2023年第三节金属晶体超详细导学案分课时2超详细导学案.pdf

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1、 1 第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体第一课时【高效学习指导案】【分层学习目标】A 级：1.理解金属键的涵义，能熟练应用金属键理论解释金属的物理性质。2.能利用金属键理论进行不同金属物理性质的比较。B 级：1.了解金属晶体的概念及基本组成。2.能用金属键理论解释常见金属的物理性质。C 级：1.能区分金属晶体与其它晶体。2.知道金属晶体的特性及原因。自我确定目标：_级别，理由：_，学习方式_。【重点学习内容】1.理解金属键理论。2.知识回忆：分子晶体和原子晶体的构成微粒、相互作用力及其物理性质。【难点知识预设】金属键理论的应用。难于理解的是：_。【高效预习探究案】19 世纪中叶的一个冬天

2、，气温很低，驻守在彼得堡的俄军发棉衣时发现，棉衣上的扣子都没有了。所有军服都是钉了扣子的，为什么都丢了呢？原来，这些扣子是用锡做成的，而锡一遇低温，就会变成粉末，这种现象叫“锡疫”。一般情况下，只要在 13.2 以下，锡就会变成粉末。锡为什么会发生“锡疫”？在发生“锡疫”前，锡原子之间是如何结合在一起的呢？【预习思考选题】1.金属单质共同的物理性质有哪些？2.能导电的物质有哪些？本质有何不同？3.自主预习，了解金属晶体的构成微粒是什么？是如何结合成金属晶体的？4.用“电子气理论”解释金属的导电性，导热性及延展性。5.合金与其组分金属的物理性质由哪些差异？【重点合作探究】1.问题探究 探究一：金

3、属铁和 NaCl 溶液都能导电，本质区别是什么呢？假设升高温度，二者导电能力有何变化？结 论：_。2 探究二：你能否尝试用“电子气理论”解释金属的导电性、导热性和延展性？结 论：_。探究三：金属的熔沸点各不相同，能否比较金属钠、镁、铝熔沸点的高低呢？依据是什么？结 论：_。2.观看视频“金属的电子气”，给金属通电后，自由电子运动情况 _；给金属加热后，电子的运动情况 _。【预习探究自我评价】1.5 分构成金属晶体的微粒是 A原子 B分子 C金属阳离子 D金属阳离子和自由电子 2.5 分金属键具有的性质是 A饱和性 B方向性 C无饱和性和方向性 D既有饱和性又有方向性 3.5 分金属晶体具有延展

4、性的原因 A金属键很微弱 B金属键没有饱和性 C金属阳离子之间存在斥力 D密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键 4.5 分金属的以下性质中和金属晶体无关的是 A良好的导电性 B反应中易失电子 C良好的延展性 D良好的导热性 5.金属材料有良好的延展性是由于_。金属材料有良好的导电性是由于_。金属的热导率随温度升高而降低是由于_。自我小结：_ 质疑问难：_ 【高效练习拓展案】【拓展训练】1.以下有关金属晶体的说法中不正确的选项是 A金属晶体是一种“巨型分子”B“电子气”为所有原子所共有 C金属晶体都具有良好的导电性 D金属晶体中有自由移动的阳离子 2.以下表

5、达不正确的选项是 A.金属单质在固态或液态时均能导电 B.晶体中存在阳离子的一定是离子晶体 C.金属晶体中的自由电子属于整个金属共有 D.金属的热导率随温度升高而降低是由于自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞 3.金属键是正、负电荷之间的 A相互排斥 B阴、阳离子之间的相互作用 3 C相互吸引 D相互排斥和相互吸引，即相互作用 4.金属晶体能传热的原因 A金属晶体的紧密堆积 B金属键是电子与电子之间的作用 C金属晶体中含自由移动的电子 D金属晶体中的自由移动的阳离子 5.金属晶体熔、沸点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。由此判断以下说法正

6、确的选项是 A.金属镁的硬度大于金属铝 B.碱金属单质的熔沸点从 Li 到 Cs 是逐渐增大的 C.金属镁的熔点大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙 6.只有阳离子而没有阴离子的晶体是 A金属晶体 B原子晶体 C离子晶体 D分子晶体 7.以下有关化学键、氢键和范德华力的表达中，不正确的选项是 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化学键，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 8.以下各组物质中，按熔点

