高中化學(xué)選修3專題3第一單元金屬鍵　金屬晶體作業(yè)

[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]1．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A．常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B．金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失C．鈣的熔沸點(diǎn)低于鉀D．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好解析：選B。常溫下有的金屬呈液態(tài)，如汞；鈣的原子半徑比鉀小，而自由電子數(shù)比鉀多，所以鈣的金屬鍵比鉀強(qiáng)，鈣的熔沸點(diǎn)比鉀高；金屬受熱后，金屬晶體中離子的振動加劇，阻礙著自由電子的運(yùn)動，所以溫度升高金屬的導(dǎo)電能力下降。2．金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬價(jià)電子數(shù)的多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；與金屬離子的半徑大小也有關(guān)，金屬離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列金屬熔點(diǎn)逐漸升高的是()A．LiNaK B．NaMgAlC．LiBeMg D．LiNaMg解析：選B。根據(jù)題中信息，鈉、鎂、鋁三種金屬的價(jià)電子逐漸增多，陽離子半徑逐漸減小，故金屬鍵逐漸增強(qiáng)，則熔點(diǎn)逐漸升高。3．下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是()A．金屬鍵沒有方向性B．金屬鍵是金屬離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用C．金屬鍵中的電子屬于整塊金屬D．金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)解析：選B。金屬鍵是一種靜電作用，故無方向性，A項(xiàng)正確；金屬鍵除了靜電吸引外，還有金屬離子之間的排斥以及自由電子之間的排斥作用，B項(xiàng)錯(cuò)；C項(xiàng)，整塊金屬中所有電子都存在被陽離子吸引的情況，稱之為“電子氣”，正確；D項(xiàng)顯然正確。4．下列關(guān)于金屬晶體的六方堆積的結(jié)構(gòu)型式的敘述正確的是()A．晶胞是六棱柱B．晶胞是六面體C．每個(gè)晶胞中含4個(gè)原子D．每個(gè)晶胞中含17個(gè)原子解析：選B。金屬晶體的六方堆積結(jié)構(gòu)型式的晶胞是六棱柱的eq\f(1,3)——平行六面體，有8個(gè)頂點(diǎn)和1個(gè)內(nèi)部原子，晶胞中絕對占有2個(gè)原子。5．根據(jù)下表中提供的數(shù)據(jù)，判斷可以形成合金的是()金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點(diǎn)/℃97.8660.415351410112.8沸點(diǎn)/℃883246727502353444.6A.鋁與硅 B．鋁與硫C．鈉與硫 D．鈉與硅解析：選A。能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)不能形成合金，B項(xiàng)鋁與硫、C項(xiàng)鈉與硫能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鈉的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于硅的熔點(diǎn)，當(dāng)硅融化時(shí)鈉已經(jīng)汽化，所以D不能形成合金。6．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．組成金屬的粒子是陽離子和自由電子B．金屬晶體內(nèi)部都有自由電子C．金屬晶體內(nèi)自由電子分布不均勻，專屬于某個(gè)特定的金屬離子D．同一類晶體間熔點(diǎn)(或沸點(diǎn))相差最大的是金屬晶體解析：選C。金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的，自由電子幾乎均勻分布在金屬晶體內(nèi)，不專屬于某一個(gè)或幾個(gè)特定的金屬離子。7．最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)材料的一個(gè)晶胞(碳原子用小●球，鎳原子用大○球，鎂原子用大●球)如圖所示。該晶體的化學(xué)式是()A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3解析：選D。該晶體的結(jié)構(gòu)單元中含Mg原子個(gè)數(shù)：8×eq\f(1,8)＝1；含Ni原子個(gè)數(shù)：6×eq\f(1,2)＝3；含C原子個(gè)數(shù)：1。8．下列關(guān)于晶體的說法不正確的是()A．粉末狀的固體肯定不是晶體B．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元C．晶體內(nèi)部的粒子按一定規(guī)律作周期性有序排列D．晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定解析：選A。晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是組成晶體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列，不管固體的顆粒大小，只要其組成粒子在三維空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列就屬于晶體，因此A選項(xiàng)的判斷是錯(cuò)誤的。