2018-2019學年高中化學 第三章 晶體結構與性質 第3節(jié) 金屬晶體課時作業(yè) 新人教版選修3.doc

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第三章 第三節(jié) 金屬晶體 基 礎 鞏 固 一 選擇題 1 物質結構理論推出 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 所以金屬鍵應為 Mg Al A 項錯 而 Mg 與 Ca 為同一主族 價電子數(shù)相同 半徑 MgK 故金屬鍵 Ca K D 項錯 2 關于晶體的下列說法正確的是 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 根據晶體能否導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 能導電的晶體不一定是金屬晶體 如石墨 3 下列有關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 金屬導電的實質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實際含有的原子個數(shù)之比為 1 2 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 金屬導電的實質是金屬陽離子和自由電子定向移動而產生電流的結果 故 B 錯誤 C 金屬原子在化學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 1 8 2 面心立方晶胞中 18 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 2 4 1 2 故 D 正 18 12 確 4 下列有關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 都能導電 傳熱 解析 Hg 常溫下是液態(tài) 不是晶體 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 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 能夠導電 傳熱 因此 D 項是正確的 5 下列說法正確的是 B A S 2 電子排布式 1s 22s22p63s23p4 B 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 釋金屬的物理性質是導熱性 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 1 2 2 解析 A S 2 電子排布式 1s 22s22p63s23p6 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 18 12 個數(shù) 1 所以晶體中 A B C 的原子個數(shù)比為 1 3 1 故 D 錯誤 故選 B 6 下列有關化學鍵 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 所以應選擇 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 根據下表中 提供的數(shù)據 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 8 660 4 1 535 1 410 112 8 沸點 883 2 467 2 750 2 353 444 6 A 鋁與硅 B 鋁與硫 C 鈉與硫 D 鈉與硅 解析 能發(fā)生反應的物質不能形成合金 故 B C 錯 鈉的沸點遠低于硅的熔點 當硅 熔化時 鈉已經氣化 故它們不能形成合金 D 錯 8 關于體心立方堆積晶體 如圖 結構的敘述中正確的是 C A 是密置層的一種堆積方式 B 晶胞是六棱柱 C 每個晶胞內含 2 個原子 D 每個晶胞內含 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 晶胞內含有原子個數(shù)為 8 1 2 18 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 A Mg Al Ca B Al Na Li C Al Mg Ca D Mg Ba Al 解析 電荷數(shù) Al3 Mg2 Ca 2 Ba 2 Li Na 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 Li 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 導電 金屬晶體 解析 1 SiI 4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 256 a3 3 X 射線金相學 中記載關于銅與金可形成兩種有序的金屬互化物 其結構如下圖 所示 下列有關說法正確的是 B A 圖 中物質的化學式相同 B 圖 中物質的化學式為 CuAu3 C 圖 中與每個銅原子緊鄰的銅原子有 3 個 D 設圖 中晶胞的邊長為 a cm 則圖 中合金的密度為 g cm 3 261NAa3 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 1 2 1 3 求出化學式分別為 AX2 AX 3 故答案為 b 2 用 切割分攤法 8 6 4 面心立方晶胞 18 12 64 a3 NA 4NA 256 a3 3 題圖 中 銅原子數(shù)為 8 2 2 金原子數(shù)為 4 2 故化學式為 CuAu 18 12 12 題圖 中 銅原子數(shù)為 8 1 金原子數(shù)為 6 3 故化學式為 CuAu3 題圖 中 銅 18 12 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 64 197 a3 g cm 3 mV 2NA 522NAa3 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)生電化學腐蝕 與金屬鍵無關 故 A 選 B 用金屬鋁制成導線 是利用金屬的導電性 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 定向移動而導電 能用金屬鍵理論知識解釋 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 是利用了金屬的導熱性 金屬容易導熱是因為自由電子在運動時 經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 下列有關物質結構的敘述正確的是 C A 有較強共價鍵存在的物質熔點一定很高 B 由于石墨晶體導電 所以它是金屬晶體 C 含有共價鍵的物質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 下列各組物質中 按熔點由低到高的順序排列正確的是 A O 2 I 2 Hg CO KCl SiO 2 Na K Rb Na Mg Al A B C D 4 已知銅的晶胞結構如圖所示 則在銅的晶胞中所含銅原子數(shù)及配位數(shù)分別是 D A 14 6 B 14 8 C 4 8 D 4 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 18 14 的原子占 體心上的原子為 1 根據以上規(guī)律就可計算晶胞所含的原子數(shù) 2 金屬晶體 12 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 18 12 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 8 D 鎘的堆積方式與銅的堆積方式不同 解析 據圖可看出 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 12 D 空間利用率的大小關系為 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 8 1 個 中原子個 數(shù)為 8 1 8 1 2 個 中原子個數(shù)為 8 1 8 1 2 個 中原子個數(shù)為 8 1 8 6 1 2 4 個 B 正確 C 為六方最密堆積 此結構為六方錐晶包的 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 cm 3 已知鈉的相對原 子質量為 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 A B 32aNA 332aNA C D 3432aNA 1232aNA 解析 該晶胞中實際含鈉原子 2 個 晶胞邊長為 則 4 r3 進一步化簡后可得答案 2 a NA 4 r3 3 二 非選擇題 8 金晶體的最小重復單元 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 還應假定 金屬原子間相接 觸 即相切 3 一個晶胞的體積是 2 d3 2 4 金晶體的密度是 2Md3NA 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 18 有 屬于該晶胞 故每個晶胞中金原子個數(shù) 8 6 4 假設金原子間相接觸 則有 12 18 12 正方形的對角線為 2d 正方形邊長為 d 所以 V 晶 d 3 2 2 2 d3 Vm NA d3NA 所以 2 V晶4 22 MVm 2Md3NA 9 信息一 鉻同鎳 鈷 鐵等金屬可以構成高溫合金 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 CrO 2Cl2 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 CH 3COCH3 四氯化碳 CS 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 1s 22s22p63s23p63d64s2 或 Ar 3d 64s2 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 K Cr 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 1s 22s22p63s23p63d64s2 2 單鍵為 鍵 雙鍵含有 1 個 鍵 1 個 鍵 CH 3COCH3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 羰基碳原子為 sp2 雜化 二硫化碳與二氧化碳結構相似 為直線型對稱結構 分子中正負電荷重心重合 屬于非極性分子 故答案為 分子 sp3 sp 2 非極性 4 配離子中 Cr3 有空軌道 C 2O H 2O 含有孤對電子 Cr 3 與 C2O H 2O 之間形2 4 2 4 成配位鍵 故答案為 配位 5 晶胞中 Cr 原子處于體心與頂點 晶胞中 Cr 原子數(shù)目 1 8 2 故答案為 18 2