7、由低到高的顺序排列正确的选项是 O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、Rb Na、Mg、Al A B C D 9金属键的强度差异_。如：金属钠的熔点较低，硬度较小，而_是熔点最高，硬度最大的金属，这是由于_的缘故。三种晶体铝 硅 铝硅合金中，它们的熔点从低到高的顺序是_。【达标自查】1.5 分以下有关金属的表达正确的选项是 A金属元素的原子具有复原性，其离子只有氧化性 B金属元素的化合价般表现为正价 C熔化状态能导电的物质定是金属的化合物 D金属元素的单质在常温下均为金属晶体 2.5 分以下表达正确的选项是 A原子晶体中可能存在离子键 B分子晶体中不可能存在氢键 C在晶体中可能只

8、存在阳离子不存在阴离子 D金属晶体导电是金属离子所致 3.5 分以下表达中，可以肯定是一种主族金属元素的是 A原子最外层有 3 个电子的一种金属 B熔点低于 100的一种金属 C次外电子层上有 8 个电子的一种金属 D除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属 4.5 分金属晶体的熔沸点之间的差距是由于 4 A金属键的强弱不同 B金属的化合价的不同 C金属的晶体中电子数的多少不同 D金属的阳离子的半径大小不同 5.5 分关于金属性质和原因的描述不正确的选项是 A金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 B 金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形

9、成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流 C金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量 D金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 6.5 分按以下四种有关性质的表达，可能属于金属晶体的是 A由分子间作用力结合而成，熔点低 B固体或熔融后易导电，熔点在 1 000 左右 C由共价键结合成网状结构，熔点高 D固体不导电，但溶于水或熔融后能导电 7.15 分在核电荷数 118 的元素中，其单质属于金属晶体的有_；上述金属中，密度最小的是_，地壳中含量最多的金属元素是_，熔点最低的是_

10、，既能与酸反应又能碱反应的是_，单质的复原性最强的是_。8.15 分A、B、C 三种主族元素，其原子具有相同的电子层数，B 的最外层电子数是 C 和 A 两原子的最外层电子数之差的 1/2 倍。4.05gB 的单质与足量盐酸反应，在标准状况下可收集到 5.04L H2，得到 B 的离子中中子数比质子数多 1 个。1写出元素符号：A：B：C：2A、B、C 三种元素形成单质的熔点高低顺序为 。3B 的最高价氧化物与 A 的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_ 4C 单质属于_晶体，A 单质属于_晶体。9.15 分判断以下晶体类型。1SiI4：熔点 120.5，沸点 271.5，易水解 _。2硼

11、：熔点 2 300，沸点 2 550，硬度大 _。3硒：熔点 217，沸点 685，溶于氯仿 _。4锑：熔点 630.74，沸点 1 750，导电 _。10(20 分)(选做题)某金属氧化物超导体的晶胞结构如下图，根据晶胞结构，推算晶体中 Y，Cu，Ba和 O 原子个数比，确定其化学式。2根据(1)所推出的化合物的组成，计算其中 Cu 的平均化合价及化合物中这两种价态Cu 原子个数比。(该化合物中各元素的化合价为 Y+3，Ba+2，Cu+2 和 Cu+3)5 自查小结：5 分 挑战题20 分：硼镁化合物在接近 40K 的温度下成为超导材料，其晶体结构单元如以下图所示：1试写出这种超导材料的化学

12、式 ；2该晶体的类型为_晶体。3分别表达该晶体中含有的化学键类型。第三节 金属晶体第二课时【高效学习指导案】【分层学习目标】A 级：1.通过动手进行实物堆积，知道密置层与非密置层的区别。2.了解金属晶体的常见堆积模型，能画出金属晶体各种堆积模型晶胞的示意图，体会科学探究的基本方法。B 级：1.通过图片观察，了解各种堆积模型的情况，感受观察能力是科学研究的基本能力。2.能快速判断常见金属的堆积模型。C 级：1.阅读教材，能说出常见金属所属的堆积模型及其名称。2.知道各种堆积模型的代表金属。自我确定目标：_级别，理由：_，学习方式_。【重点学习内容】1.常见金属晶体堆积模型中配位数和空间利用率情况

13、。2.知识回忆：分子晶体和原子晶体的空间排布特点。【难点知识预设】六方最密堆积和面心立方堆积的形式区别。难于理解的是：_。【高效预习探究案】将假设干个直径相同的乒乓球紧密接触时平铺成一层，每个乒乓球直接接触的乒乓球个数可能是_个。【预习思考选题】1.二维平面里，直径相同的球体使球面紧密接触有几种放置方式？2.什么是金属晶体的配位数？二维平面里，几种放置方式的配位数分别是多少？6 3.什么是非密置层？什么是密置层？4.分别将非密置层和密置层在三维空间里一层一层进行堆积各有几种方式？名称分别是什么？5.金属的四种堆积模型中代表金属有哪些，配位数分别是多少？空间利用率大小关系呢？6.通过自主预习，你