9．金屬鈉晶體為體心立方晶胞(如圖)，實(shí)驗(yàn)測得鈉的密度為ρ(g·cm－3)。已知鈉的相對原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)，假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑r(cm)為()A.eq\r(3,\f(2a,NAρ))B.eq\r(2)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))C.eq\f(\r(3),4)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))D.eq\f(1,2)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))解析：選C。根據(jù)題給信息，一個(gè)鈉晶體的晶胞中有2個(gè)鈉原子(金屬鈉晶體為體心立方晶格，鈉原子個(gè)數(shù)＝0.125×8＋1＝2)。若鈉原子的半徑為r(cm)，則晶胞的體對角線為4r(cm)，那么晶胞的體積為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))3cm3，根據(jù)密度＝eq\f(質(zhì)量,體積)，得ρ＝eq\f(\f(2a,NA),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))3)，轉(zhuǎn)換得eq\f(\r(3),4)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))。10.已知金屬間可以形成合金，金和銅可以形成多種合金晶體。其中一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示(為面心立方結(jié)構(gòu))。(1)該金屬化合物的化學(xué)式為________。(2)已知Au的相對原子質(zhì)量為197，Cu的相對原子質(zhì)量為64，阿伏加德羅常數(shù)為NAmol－1，若該化合物的密度為dg·cm－3，試計(jì)算兩個(gè)最近金原子的核間距。解析：(1)處于頂點(diǎn)的粒子為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)原子有eq\f(1,8)屬于該晶胞，則Au原子數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1；處于面上的粒子，同時(shí)為兩個(gè)晶胞共有，每個(gè)原子有eq\f(1,2)屬于該晶胞，則Cu原子數(shù)＝6×eq\f(1,2)＝3；原子數(shù)比Cu∶Au＝3∶1，則化學(xué)式為AuCu3。(2)1個(gè)晶胞占有的體積＝eq\f(M,d×NA)＝a3(設(shè)a為棱長)，則a＝eq\r(3,\f(M,d×NA))。答案：(1)AuCu3(2)兩個(gè)最近金原子的核間距，即該晶胞的棱長為eq\r(3,\f(64×3＋197g·mol－1,NAmol－1×dg·cm－3))＝eq\r(3,\f(389,NA·d))cm。11．銅在我國有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁，廣泛地應(yīng)用于電氣、機(jī)械制造、國防等領(lǐng)域。回答下列問題：(1)銅原子基態(tài)電子排布式為___________________________________________。(2)用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)。對金屬銅的測定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm。又知銅的密度為9.00g·cm－3，則銅晶胞的體積是________cm3，晶胞的質(zhì)量是________g，阿伏加德羅常數(shù)為________[列式計(jì)算，已知Ar(Cu)＝63.6]。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)4.70×10－234.23×10－22NA＝eq\f(63.6g·mol－1,0.25×4.23×10－22g)＝6.01×1023mol－1[能力提升]12．晶胞即晶體中最小的重復(fù)單元。已知鐵為面心立方晶體，其結(jié)構(gòu)如圖(Ⅰ)所示，面心立方的結(jié)構(gòu)特征如圖(Ⅱ)所示。若鐵原子的半徑為1.27×10－10m，試求鐵金屬晶體中的晶胞長度，即圖(Ⅲ)中AB的長度。AB的長度為________m。解析：本題為信息題，面心立方晶體可通過觀察圖(Ⅰ)和圖(Ⅱ)得出其結(jié)構(gòu)特征是在一個(gè)立方體的八個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)原子，且在六個(gè)面的面心上各有一個(gè)原子。圖(Ⅲ)是一平面圖，則有AB2＋BC2＝AC2，即2AB2＝(4×1.27×10－10m)2，AB＝3.59×10－10m。答案：3.59×10－1013．金屬晶體中金屬原子主要有三種常見的堆積方式，體心立方堆積、面心立方堆積和六方堆積。(1)金屬銅采用下列________(填字母代號)堆積方式。(2)鋁單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示。晶胞中Al原子的配位數(shù)為________，一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為________。(3)潔凈鐵(可用于合成氨反應(yīng)的催化劑)的表面上存在氮原子，如圖為氮原子