高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.3 金屬晶體同步配套練習(xí) 新人教版選修3.doc

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第三節(jié)　金屬晶體 基礎(chǔ)鞏固 1下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性 B.金屬鍵是金屬陽(yáng)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.金屬的物理性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān) 答案：B 解析：金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的電子氣,被所有原子所共用,從而把所有的金屬原子維系在一起,故金屬鍵無(wú)飽和性和方向性;金屬鍵中的電子屬于整塊金屬;金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈作用,既包括金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的靜電吸引作用,也存在金屬陽(yáng)離子之間及自由電子之間的靜電排斥作用;金屬的物理性質(zhì)及固體的形成都與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān)。 2金屬的下列性質(zhì)中和金屬晶體無(wú)關(guān)的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.良好的導(dǎo)電性 B.反應(yīng)中易失電子 C.良好的延展性 D.良好的導(dǎo)熱性 答案：B 解析：選項(xiàng)A、C、D都是金屬共有的物理性質(zhì),這些性質(zhì)都是由金屬晶體所決定的。選項(xiàng)B中,金屬易失電子是由金屬原子的結(jié)構(gòu)決定的,與金屬晶體無(wú)關(guān)。 3金屬能導(dǎo)電的原因是(　　) A.金屬晶體中的金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用較弱 B.金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng) C.金屬晶體中的金屬陽(yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng) D.金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子 答案：B 解析：根據(jù)電子氣理論,電子是屬于整塊晶體的,在外加電場(chǎng)作用下,發(fā)生了定向移動(dòng)從而導(dǎo)電,故B項(xiàng)正確。 4下列關(guān)于金屬性質(zhì)和原因的描述不正確的是(　　) A.金屬一般具有銀白色光澤,是物理性質(zhì),與金屬鍵沒(méi)有關(guān)系 B.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是因?yàn)樵诮饘倬w中共用了金屬原子的價(jià)電子,形成了“電子氣”,在外電場(chǎng)的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流,所以金屬易導(dǎo)電 C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性,是因?yàn)樽杂呻娮釉谑軣岷?加快了運(yùn)動(dòng)速率,自由電子通過(guò)與金屬原子發(fā)生碰撞,傳遞了能量 D.金屬晶體具有良好的延展性,是因?yàn)榻饘倬w中的原子層之間可以相對(duì)滑動(dòng)而不破壞金屬鍵 答案：A 解析：金屬具有金屬光澤是金屬中的自由電子吸收了可見(jiàn)光,又把各種波長(zhǎng)的光再反射出來(lái),因此金屬一般顯銀白色。金屬導(dǎo)電性正是由于金屬原子之間共用了價(jià)電子,才使得金屬晶體中有了自由移動(dòng)的電子,也才能在外電場(chǎng)的作用下使電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。選項(xiàng)B、C、D均正確。 5依據(jù)電子氣的金屬鍵模型,下列對(duì)于金屬導(dǎo)電性隨溫度變化的解釋,正確的是(　　) A.溫度升高,自由電子的動(dòng)能變大,導(dǎo)致金屬導(dǎo)電性增強(qiáng) B.溫度升高,金屬陽(yáng)離子的動(dòng)能變大,阻礙電子的運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致金屬導(dǎo)電性減弱 C.溫度升高,自由電子互相碰撞的次數(shù)增加,導(dǎo)致金屬導(dǎo)電性減弱 D.溫度升高,陽(yáng)離子的動(dòng)能變大,自由電子與陽(yáng)離子的吸引變小,導(dǎo)致金屬的導(dǎo)電性增強(qiáng) 答案：B 解析：溫度升高,電子和陽(yáng)離子的動(dòng)能均增加,但是由于陽(yáng)離子對(duì)自由電子的阻礙作用增大,所以導(dǎo)電性減弱。 6下列有關(guān)金屬的說(shuō)法正確的是(　　) A.金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子 B.六方最密堆積和面心立方最密堆積的原子堆積方式空間利用率最高 C.金屬原子在化學(xué)變化中失去的電子數(shù)越多,其還原性越強(qiáng) D.金屬晶體都有很高的熔點(diǎn)和很大的硬度 答案：B 解析：A項(xiàng),金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子是自由電子,形成所謂的電子氣,其導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是外加電場(chǎng)的作用使自由電子定向移動(dòng);C項(xiàng),金屬原子失電子越容易,還原性越強(qiáng);D項(xiàng),有些金屬熔點(diǎn)很低,硬度很小,如Hg、Na等。 