14、能否动手堆积出金属晶体在三维空间里的四种堆积模型？【重点合作探究】1.动手排(1)在二维平面里，直径相同的橡胶球紧密接触时的排布方式，并请画出：_(2)在三维空间里，用直径相同的橡胶球代替金属晶体的原子，排出四种堆积模型，请画在下面横线上并指出其配位数及代表金属：_ _ 配位数：代表金属：配位数：代表金属：_ _ 配位数：代表金属：配位数：代表金属：2.动口说：请你说明四种堆积模型的堆积方法并粗略比较它们空间利用率的大小。简单立方堆积：_。体心立方堆积：_。六方最密堆积：_。面心立方最密堆积：_。【预习探究自我评价】1.5 分金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是 A.金属原

15、子的价电子数少 B.金属晶体中有自由电子 C.金属原子的原子半径大 D.金属键没有饱和性和方向性 2.5 分二维空间里，密置层放置方式的配位数是 A2 B4 C 6 D8 3.5 分金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有 A1 B2 C3 D4 4.5 分仔细观察右图这种堆积方式是 A体心立方 B简单立方 C面心立方最密堆积 D六方最密堆积 5.金属铁的堆积模型是_，配位数是_。金属晶体的四种堆积方式中空间利用率最高的是_，配位数为_。7 自我小结：_ 质疑问难：_ 【高效练习拓展案】【拓展训练】1.以下说法正确的选项是 A晶体是具有一定几何外观的，所以汞不属于金属晶体 B金属一般具有较高的硬度

16、，而钠可以用小刀切，但钠属于金属晶体 C塑料具有一定延展性，所以属于金属晶体 D金属晶体一般具有较高的硬度，所以金刚石属于金属晶体 2.通过非密置层在三维空间堆积而成且配位数为 6 的晶胞是 A六方晶胞 B体心立方晶胞 C面心立方晶胞 D简单立方晶胞 3.以下金属晶体采取的堆积方式是面心最密堆积的是 AAg BFe CZn DPo 4.以下排列方式是镁堆积方式的是 AABCABCABC BABABAB CABBAABBA DABCCBAABCCBA 5.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的表达正确的选项是 A晶胞是六棱柱 B晶胞是六面体 C每个晶胞中含 4 个原子 D每个晶胞中含 17 个原

17、子 6.某固体仅由一种元素组成，密度为 5.0g/cm3，用射线研究该固体的结构时得知：在边长为10-7cm 的正方体中含有 20 个原子，则此元素的相对原子质量最接近以下数据中的 A.32 B.120 C.150 D.180 7.以下物质中，不属于合金的是 A.黄铜 B.生铁 C.不锈钢 D.水银 8.关于体心立方堆积晶体(右图)的结构的表达中正确的选项是 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 9.教材中给出了几种晶体的晶胞如下图，分别表示的物质正确的排序是 A碘、锌、钠、金刚石 B金刚石、锌、碘、钠 C钠、锌、碘、金刚石 D锌、钠

18、、碘、金刚石 8 10右图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_个。该晶胞称为_。(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)。【达标自查】1.5 分在以下有关晶体的表达中错误的选项是 A原子晶体中，只存在共价键 B分子晶体中，一定存在极性共价键 C金属晶体的熔沸点有高有低 D稀有气体的原子能形成分子晶体 2.5 分微粒间存在金属键的实验事实是 A 食盐、氯化钾等晶体易溶于水 B 氯气在加压、降温时会变成液氯或固氯 C 融化的铁水

19、降温可铸成铁锭 D 金刚石有相当大的硬度 3.5 分在单质的晶体中一定不存在的微粒是 A.原子 B.分子 C.阴离子 D.阳离子 4.5 分石墨晶体是层状结构，如图是其晶体结构的俯视图，每一个碳原子都 跟其他 3 个碳原子相结合，则图中 7 个六元环完全占有的碳原子数是 A10 个 B18 个 C24 个 D14 个 5.5 分金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的选项是(双选)A钋 Po简单立方堆积52%6 B钠 Na体心立方堆积74%12 C锌 Zn六方最密堆积68%8 D银 Ag面心立方最密堆积74%12 6.5 分有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图，有关说法正确的选项是

