高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第3節(jié) 金屬晶體課時作業(yè) 新人教版選修3

1、第三章第三節(jié) 金屬晶體基 礎(chǔ) 鞏 固一、選擇題1物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強烈相互作用叫金屬鍵。金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔、沸點越高。據(jù)研究表明，一般地，金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強。由此判斷下列說法正確的是(c)a鎂的硬度大于鋁b鎂的熔、沸點低于鈣c鎂的硬度大于鉀d鈣的熔、沸點低于鉀解析：mg的半徑大于al的半徑，且價電子數(shù)小于al的，所以金屬鍵應(yīng)為mg<al，a項錯；而mg與ca為同一主族，價電子數(shù)相同，半徑mg<ca，故金屬鍵為mgca，b項錯；ca與k同周期，價電子數(shù)ca>k，故金屬鍵ca>k，d項錯。2關(guān)于晶體的

2、下列說法正確的是(b)a晶體中只要有陽離子，就一定有陰離子b晶體中只要有陰離子，就一定有陽離子c有金屬光澤的晶體一定是金屬晶體d根據(jù)晶體能否導(dǎo)電能判斷晶體是否屬于金屬晶體解析：金屬晶體較特殊。金屬晶體中，有金屬陽離子而沒有陰離子，a項錯；晶體中只要有陰離子，根據(jù)電荷守恒，就一定有陽離子，b項正確；有金屬光澤的晶體不一定是金屬晶體，如晶體碘、晶體硅；能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如石墨。3下列有關(guān)金屬的說法正確的是(d)a金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子b金屬導(dǎo)電的實質(zhì)是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動c金屬原子在化學(xué)變化中失去的電子數(shù)越多，其還原性越強d體心立方晶胞和面心立方晶胞中

3、實際含有的原子個數(shù)之比為12解析：a、因金屬的最外層電子受原子核的吸引小，則金屬原子中的最外層電子在晶體中為自由電子，故a錯誤；b、金屬導(dǎo)電的實質(zhì)是金屬陽離子和自由電子定向移動而產(chǎn)生電流的結(jié)果，故b錯誤；c、金屬原子在化學(xué)變化中失去電子越容易，其還原性越強，故c錯誤；d、體心立方晶胞中原子在頂點和體心，則原子個數(shù)為18×2，面心立方晶胞中原子在頂點和面心，原子個數(shù)為8×6×4，原子的個數(shù)之比為2412，故d正確。4下列有關(guān)金屬的說法正確的是(d)a常溫下都是晶體b最外層電子數(shù)小于3個的都是金屬c任何狀態(tài)下都有延展性d都能導(dǎo)電、傳熱解析：hg常溫下是液態(tài)，不是晶體，

4、a項錯誤。h、he最外層電子數(shù)都少于3個，但它們不是金屬，b項錯誤。金屬的延展性指的是能抽成細絲、軋成薄片的性質(zhì)，在液態(tài)時，由于金屬具有流動性，不具備延展性，所以c項也是錯誤的。金屬晶體中存在自由電子，能夠?qū)щ?、傳熱，因此d項是正確的。5下列說法正確的是(b)as2電子排布式：1s22s22p63s23p4b在金屬晶體中，自由電子與金屬離子或金屬原子的碰撞有能量傳遞，可以用此來解釋金屬的物理性質(zhì)是導(dǎo)熱性c金屬鍵可以看做是許多原子共用許多電子所形成的強烈相互作用，所以和共價鍵類似，也有飽和性和方向性d某物質(zhì)的晶體中含a、b、c三種元素，其排列方式如圖所示，晶胞中a、b、c的原子個數(shù)比為122解析