7下列敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A.金屬單質(zhì)或其合金在固態(tài)和液態(tài)時(shí)都能導(dǎo)電 B.晶體中存在離子的一定是離子晶體 C.金屬晶體中的自由電子為整塊晶體所共有 D.鈉比鉀的熔點(diǎn)高是因?yàn)殁c中金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的作用力強(qiáng) 答案：B 解析：離子晶體中存在陰、陽(yáng)離子,而在金屬晶體中存在金屬陽(yáng)離子和自由電子,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;自由電子在整塊金屬中可自由移動(dòng),為整塊晶體所共有,選項(xiàng)C正確;金屬晶體的熔點(diǎn)高低取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,金屬鍵越強(qiáng),金屬晶體的熔點(diǎn)越高,反之越低,所以選項(xiàng)D正確。 8關(guān)于晶體的下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在晶體中只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子 B.在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子 C.原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高 D.分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低 答案：A 解析：晶體中只要含有陰離子則一定會(huì)有陽(yáng)離子,但含陽(yáng)離子的晶體不一定含有陰離子,如金屬晶體。金屬晶體熔點(diǎn)差別很大,高的比原子晶體高,低的比分子晶體低。 9關(guān)于金屬元素的特征,下列敘述正確的是(　　) ①金屬性越強(qiáng)的元素相應(yīng)的離子氧化性越弱　②金屬元素只有金屬性,沒(méi)有非金屬性?、蹆r(jià)電子數(shù)越多,金屬性越強(qiáng) A.① B.② C.③ D.①③ 答案：A 解析：有些金屬元素既有金屬性又有非金屬性。價(jià)電子數(shù)多少與金屬性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。 10下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)法正確的是(　　) A.金屬鍵具有方向性與飽和性 B.金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用 C.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子 D.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放出可見(jiàn)光 答案：B 解析：金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下,自由電子產(chǎn)生定向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于自由電子的存在使金屬很容易吸收光子而發(fā)生躍遷,發(fā)出特定波長(zhǎng)的光波,因而金屬往往有特定的金屬光澤,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11結(jié)合金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),回答以下問(wèn)題: (1)已知下列金屬晶體:Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au,其堆積方式為: ①簡(jiǎn)單立方堆積的是　; ②體心立方堆積的是　; ③六方最密堆積的是　; ④面心立方最密堆積的是　。 (2)根據(jù)下列敘述,判斷一定為金屬晶體的是　　　　。 A.由分子間作用力形成,熔點(diǎn)很低 B.由共價(jià)鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀晶體,熔點(diǎn)很高 C.固體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性 (3)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.金屬陽(yáng)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)高于鉀 D.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越好 答案：(1)①Po?、贜a、K、Fe?、跰g、Zn　④Cu、Au (2)C　(3)BC 解析：(1)簡(jiǎn)單立方堆積的空間利用率低,金屬Po采取這種方式。體心立方堆積是上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中,這種堆積方式的空間利用率比簡(jiǎn)單立方堆積的高,多數(shù)金屬是這種堆積方式。六方最密堆積按ABAB……的方式堆積,面心立方最密堆積按ABCABC……的方式堆積,六方最密堆積常見(jiàn)金屬為Mg、Zn、Ti,面心立方最密堆積常見(jiàn)金屬為Cu、Ag、Au。 (2)A項(xiàng)屬于分子晶體;B項(xiàng)屬于原子晶體;而C項(xiàng)是金屬的通性。 (3)常溫下,Hg為液態(tài),A錯(cuò);因?yàn)榻饘冁I無(wú)方向性,故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失,B正確;鈣的金屬鍵強(qiáng)于鉀,故熔、沸點(diǎn)高于鉀,C正確;溫度升高,金屬的導(dǎo)電性減弱,D錯(cuò)。 1220世紀(jì)60年代,第一個(gè)稀有氣體化合物Xe[PtF6]被合成出來(lái),從而打破了“絕對(duì)惰性”的觀念。在隨后的幾年內(nèi),科學(xué)家又相繼合成了氙的氟化物、氧化物等。 (1)金屬Pt內(nèi)部原子的堆積方式與銅及干冰中的CO2相同,右圖正方體是Pt晶胞的示意圖,試說(shuō)出Pt原子在晶胞中的位置　　　　　　　　　　　　　。 (2)稀有氣體(氡除外)中,只有密度較大的氙能合成出多種化合物,其可能原因是　　　　　　(填字母代號(hào))。 A.氙的含量比較豐富 B.氙的相對(duì)原子質(zhì)量大 C.氙原子半徑大,電離能小 D.氙原子半徑小,電負(fù)性大 答案：(1)正方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面心 (2)C 解析：(1)Pt原子在晶胞正方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面心。 (2)氙原子半徑大,電離能小,可能是氙能合成出多種化合物的原因。 能力提升 1有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示,有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A.①為簡(jiǎn)單立方堆積,②為六方最密堆積,③為體心立方堆積,④為面心立方最密堆積 B.每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①1個(gè),②2個(gè),③2個(gè),④4個(gè) C.晶胞中原子的配位數(shù)分別為①6,②8,③8,④12 D.空間利用率的大小關(guān)系為①<②<③<④ 答案：B 解析：本題考查了金屬晶體的堆積方式。準(zhǔn)確理解并記憶金屬晶體的四種常見(jiàn)堆積方式是解答本題的關(guān)鍵。①為簡(jiǎn)單立方堆積,②為體心立方堆積,③為六方最密堆積,④為面心立方最密堆積,A項(xiàng)中②與③判斷有誤;每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為①8;晶胞③中原子的配位數(shù)應(yīng)為12,C項(xiàng)不正確;四種晶體的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%,所以D項(xiàng)不正確,應(yīng)為①<②<③=④。 2物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出:金屬鍵越強(qiáng),其金屬的硬度越大,熔、沸點(diǎn)越高。且研究表明,一般來(lái)說(shuō),金屬陽(yáng)離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵越強(qiáng),由此判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.硬度:Mg>Al B.熔、沸點(diǎn):Mg>Ca C.硬度:Mg>K D.熔、沸點(diǎn):Ca>K 答案：A 解析：鎂和鋁原子的電子層數(shù)相同,價(jià)電子數(shù):Al>Mg,離子半徑:Al3+Mg2+,金屬鍵:Mg>Ca,鎂的熔、沸點(diǎn)高于鈣,所以B項(xiàng)正確;用以上比較方法推出,價(jià)電子數(shù): Mg>K,離子半徑:Mg2+K,鎂的硬度大于鉀,所以C項(xiàng)正確;鈣和鉀元素位于同一周期,價(jià)電子數(shù):Ca>K,離子半徑:K+>Ca2+,金屬鍵:Ca>K,鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀,所以D項(xiàng)正確。 3石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi),每一個(gè)碳原子都與其他3個(gè)碳原子相結(jié)合。如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖,則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是(　　) A.10 B.18 C.24 D.14 答案：D 解析：石墨晶體中最小的碳環(huán)為六元環(huán),每個(gè)碳原子為3個(gè)六元環(huán)共用,故平均每個(gè)六元環(huán)含2個(gè)碳原子,圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)為14。 ★4(2016全國(guó)甲,節(jié)選)(1)單質(zhì)銅及鎳都是由　　　　鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1 958 kJmm 　。 (2)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為　　　。 ②若合金的密度為d gcm-3,晶胞參數(shù)a=　　　　nm。 答案：(1)金屬　銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子 (2)①3∶1　 解析：(1)金屬晶體中金屬陽(yáng)離子和自由電子以金屬鍵結(jié)合。Ni、Cu的外圍電子排布式分別為3d84s2、3d104s1,二者的第二電離能是:Cu失去的是全充滿的3d10上的1個(gè)電子,而鎳失去的是4s1上的1個(gè)電子。 (2)①1個(gè)晶胞中含Cu原子:6,含Ni原子:8,故晶胞中Cu與Ni的原子個(gè)數(shù)比為3∶1。 ②Cu3Ni的摩爾質(zhì)量為251 gmol-1,據(jù)m=ρV得:a3d gcm-3NA=251 gmol-1,求得anm。