2025版新教材高中化學第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時金屬晶體課時作業(yè)新人教版選擇性必修2

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時金屬晶體必備學問基礎(chǔ)練進階訓練第一層1．下圖是金屬晶體內(nèi)部電子氣理論圖。電子氣理論可以用來說明金屬的某些性質(zhì)，下列說法正確的是()A．金屬能導電是因為金屬陽離子在外加電場作用下定向移動B．金屬能導熱是因為自由電子在熱的作用下相互碰撞，從而發(fā)生熱的傳導C．金屬具有良好的延展性是因為在外力的作用下，金屬晶體各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會變更原來的排列方式，而且自由電子可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數(shù)目增多，所以合金的延展性比純金屬強、硬度比純金屬小2．依據(jù)“電子氣”理論的金屬鍵模型，下列對于金屬導電性隨溫度變更的說明，正確的是()A．溫度上升，自由電子的動能變大，以致金屬導電性增加B．溫度上升，陽離子的動能變大，阻礙自由電子的運動，以致金屬導電性減弱C．溫度上升，自由電子相互碰撞的次數(shù)增加，以致金屬導電性減弱D．溫度上升，陽離子的動能變大，自由電子與陽離子間的吸引力變小，以致金屬的導電性增加3．下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯誤的是()A．自由電子屬于整塊金屬B．金屬的物理性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)C．金屬鍵沒有飽和性和方向性D．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的猛烈的靜電吸引作用4．金屬鈉、鎂、鋁的熔點凹凸依次正確的是()A．Na>Mg>AlB．Al>Mg>NaC．Mg>Al>NaD．Na>Al>Mg5．體心立方密積累、面心立方最密積累和六方最密積累是金屬晶體中金屬原子常見的積累方式，這三種積累方式的結(jié)構(gòu)單元分別如圖甲、乙、丙所示，則甲、乙、丙三種結(jié)構(gòu)單元中，金屬原子個數(shù)比為()A．1∶2∶3B．2∶4∶17C．4∶5∶6D．9∶14∶176．常溫常壓下，下列物質(zhì)為金屬晶體的是()A．鉑B．汞C．石英D．金剛石7．下列關(guān)于金屬晶體的說法正確的是()A．用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論說明B．不同金屬晶體中金屬鍵的強度不同C．Li、Na、K的熔點漸漸上升D．金屬導電和熔融電解質(zhì)導電的原理一樣8．金屬晶體中的金屬鍵越強，其硬度越大，熔沸點越高；且探討表明，一般來說，金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強。由此推斷下列說法錯誤的是()A．鋁的硬度大于鎂B．鈣的熔點低于鋇C．鎂的硬度大于鉀D．鈣的熔沸點高于鉀9．下列性質(zhì)體現(xiàn)了金屬通性的是()A．鐵能夠被磁鐵磁化B．鋁在常溫下不溶于濃硝酸C．銅有良好的延展性、導熱性和導電性D．鈉與水猛烈反應(yīng)放出氫氣10．依據(jù)下列晶體的相關(guān)性質(zhì)，推斷可能屬于金屬晶體的是()選項晶體的相關(guān)性質(zhì)A由分子間作用力結(jié)合而成，熔點低B固態(tài)或熔融態(tài)時易導電，熔點在1000℃左右C由共價鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點高D固體不導電，但溶于水或熔融后能導電11.金屬的下列性質(zhì)中，與自由電子無關(guān)的是()A.延展性好B．簡單導電C.密度大小D．易導熱12．依據(jù)下表供應(yīng)的數(shù)據(jù)，推斷可以形成合金的是()金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點/℃97.8660.415351410112.8沸點/℃883246727502353444.6A.鋁與硅B．鋁與硫C.鈉與硫D．鈉與硅13.鐵鎂合金是目前已發(fā)覺的儲氫密度較高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。則下列說法錯誤的是()A.鐵鎂合金的化學式可表示為Mg2FeB.晶胞中有14個鐵原子C.晶體中存在的化學鍵類型為金屬鍵D.該晶胞的質(zhì)量是eq\f(416,NA)g(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)關(guān)鍵實力綜合練進階訓練其次層一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意1．某新型“防盜玻璃”為多層結(jié)構(gòu)，每層中間嵌有極細的金屬線。當玻璃被擊碎時，與金屬線相連的警報系統(tǒng)就會馬上報警，“防盜玻璃”能報警是利用了金屬的()A．延展性B．導電性C．彈性D．導熱性2．鐵有δ-Fe、γ-Fe、α-Fe三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下可以發(fā)生轉(zhuǎn)化。如圖是三種晶體的晶胞，下列說法正確的是()A.三種同素異形體的性質(zhì)相同B．γ-Fe晶胞中與每個鐵原子距離最近且相等的鐵原子有6個C．α-Fe晶胞中與每個鐵原子距離最近且相等的鐵原子有6個D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同3．