20、 A为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积 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：6，8，8，12 D空间利用率的大小关系为：原子晶体的硬度分子晶体的硬度 4.5 分在石墨晶体里，每一层由无数个正六边形构成，同一层内每个碳原子与相邻的三个碳原子以 C-C键结合，则石墨晶体中碳原子数与 C-C键数之比为 A1：1 B2：1 C2：3 D3：2 5.1金属导电靠_，电解质溶液导电靠_；金属导电能力随温度升高_，电解质溶液导电能力随温度升高而_。2金刚石空间构型为_，以_结合；石墨是层状结构，层内碳原子围成_形，层与层之

21、间通过_结合。自我小结：_ 质疑问难：_ 【高效练习拓展案】【拓展训练】1.有关晶体的以下说法中正确的选项是 A分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B原子晶体中共价键越强，熔点越高 C冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D常温下金属汞属于金属晶体 2.以下各物质的晶体中，晶体类型相同的是 AO2和 Si BNa 和 I2 C冰和干冰 D金刚石和石墨 3.以下说法正确的选项是 A分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 13 B金属晶体中的金属键有饱和性没有方向性 C原子晶体比所有金属晶体和分子晶体的熔点高 D含有金属键的一定是金属晶体 4.从严格意义上讲石墨属于 A分子晶体 B原子晶体

22、 C混合晶体 D金属晶体 5.以下各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用力属于同种类型的是 A碘和干冰的升华 B二氧化硅和玻璃的熔化 C氯化钠和铁的熔化 D冰和汽油的蒸发 6.在金刚石晶体的网状结构中，含有共价键形式的碳原子环，其中最小的碳环中的碳原子数和 CC 键之间的夹角是 A6 个，120 B6 个，109.5 C5 个，109.5 D5 个，120 7.以下排列方式是铜堆积方式的是 AABCABCABC BABABAB CABBAABBA DABCCBAABCCBA 8.氢气是重要而洁净的能源，利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气。报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的

23、最小单元如右图所示。则该合金的化学式为 ALaNi6 BLaNi3 CLaNi4 DLaNi5 9以下五种晶体：CO2、金刚石、Na、Si、CS2，它们的熔点从低到高的顺序为_(填序号)。【达标自查】1.5 分以下式子为分子式的是 ANH4Cl BCu CSiO2 DI2 2.5 分金属钾晶体为体心立方结构，则在单位晶胞中钾原子的个数是 A4 B3 C2 D1 3.5 分以下性质适合于金属晶体的是 熔点218，难溶于水 熔点 3900，硬度很大，不导电 难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱 难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A B C D 4.5 分下面二维平面晶体所表示的化学式为

24、 AX2的是 A.B.C.D.5.5 分以下数据是对应物质的熔点表，有关的判断正确的选项是 14 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O2 BCl3 CO2 SiO2 920 97.8 1291 190 2073 107 57 1723 A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子化合物 B在共价化合物分子中各原子都形成 8 电子结构 C同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体 D金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 6.5 分石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原 子填充在石墨各层谈原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜 色的化合物，其化学式可写作 CxK,其平面图形见以下图，则

25、 x 值为 A.8 B.12 C.24 D.60 7.15 分铝单质的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。假设已知铝原子半径为 d，NA表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为 M，则该晶体的密度可表示为_。据上图计算，铝原子采取的面心立方堆积的空间利用率为_。8.15 分2011 年 3 月 11 日日本发生了 9.0 级强地震。随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘-131 和铯-137。(1)Cs(铯)的最外层电子排布式为 6s1，与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素 A、B、C 的电离能如下表：三种元素 A、B、C 的元素符号分别为_，形成其单质晶体的化学键

26、类型是_，均属于_堆积，配位数为_。(2)与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物，非金属氯化物等。BCl3是一种非金属氯化物，该物质分子中 BCl 键的键角为_。(3)碘-131 是碘单质，其晶胞结构如右图所示，该晶胞中含有_个 I2分子。9.15 分石墨片层结构如右图所示，问：1平均多少个碳原子构成一个正六边形？2n g 碳原子可构成多少个正六边形？10(20 分)(选做题)晶胞是晶体中最小的重复单元已知铁为面心立方晶体，其结构如以下图甲所示，元素代号 A B C 第一电离能(kJ mol1)520 496 419 15 面心立方的结构特征如以下图乙所示假设铁原子的半径为m101027.1，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即以下图 丙中 AB的长度为_m。自查小结：5 分 挑战题20 分：C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：1C70分子中每个碳原子只跟相邻的 3 个碳原子形成化学键；2C70分子中只含有五边形和六边形；3多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。根据以上所述确定：1C70分子中所含的单键数和双键数；2C70分子中的五边形和六边形各有多少？