝1，氧、钙、钛离子的个数比为3∶1∶1，C错误；晶胞中位于顶点、面心、棱上的离子不完全属于该晶胞，D错误。
12.（2024·无锡高二检测）某磷青铜晶胞结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.磷青铜的化学式为Cu2SnP
B.晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个
C.晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体
D.晶体中距离P原子最近的Cu原子有8个
解析：C 晶胞中，Cu原子数目＝6×＝3，Sn原子数目＝8×＝1，P原子数目＝1，化学式为Cu3SnP，A错误；由晶胞结构知，晶体中距离Cu原子最近的P原子有2个，B错误；以顶点Sn原子为研究对象，与之最近的P原子处于晶胞体心，共有8个，这8个P原子可构成正方体，C正确；由题图可知，晶体中距离P原子最近的Cu原子有6个，D错误。
13.物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性；②导电性；③还原性；④延展性；⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属主要性质对应的序号。（每空限选一个）
（1）用铝锭制成包装用的铝箔：④。
（2）用铝制成的高压铝锅：①。
（3）用铁粉回收照相业废液中的银：③。
（4）电信业中大量使用的金属电缆：②。
解析：（1）用铝箔做包装材料利用了铝的延展性。（2）用铝制成的高压铝锅利用了铝的导热性。（3）用铁粉回收照相业废液中的银利用了铁的还原性。（4）用金属制作电缆利用了金属的导电性。
14.回答下列问题。
（1）元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示，该氯化物的化学式是CuCl。
（2）Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子6个位于面心和8个位于顶点，则该晶胞中有16个铜原子。
（3）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图2为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为2，该功能陶瓷的化学式为BN。
（4）某晶体结构模型如图3所示。在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为6、12。
解析：（1）每个晶胞中有灰球4个，白球6×＋8×＝4个，所以化学式为CuCl。
（2）晶胞中含氧原子数为6×＋8×＋4＝8，则该晶胞中铜原子数目是氧原子的2倍，所以该晶胞中有16个铜原子。
（3）每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。
（4）Ti原子位于晶胞的体心，其周围距离最近的O原子位于6个面的面心，所以Ti原子周围距离最近的O原子数目为6；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12。
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