5、：a、s2電子排布式：1s22s22p63s23p6，故a錯誤；b、金屬自由電子受熱后運動速率增大，與金屬離子碰撞頻率增大，傳遞了能量，故金屬有良好的導(dǎo)熱性，故b正確；c、金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈相互作用，自由電子為整個金屬的所有陽離子所共有，所以金屬鍵沒有方向性和飽和性，而共價鍵有方向性和飽和性，故c錯誤；d、根據(jù)圖片知，該小正方體中a原子個數(shù)8×1，b原子個數(shù)6×3，c原子個數(shù)1，所以晶體中a、b、c的原子個數(shù)比為131，故d錯誤；故選b。6下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是(d)a金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強作用，金屬鍵無方向性

6、和飽和性b共價鍵是原子之間通過共用電子對形成的相互作用，共價鍵有方向性和飽和性c范德華力是分子間存在的一種作用力，分子的極性越大，范德華力越大d氫鍵不是化學(xué)鍵而是分子間的一種作用力，所以氫鍵只存在于分子與分子之間解析：氫鍵既可以存在于分子間(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，也可以存在于分子內(nèi)，所以應(yīng)選擇d選項。7合金是金屬與一些非金屬或其他金屬在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，根據(jù)下表中提供的數(shù)據(jù)，判斷可以形成合金的是(a)金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點/97.8660.41 5351 410112.8沸點/8832 4672 7502 353444.6a鋁與硅b鋁與硫c鈉與硫d鈉與硅解析：能發(fā)生反應(yīng)的物

7、質(zhì)不能形成合金，故b、c錯；鈉的沸點遠低于硅的熔點，當硅熔化時，鈉已經(jīng)氣化，故它們不能形成合金，d錯。8關(guān)于體心立方堆積晶體(如圖)結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是(c)a是密置層的一種堆積方式b晶胞是六棱柱c每個晶胞內(nèi)含2個原子d每個晶胞內(nèi)含6個原子解析：體心立方堆積晶體的晶胞為立方體，是非密置層的一種堆積方式，其中有8個頂點和1個體心，晶胞內(nèi)含有原子個數(shù)為8×12。9在金屬晶體中，如果金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，自由電子與金屬陽離子間的作用力越大，金屬的熔沸點越高。由此判斷下列各組金屬熔沸點高低順序，其中正確的是(c)amg>al>cabal>na>lica

8、l>mg>cadmg>ba>al解析：電荷數(shù)al3>mg2ca2ba2>lina，金屬陽離子半徑：r(ba2)>r(ca2)>r(na)>r(mg2)>r(al3)>r(li)，則c正確；b中l(wèi)i>na，d中al>mg>ba。二、非選擇題10判斷下列晶體類型。(1)sii4：熔點120.5 ，沸點287.4 ，易水解：_分子晶體_。(2)硼：熔點2 300 ，沸點2 550 ，硬度大：_原子晶體_。(3)硒：熔點217 ，沸點685 ，溶于氯仿：_分子晶體_。(4)銻：熔點630.74 ，沸點1 750 ，導(dǎo)電

9、：_金屬晶體_。解析：(1)sii4熔點低，沸點低，是分子晶體。(2)硼熔、沸點高，硬度大，是典型的原子晶體。(3)硒熔、沸點低，易溶于chcl3，屬于分子晶體。(4)銻熔點較高，沸點較高，固態(tài)能導(dǎo)電，是金屬晶體。11(1)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，化學(xué)式表示為ax3的是_b_。(2)圖乙為一個金屬銅的晶胞，請完成以下各題：該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是_4_個；該晶胞稱為_c_(填序號)；a六方晶胞b體心立方晶胞c面心立方晶胞此晶胞立方體的邊長為a cm，cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為 g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)為_ (用a、表示)。(3)x射線金相學(xué)中記載關(guān)于銅與金可形成

