2019高中化学 第三章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体课时作业 新人教版选修3.doc

1第三章第三章 第三节第三节 金属晶体金属晶体基 础 巩 固 一、选择题1物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。据研究表明，一般地，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法正确的是( C )A镁的硬度大于铝B镁的熔、沸点低于钙C镁的硬度大于钾D钙的熔、沸点低于钾解析：Mg 的半径大于 Al 的半径，且价电子数小于 Al 的，所以金属键应为 MgK，故金属键 Ca>K，D 项错。2关于晶体的下列说法正确的是( B )A晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子B晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子C有金属光泽的晶体一定是金属晶体D根据晶体能否导电能判断晶体是否属于金属晶体解析：金属晶体较特殊。金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子，A 项错；晶体中只要有阴离子，根据电荷守恒，就一定有阳离子，B 项正确；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨。3下列有关金属的说法正确的是( D )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金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强D体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为 12解析：A、因金属的最外层电子受原子核的吸引小，则金属原子中的最外层电子在晶体中为自由电子，故 A 错误；B、金属导电的实质是金属阳离子和自由电子定向移动而产生电流的结果，故 B 错误；C、金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，故 C 错误；D、体心立方晶胞中原子在顶点和体心，则原子个数为 18× 2，面心立方晶胞中1 8原子在顶点和面心，原子个数为 8× 6× 4，原子的个数之比为 2412，故 D 正1 81 2确。24下列有关金属的说法正确的是( D )A常温下都是晶体B最外层电子数小于 3 个的都是金属C任何状态下都有延展性D都能导电、传热解析：Hg 常温下是液态，不是晶体，A 项错误。H、He 最外层电子数都少于 3 个，但它们不是金属，B 项错误。金属的延展性指的是能抽成细丝、轧成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以 C 项也是错误的。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此 D 项是正确的。5下列说法正确的是( B )AS2电子排布式：1s22s22p63s23p4B在金属晶体中，自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递，可以用此来解释金属的物理性质是导热性C金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，所以和共价键类似，也有饱和性和方向性D 某物质的晶体中含 A、B、C 三种元素，其排列方式如图所示，晶胞中 A、B、C 的原子个数比为 122解析：A、S2电子排布式：1s22s22p63s23p6，故 A 错误；B、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大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故 B 正确；C、金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性，故 C 错误；D、根据图片知，该小正方体中 A 原子个数8× 1，B 原子个数6× 3，C 原子1 81 2个数1，所以晶体中 A、B、C 的原子个数比为 131，故 D 错误；故选 B。6下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是( D )A金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性B共价键是原子之间通过共用电子对形成的相互作用，共价键有方向性和饱和性C范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大D氢键不是化学键而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间解析：氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，也可以存在于分子内3，所以应选择 D 选项。7合金是金属与一些非金属或其他金属在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下表中提供的数据，判断可以形成合金的是( A )金属或非金属钠铝铁硅硫熔点/97.8660.41 5351 410112.8沸点/8832 4672 7502 353444.6A铝与硅 B铝与硫C钠与硫 D钠与硅解析：能发生反应的物质不能形成合金，故 B、C 错；钠的沸点远低于硅的熔点，当硅熔化时，钠已经气化，故它们不能形成合金，D 错。