已知鈉的相對原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，試驗測得鈉的密度為ρg·cm－3。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為()A．eq\r(3,\f(2a,\a\vs4\al(NAρ)))cmB．eq\r(3)eq\r(3,\f(2a,\a\vs4\al(NAρ)))cmC．eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(2a,\a\vs4\al(NAρ)))cmD．eq\f(1,2)eq\r(3,\f(2a,\a\vs4\al(NAρ)))cm4．金晶體的晶胞如圖所示。設(shè)金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個面的對角線上，3個金原子彼此兩兩相切，M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯誤的是()A．金晶體每個晶胞中含有4個金原子B．金屬鍵無方向性，金屬于密積累，配位數(shù)是12C．一個晶胞的體積是16eq\r(2)d3D．金晶體的密度是eq\f(\r(2)M,\a\vs4\al(d3NA))二、非選擇題5．鋁的下列用途主要是由它的哪種性質(zhì)確定的？(1)作盛放濃硝酸的容器：________________________________________________________________________；(2)作導線：________________________________________________________________________。(3)作包裝鋁箔：________________________________________________________________________。(4)焊接鐵軌：________________________________________________________________________。(5)冶煉釩、鉻、錳：________________________________________________________________________。6.(1)如圖所示為晶體二維平面結(jié)構(gòu)示意圖，化學式為AX3的晶體是________。(填序號)(2)如圖為金屬銅的晶胞，請完成下列各題。①該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是________。②設(shè)該晶胞立方體的邊長為acm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為ρg·cm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則NA＝________(用a、ρ表示)。7．下圖是金屬鎢晶體中的一個晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖，它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。試驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm－3，鎢的相對原子質(zhì)量是183.9。假設(shè)金屬鎢原子為等徑剛性球，試完成下列問題：(1)每一個晶胞中均攤到________個鎢原子。(2)計算晶胞的邊長a為________。

學科素養(yǎng)升級練進階訓練第三層1．某納米鈦鋁合金晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲(Al、Ti各有1個原子在晶胞內(nèi)部)，金屬鉻的晶胞如圖乙所示，已知鉻的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA。下列說法中正確的是()A．甲中Al與Ti原子個數(shù)比為11∶5B．1個基態(tài)Ti原子中含有4個未成對電子C．乙中與鉻原子距離最近的鉻原子共有12個D．鉻原子的半徑r＝eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(2×52,ρNA))×1010pm2．金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(假設(shè)晶胞參數(shù)為anm)，下列說法錯誤的是()A．晶胞中金原子的配位數(shù)為12B．c原子的坐標為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))C．該晶體的密度為eq\f(4×197,NA·（2\r(2)a）3×1030)g·cm－3D．金晶胞沿z軸方向的投影圖為3．要使金屬晶體熔化必需破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點凹凸和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此推斷下列說法正確的是()A．金屬鎂的熔點高于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔點從Li到Cs是漸漸上升的C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣4.鐵鎂合金是目前已發(fā)覺的儲氫密度較高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)，鐵鎂合金的化學式為________；若該晶胞為正方體，棱長為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則鎂原子與鐵原子間的最短距離為________cm，晶胞的密度為________g·cm－3。