10、兩種有序的金屬互化物，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是_b_。a圖、中物質(zhì)的化學(xué)式相同b圖中物質(zhì)的化學(xué)式為cuau3c圖中與每個銅原子緊鄰的銅原子有3個d設(shè)圖中晶胞的邊長為a cm，則圖中合金的密度為 g·cm3解析：(1)由題圖甲中直接相鄰的原子數(shù)可以求得a、b中兩類原子數(shù)之比分別為12、13，求出化學(xué)式分別為ax2、ax3，故答案為b。(2)用“切割分攤法”：8×6×4；面心立方晶胞；·64·a3，na。(3)題圖中，銅原子數(shù)為8×2×2，金原子數(shù)為4×2，故化學(xué)式為cuau。題圖中，銅原子數(shù)為8

11、5;1，金原子數(shù)為6×3，故化學(xué)式為cuau3。題圖中，銅原子位于立方體的頂點，故緊鄰的銅原子有6個。題圖中，銅原子、金原子各為2個，晶胞的體積為a3 cm3，密度×(64197)÷a3 g·cm3。能 力 提 升一、選擇題1下列生活中的問題，不能用電子氣理論知識解釋的是(a)a鐵易生銹b用金屬鋁制成導(dǎo)線c用金箔做外包裝d用鐵制品做炊具解析：a、鐵易生銹，是因為鐵中含有碳，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，與金屬鍵無關(guān)，故a選；b、用金屬鋁制成導(dǎo)線，是利用金屬的導(dǎo)電性，金屬中存在金屬陽離子和“自由電子”，當給金屬通電時，“自由電子”定向移動而導(dǎo)電，能用金屬鍵理論知識解釋

12、，故b不選；c、用金箔做外包裝，是因為有金屬光澤，金屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收可見光，能用金屬鍵理論知識解釋，故c不選；d、用鐵制品做炊具，是利用了金屬的導(dǎo)熱性，金屬容易導(dǎo)熱是因為自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞而引起能量的交換，能用金屬鍵理論知識解釋，故d不選；故選a。2下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的敘述正確的是(c)a有較強共價鍵存在的物質(zhì)熔點一定很高b由于石墨晶體導(dǎo)電，所以它是金屬晶體c含有共價鍵的物質(zhì)不一定是共價化合物d在離子化合物中不可能存在非極性共價鍵3下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高的順序排列正確的是(a)o2、i2、hgco、kcl、sio2na、k、rbna、mg、alabcd4已

13、知銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則在銅的晶胞中所含銅原子數(shù)及配位數(shù)分別是(d)a14、6b14、8c4、8d4、12解析：(1)晶胞中所含原子的計算方法：晶胞頂點上的原子占，棱上的原子占，面上的原子占，體心上的原子為1，根據(jù)以上規(guī)律就可計算晶胞所含的原子數(shù)。(2)金屬晶體中金屬原子的配位數(shù)即為距離該原子最近的金屬原子的數(shù)目。在cu的晶胞中，頂角原子為8個晶胞共用，面上的銅原子為兩個晶胞共用，因此，金屬銅的一個晶胞的原子數(shù)為8×6×4。在cu的晶胞中，與每個頂點的cu原子距離相等的銅原子共有12個，因此其配位數(shù)為12。5下圖為金屬鎘的堆積方式，下列說法正確的是(d)a此堆積方式屬于非

14、最密堆積b此晶胞類型為面心立方堆積c配位數(shù)(一個金屬離子周圍緊鄰的金屬離子的數(shù)目)為8d鎘的堆積方式與銅的堆積方式不同解析：據(jù)圖可看出，鎘的堆積方式為“abab”形式，為a3型堆積，即六方最密堆積，而銅的堆積方式為面心立方最密堆積，故a、b兩項錯誤，d項正確；六方最密堆積的配位數(shù)為12，中間一層為6個，上下兩層各有3個，c項錯誤。6(2018·寧夏石嘴山月考)有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是(b)a為簡單立方堆積，為鎂型，為鉀型，為銅型b每個晶胞含有的原子數(shù)分別為：1個，2個，2個，4個c晶胞中原子的配位數(shù)分別為：6，8，8，12d空間利用率的大小關(guān)系