8关于体心立方堆积晶体(如图)结构的叙述中正确的是( C )A是密置层的一种堆积方式B晶胞是六棱柱C每个晶胞内含 2 个原子D每个晶胞内含 6 个原子解析：体心立方堆积晶体的晶胞为立方体，是非密置层的一种堆积方式，其中有 8 个顶点和 1 个体心，晶胞内含有原子个数为 8× 12。1 89在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是( C )AMg>Al>Ca BAl>Na>LiCAl>Mg>Ca DMg>Ba>Al解析：电荷数 Al3>Mg2Ca2Ba2>LiNa，金属阳离子半径：r(Ba2)>r(Ca2)>r(Na)>r(Mg2)>r(Al3)>r(Li)，则 C 正确；B 中 Li>Na，D 中 Al>Mg>Ba。二、非选择题10判断下列晶体类型。(1)SiI4：熔点 120.5 ，沸点 287.4 ，易水解：_分子晶体_。(2)硼：熔点 2 300 ，沸点 2 550 ，硬度大：_原子晶体_。4(3)硒：熔点 217 ，沸点 685 ，溶于氯仿：_分子晶体_。(4)锑：熔点 630.74 ，沸点 1 750 ，导电：_金属晶体_。解析：(1)SiI4熔点低，沸点低，是分子晶体。(2)硼熔、沸点高，硬度大，是典型的原子晶体。(3)硒熔、沸点低，易溶于 CHCl3，属于分子晶体。(4)锑熔点较高，沸点较高，固态能导电，是金属晶体。11(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图，化学式表示为 AX3的是_b_。(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题：该晶胞“实际”拥有的铜原子数是_4_个；该晶胞称为_C_(填序号)；A六方晶胞 B体心立方晶胞C面心立方晶胞此晶胞立方体的边长为a cm，Cu 的相对原子质量为 64，金属铜的密度为 g/cm3，则阿伏加德罗常数为_ (用a、 表示)。256 ·a3(3)X 射线金相学中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如下图所示。下列有关说法正确的是_B_。A图、中物质的化学式相同B图中物质的化学式为 CuAu3C图中与每个铜原子紧邻的铜原子有 3 个D设图中晶胞的边长为a cm，则图中合金的密度为 g·cm3261 NAa3解析：(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得 a、b 中两类原子数之比分别为12、13，求出化学式分别为 AX2、AX3，故答案为 b。(2)用“切割分摊法”：8× 6× 4；面心立方晶胞；1 81 2·64·a3，NA。4 NA256 ·a35(3)题图中，铜原子数为 8× 2× 2，金原子数为 4× 2，故化学式为 CuAu。1 81 21 2题图中，铜原子数为 8× 1，金原子数为 6× 3，故化学式为 CuAu3。题图中，铜1 81 2原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有 6 个。题图中，铜原子、金原子各为 2 个，晶胞的体积为a3 cm3，密度 ×(64197)÷a3 g·cm3。m V2 NA522 NAa3能 力 提 升 一、选择题1下列生活中的问题，不能用电子气理论知识解释的是( A )A铁易生锈 B用金属铝制成导线C用金箔做外包装 D用铁制品做炊具解析：A、铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故 A 选；B、用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和“自由电子” ，当给金属通电时， “自由电子”定向移动而导电，能用金属键理论知识解释，故 B 不选；C、用金箔做外包装，是因为有金属光泽，金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论知识解释，故 C 不选；D、用铁制品做炊具，是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，能用金属键理论知识解释，故 D 不选；故选 A。2下列有关物质结构的叙述正确的是( C )A有较强共价键存在的物质熔点一定很高B由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体C含有共价键的物质不一定是共价化合物D在离子化合物中不可能存在非极性共价键3下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( A )O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、Rb Na、Mg、AlA BC D4已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别是( D )A14、6 B14、8C4、8 D4、126解析：(1)晶胞中所含原子的计算方法：晶胞顶点上的原子占 ，棱上的原子占 ，面上1 81 4的原子占 ，体心上的原子为 1，根据以上规律就可计算晶胞所含的原子数。(2)金属晶体1 2中金属原子的配位数即为距离该原子最近的金属原子的数目。在 Cu 的晶胞中，顶角原子为8 个晶胞共用，面上的铜原子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶胞的原子数为8× 6× 4。