第1課時金屬晶體必備學問基礎(chǔ)練1．答案：C解析：金屬能導電是因為自由電子在外加電場作用下能定向移動，A項錯誤；金屬能導熱是因為自由電子在熱的作用下與金屬原子碰撞，從而發(fā)生熱的傳導，B項錯誤；在外力的作用下，金屬晶體各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會變更原來的排列方式，故金屬具有良好的延展性，而且自由電子可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，故C項正確；合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，相當于填補了金屬陽離子之間的空隙，所以一般狀況下合金的延展性比純金屬弱、硬度比純金屬大，D項錯誤；故選C。2．答案：B解析：溫度上升，自由電子和金屬陽離子的動能均增加，金屬陽離子對自由電子的阻礙作用增大，所以金屬導電性減弱，綜上所述，B項正確。3．答案：D解析：金屬是由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵結(jié)合而成，自由電子在整塊金屬內(nèi)部自由移動，屬于整塊金屬，A項正確；金屬的物理性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬陽離子和自由電子的相互作用即金屬鍵有關(guān)，B項正確；金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被全部原子所共用，從而把全部的金屬原子維系在一起，所以金屬鍵沒有方向性和飽和性，C項正確；金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的猛烈的相互作用，既包括金屬陽離子與自由電子之間的靜電吸引作用，也包括金屬陽離子之間及自由電子之間的靜電排斥作用，D項錯誤；故選D。4．答案：B解析：金屬陽離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，金屬陽離子與“自由電子”的作用力越大，金屬鍵越強。Na＋、Mg2＋、Al3＋的電荷數(shù)漸漸增多，半徑漸漸減小，故鈉、鎂、鋁的熔點漸漸上升。故選B。5．答案：A解析：依據(jù)均攤法，甲晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，乙晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，丙晶胞中所含金屬原子數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6，則三者的金屬原子個數(shù)比＝2∶4∶6＝1∶2∶3；故選A。6．答案：A解析：鉑是金屬，常溫下是晶體，A正確；汞是金屬，但常溫下為液體，不是晶體，B錯誤；石英不是金屬單質(zhì)，C錯誤；金剛石是碳的單質(zhì)，不是金屬晶體，D錯誤；故選A。7．答案：B解析：用鉑金做首飾，主要是因為鉑金具有金屬光澤，金屬具有光澤是因為金屬中的自由電子能夠汲取可見光，可用金屬鍵理論說明，A錯誤；不同金屬晶體原子半徑大小不同，金屬鍵的強度不同，B正確；堿金屬元素原子的半徑越大，金屬鍵越弱，則其單質(zhì)的熔沸點越低，故熔點：Li>Na>K，C錯誤；金屬導電依靠的是自由移動的電子，熔融電解質(zhì)導電依靠的是自由移動的離子，二者導電原理不一樣，D錯誤；故選B。8．答案：B解析：鎂和鋁的電子層數(shù)相同，價電子數(shù)：Al>Mg，原子半徑：Al<Mg，故鋁的硬度大于鎂，A項正確；鋇、鈣的價電子數(shù)相同，但原子半徑：Ba>Ca，金屬鍵強度：Ca>Ba，鈣的熔點高于鋇，B項錯誤；鎂和鉀比較，鎂半徑小，價電子多，金屬鍵強，所以硬度：Mg>K，C項正確；鈣和鉀位于同一周期，價電子數(shù)：Ca>K，原子半徑：K>Ca，金屬鍵強度：Ca>K，故熔沸點：Ca>K，D項正確；故選B。9．答案：C解析：金屬通性指的是金屬的某些共有的性質(zhì)，如不透亮、有金屬光澤、有延展性、導熱性、導電性等，故選C。10．答案：B解析：由分子間作用力結(jié)合而成的晶體屬于分子晶體，A項錯誤；金屬晶體中有自由移動的電子，能導電，絕大多數(shù)金屬在常溫下為固體，熔點較高，所以固態(tài)或熔融態(tài)時易導電，熔點在1000℃左右的晶體可能屬于金屬晶體，B項正確；相鄰原子之間通過共價鍵結(jié)合形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于共價晶體，C項錯誤；固體不導電，說明晶體中無自由移動的帶電微粒，則不行能為金屬晶體，D項錯誤；故選B。11．答案：C解析：延展性和自由電子有關(guān)，假如金屬發(fā)生形變的時候，自由電子與金屬離子之間的相互作用依舊存在，使金屬不會斷裂，故A有關(guān)；在電場的作用下，自由電子定向移動形成電流，故金屬能夠?qū)щ?，故B有關(guān)；密度大小與自由電子無關(guān)，密度大小取決于原子之間的距離、原子的積累方式，原子的大小等，故C無關(guān)；溫度高的區(qū)域自由電子的能量增大，運動速率加快，與金屬離子的碰撞頻率增加，自由電子把能量傳遞給金屬離子，從而具有導熱性，故D有關(guān)，故選C。12．答案：A解析：合金是不同種金屬或非金屬在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，即兩種金屬都成為液態(tài)時進行混合，原則上一種金屬的熔點不能小于另一種物質(zhì)的沸點，據(jù)此分析解答。