2018-2019学年高中化学 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

第三章 第三节 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 Mg Al A 项错 而 Mg 与 Ca 为同一主族 价电子数相同 半径 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 1 2 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 1 8 2 面心立方晶胞中 18 原子在顶点和面心 原子个数为 8 6 4 原子的个数之比为 2 4 1 2 故 D 正 18 12 确 4 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 A S 2 电子排布式 1s 22s22p63s23p4 B 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 1 2 2 解析 A S 2 电子排布式 1s 22s22p63s23p6 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 18 12 个数 1 所以晶体中 A B C 的原子个数比为 1 3 1 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 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 8 660 4 1 535 1 410 112 8 沸点 883 2 467 2 750 2 353 444 6 A 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 1 2 18 9 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 A Mg Al Ca B Al Na Li C Al Mg Ca D Mg Ba Al 解析 电荷数 Al3 Mg2 Ca 2 Ba 2 Li Na 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 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 SiI 4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 CuAu3 C 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 cm 3 261NAa3 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 1 2 1 3 求出化学式分别为 AX2 AX 3 故答案为 b 2 用 切割分摊法 8 6 4 面心立方晶胞 18 12 64 a3 NA 4NA 256 a3 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 18 12 12 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 18 12 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 64 197 a3 g cm 3 mV 2NA 522NAa3 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 O 2 I 2 Hg CO KCl SiO 2 Na K Rb Na Mg Al A B C D 4 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 A 14 6 B 14 8 C 4 8 D 4 12 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 18 14 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 12 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 18 12 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 8 D 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 12 D 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 8 1 个 中原子个 数为 8 1 8 1 2 个 中原子个数为 8 1 8 1 2 个 中原子个数为 8 1 8 6 1 2 4 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 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 cm 3 已知钠的相对原 子质量为 a 阿伏加德罗常数为 NA mol 1 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 B 32aNA 332aNA C D 3432aNA 1232aNA 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 a NA 4 r3 3 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 2 d3 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 18 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 12 18 12 正方形的对角线为 2d 正方形边长为 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 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 CrO 2Cl2 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 CH 3COCH3 四氯化碳 CS 2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 1s 22s22p63s23p63d64s2 或 Ar 3d 64s2 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 K Cr 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 1s 22s22p63s23p63d64s2 2 单键为 键 双键含有 1 个 键 1 个 键 CH 3COCH3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 sp 2 非极性 4 配离子中 Cr3 有空轨道 C 2O H 2O 含有孤对电子 Cr 3 与 C2O H 2O 之间形2 4 2 4 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 1 8 2 故答案为 18 2