在 Cu 的晶胞中，与每个顶点的 Cu 原子距离相等的铜原子共有 12 个，因1 81 2此其配位数为 12。5下图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是( D )A此堆积方式属于非最密堆积B此晶胞类型为面心立方堆积C配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为 8D镉的堆积方式与铜的堆积方式不同解析：据图可看出，镉的堆积方式为“ABAB”形式，为 A3型堆积，即六方最密堆积，而铜的堆积方式为面心立方最密堆积，故 A、B 两项错误，D 项正确；六方最密堆积的配位数为 12，中间一层为 6 个，上下两层各有 3 个，C 项错误。6(2018·宁夏石嘴山月考)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是( B )A为简单立方堆积，为镁型，为钾型，为铜型B每个晶胞含有的原子数分别为：1 个，2 个，2 个，4 个C晶胞中原子的配位数分别为：6，8，8，12D空间利用率的大小关系为：解析：A、为体心立方堆积，属于钾、钠和铁型；是六方最密堆积，属于镁、锌、钛型，A 错误。B、利用均摊法计算原子个数，中原子个数为 8×1/81 个，中原子个数为 8×1/812 个，中原子个数为 8×1/812 个，中原子个数为8×1/86×1/24 个，B 正确。C、为六方最密堆积，此结构为六方锥晶包的 1/3，配位数为 12，C 错误。D、的空间利用率最高，都是 74%，中简单立方堆积空间利用率最小为 52%，中体心立方堆积空间利用率为 68%，所以空间利用率大小顺序为7<<，D 错误，正确答案为 B。7金属钠晶体为体心立方晶胞，实验测得钠的密度为 (g·cm3)。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA(mol1)，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为( C )A B32a NA332a NAC D3432a NA1 232a NA解析：该晶胞中实际含钠原子 2 个，晶胞边长为，则4 ×r3，进一步化简后可得答案。2 ×aNA × 4 ×r33二、非选择题8金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，即在立方体的 8 个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。请回答下列问题：(1)金晶体每个晶胞中含有_4_个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_金属原子间相接触，即相切_。(3)一个晶胞的体积是_2d3_。2(4)金晶体的密度是_。2Md3NA解析：利用均摊法解题，8 个顶点上每个金原子有 属于该晶胞，6 个面上每个金原子1 8有 属于该晶胞，故每个晶胞中金原子个数8× 6× 4。假设金原子间相接触，则有1 21 81 2正方形的对角线为 2d。正方形边长为 d。所以V晶(d)32 22d3，VmNAd3NA，所以。2V晶 422M Vm2Md3NA89信息一：铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等，用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。信息二：氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物，常温下该化合物是暗红色液体，熔点为96.5 ，沸点为 117 ，能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。(1)写出 Fe(26 号元素)原子的基态电子排布式：_1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)_。(2)CH3COCH3分子中含有_1_个 键，含有_9_个 键。(3)固态氯化铬酰属于_分子_晶体，丙酮中碳原子的杂化方式为_甲基碳原子为sp3杂化、羰基碳原子为 sp2杂化_，二硫化碳属于_非极性_(填“极性”或“非极性”)分子。(4)KCr(C2O4)2(H2O)2也是铬的一种化合物，该化合物属于离子化合物，其中除含离子键、共价键外，还含有_配位_键。(5)金属铬的晶胞如图所示，一个晶胞中含有_2_个铬原子。解析：(1)Fe(26 号元素)原子的基态电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；(2)单键为 键，双键含有 1 个 键、1 个 键，CH3COCH3分子中含有 1 个 键，含有 9 个 键，故答案为：1；9；(3)固态氯化铬酰熔沸点低，易溶于有机溶剂，应属于分子晶体，丙酮中羰基中碳原子形成 3 个 键，甲基中碳原子形成 4 个 键，均没有孤对电子，杂化轨道数目分别为3、4，甲基碳原子为 sp3杂化，羰基碳原子为 sp2 杂化，二硫化碳与二氧化碳结构相似，为直线型对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，故答案为：分子；sp3、sp2 ；非极性；(4)配离子中 Cr3有空轨道，C2O、H2O 含有孤对电子，Cr3与 C2O、H2O 之间形2424成配位键，故答案为：配位；(5)晶胞中 Cr 原子处于体心与顶点，晶胞中 Cr 原子数目18× 2，故答案为：2。18