硅的熔點低于鋁的沸點，兩種金屬能夠形成合金，故A項正確；鋁的熔點高于硫的沸點，鋁熔化時硫變成氣體，兩種金屬不能夠形成合金，故B項錯誤；加熱時鈉和硫會發(fā)生反應(yīng)，生成Na2S，故鈉和硫不能形成合金，故C項錯誤；硅的熔點大于鈉的沸點，硅熔融后鈉變更為氣體，兩種金屬不能夠形成合金，故D項錯誤；故選A。13．答案：B解析：晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有鎂原子的數(shù)目為8，故化學式可表示為Mg2Fe，A項正確，據(jù)A選項分析，晶胞中有4個鐵原子，B項錯誤；金屬合金仍為金屬，晶體中有金屬鍵，C項正確；一個晶胞中含有4個“Mg2Fe”，其質(zhì)量為eq\f(4×104,NA)g＝eq\f(416,NA)g，D項正確。故選B。關(guān)鍵實力綜合練1．答案：B解析：某新型“防盜玻璃”為多層結(jié)構(gòu)，每層中間嵌有極細的金屬線。當玻璃被擊碎時，與金屬線相連的警報系統(tǒng)就會馬上報警，說明當玻璃被擊碎時，形成閉合回路，利用了金屬的導電性，故選B。2．答案：C解析：由于三種同素異形體的結(jié)構(gòu)不同，所以三者的性質(zhì)不同，故A錯誤；依據(jù)γ-Fe晶胞的結(jié)構(gòu)，與每個鐵原子距離最近且相等的鐵原子數(shù)為12，故B錯誤；依據(jù)α-Fe晶胞的結(jié)構(gòu)中與每個鐵原子距離最近且相等的鐵原子數(shù)為6，故C正確；三種晶體在不同溫度下可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，會得到晶體類型不相同的鐵，故D錯誤；故選C。3．答案：C解析：設(shè)鈉原子半徑是r，則該晶胞的邊長是eq\f(4r,\r(3))。依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，該晶胞中含有的鈉原子個數(shù)是1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以有eq\f(（\f(4r,\r(3))）3×ρ×NA,a)＝2，解得r＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(2a,NAρ))，故選C。4．答案：C解析：金原子處于頂點與面心上，晶胞中含有的金原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，A說法正確；金屬鍵無方向性，金原子實行密積累，配位數(shù)是12，B說法正確；在立方體的各個面的對角線上3個金原子彼此兩兩相切，金原子的直徑為d，故面對角線長度為2d，棱長為eq\f(\r(2),2)×2d＝eq\r(2)d，故晶胞的體積為(eq\r(2)d)3＝2eq\r(2)d3，C說法錯誤；晶胞中含有4個原子，故晶胞質(zhì)量為eq\f(4M,NA)，晶胞的體積為2eq\r(2)d3，故晶胞密度eq\f(\f(4M,NA),2\r(2)d3)＝eq\f(\r(2)M,d3NA)，D說法正確；故選C。5．答案：(1)鈍化(2)良好的導電性(3)良好的延展性(4)強還原性(5)強還原性解析：(1)鋁在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以鋁用作盛放濃硝酸的容器；(2)鋁有良好的導電性，所以用鋁作導線；(3)鋁具有良好的延展性，所以鋁可用作包裝鋁箔；(4)鋁具有強還原性，鋁和氧化鐵能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，所以可用鋁熱反應(yīng)來焊接鐵軌；(5)鋁具有強還原性，所以可用鋁冶煉釩、鉻、錳等金屬。6．答案：(1)②(2)①4②eq\f(256,ρa3)解析：(1)①中6個X原子構(gòu)成一個正六邊形，每個X原子被3個這樣的正六邊形共有，正六邊形的中心有1個A原子，所以每個正六邊形中X原子的實際個數(shù)是6×eq\f(1,3)＝2，則表示的化學式是AX2；②中6個X原子構(gòu)成一個正六邊形，每個X原子被2個這樣的正六邊形共有，正六邊形的中心有1個A原子，所以每個正六邊形中X原子的實際個數(shù)是6×eq\f(1,2)＝3，則表示的化學式是AX3，答案選②；(2)①用“均攤法”求解，該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；②eq\f(4,NA)·64＝ρ·a3，NA＝eq\f(256,ρa3)。7．答案：(1)2(2)3.16×10－8cm解析：(1)晶胞中鎢位于晶胞的頂點和體心，晶胞平均含有8×eq\f(1,8)＋1＝2個鎢原子。(2)設(shè)晶胞的邊長為x，已知金屬鎢的密度為dg·cm－3，鎢的相對原子質(zhì)量是M，則晶胞的體積為x3cm3，晶胞的質(zhì)量為eq\f(2M,NA)，則有d＝eq\f(\f(2M,NA),x3)，x＝eq\r(3,\f(2M,NAd))cm＝3.16×10－8cm。學科素養(yǎng)升級練1．答案：D解析：由均攤法可知，甲中Al原子個數(shù)為4×eq\f(1,6)＋1＝eq\f(5,3)，Ti原子個數(shù)為8×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋1×eq\f(1,3)＋1＝eq\f(11,3)，Al與Ti原子個數(shù)比為5∶11，故A錯誤；Ti是22號元素，基態(tài)Ti原子價電子排布式為3d24s2，含有2個未成對電子，故B錯誤；與鉻原子距離最近的鉻原子共有8個，故C錯誤；由圖乙可知，該晶胞含有8×eq\f(1,8)＋1＝2個Cr原子，且晶胞中體對角線上的3個原子緊密相鄰，已知鉻的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，設(shè)Cr原子半徑為rpm，晶胞的體積為V＝eq\f(2M,NAρ)×1030pm3，晶胞棱長為eq\r(3,\f(2×52,NAρ))×1010pm＝eq\f(4r,\r(3