15、為：解析：a、為體心立方堆積，屬于鉀、鈉和鐵型；是六方最密堆積，屬于鎂、鋅、鈦型，a錯誤。b、利用均攤法計算原子個數(shù)，中原子個數(shù)為8×1/81個，中原子個數(shù)為8×1/812個，中原子個數(shù)為8×1/812個，中原子個數(shù)為8×1/86×1/24個，b正確。c、為六方最密堆積，此結(jié)構(gòu)為六方錐晶包的1/3，配位數(shù)為12，c錯誤。d、的空間利用率最高，都是74%，中簡單立方堆積空間利用率最小為52%，中體心立方堆積空間利用率為68%，所以空間利用率大小順序為<<，d錯誤，正確答案為b。7金屬鈉晶體為體心立方晶胞，實驗測得鈉的密度為(g

16、3;cm3)。已知鈉的相對原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)為na(mol1)，假定金屬鈉原子為等徑的剛性小球且處于體對角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r(cm)為(c)abcd解析：該晶胞中實際含鈉原子2個，晶胞邊長為，則，進一步化簡后可得答案。二、非選擇題8金晶體的最小重復(fù)單元(也稱晶胞)是面心立方體，如圖所示，即在立方體的8個頂點各有一個金原子，各個面的中心有一個金原子，每個金原子被相鄰的晶胞所共有。金原子的直徑為d，用na表示阿伏加德羅常數(shù)，m表示金的摩爾質(zhì)量。請回答下列問題：(1)金晶體每個晶胞中含有_4_個金原子。(2)欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應(yīng)假定_金屬原子

17、間相接觸，即相切_。(3)一個晶胞的體積是_2d3_。(4)金晶體的密度是_。解析：利用均攤法解題，8個頂點上每個金原子有屬于該晶胞，6個面上每個金原子有屬于該晶胞，故每個晶胞中金原子個數(shù)8×6×4。假設(shè)金原子間相接觸，則有正方形的對角線為2d。正方形邊長為 d。所以v晶(d)32 d3，vmnad3na，所以。9信息一：鉻同鎳、鈷、鐵等金屬可以構(gòu)成高溫合金、電熱合金、精密合金等，用于航空、宇航、電器及儀表等工業(yè)部門。信息二：氯化鉻酰(cro2cl2)是鉻的一種化合物，常溫下該化合物是暗紅色液體，熔點為96.5 ，沸點為117 ，能和丙酮(ch3coch3)、四氯化碳、cs

18、2等有機溶劑互溶。(1)寫出fe(26號元素)原子的基態(tài)電子排布式：_1s22s22p63s23p63d64s2(或ar3d64s2)_。(2)ch3coch3分子中含有_1_個鍵，含有_9_個鍵。(3)固態(tài)氯化鉻酰屬于_分子_晶體，丙酮中碳原子的雜化方式為_甲基碳原子為sp3雜化、羰基碳原子為sp2雜化_，二硫化碳屬于_非極性_(填“極性”或“非極性”)分子。(4)kcr(c2o4)2(h2o)2也是鉻的一種化合物，該化合物屬于離子化合物，其中除含離子鍵、共價鍵外，還含有_配位_鍵。(5)金屬鉻的晶胞如圖所示，一個晶胞中含有_2_個鉻原子。解析：(1)fe(26號元素)原子的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d64s2；(2)單鍵為鍵，雙鍵含有1個鍵、1個鍵，ch3coch3分子中含有1個鍵，含有9個鍵，故答案為：1；9；(3)固態(tài)氯化鉻酰熔沸點低，易溶于有機溶劑，應(yīng)屬于分子晶體，丙酮中羰基中碳原子形成3個鍵，甲基中碳原子形成4個鍵，均沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目分別為3、4，甲基碳原子為sp3雜化，羰基碳原