2019-2020年高中化學(xué) 3.1金屬鍵 金屬晶體練習(xí) 蘇教版選修3.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 3.1金屬鍵 金屬晶體練習(xí) 蘇教版選修3 一、選擇題 1.下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是　(　　) A.用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋 B.固態(tài)和熔融時(shí)易導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1 000℃左右的晶體可能是金屬晶體 C.Li、Na、K的熔點(diǎn)逐漸升高 D.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越好 【解析】選B。A項(xiàng),用鉑金做首飾利用了金屬晶體的延展性,能用金屬鍵理論解釋。B項(xiàng),金屬晶體在固態(tài)和熔融時(shí)能導(dǎo)電,其熔點(diǎn)差異很大,故題設(shè)條件下的晶體可能是金屬晶體。C項(xiàng),一般來(lái)說(shuō),金屬中單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多,金屬元素的原子半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),故金屬鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)長(zhǎng)i>Na>K,其熔點(diǎn)的高低順序?yàn)長(zhǎng)i>Na>K。D項(xiàng),金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而降低,溫度越高,其導(dǎo)電性越差。 【方法規(guī)律】金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的比較 運(yùn)動(dòng)的微粒 過(guò)程中發(fā)生的變化 溫度的影響 金屬導(dǎo)電 自由電子 物理變化 升溫,導(dǎo)電性減弱 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電 陰、陽(yáng)離子 化學(xué)變化 升溫,導(dǎo)電性增強(qiáng) 2.金屬原子在二維空間里的放置有下圖所示的兩種方式,下列說(shuō)法中正確的 A.圖(a)為非密置層,配位數(shù)為6 B.圖(b)為密置層,配位數(shù)為4 C.圖(a)在三維空間里堆積可得六方最密堆積和面心立方最密堆積 D.圖(b)在三維空間里堆積僅得簡(jiǎn)單立方堆積 【解析】選C。金屬原子在二維空間里有兩種排列方式,一種是密置層排列,一種是非密置層排列。密置層排列的空間利用率高,原子的配位數(shù)為6,非密置層的配位數(shù)較密置層小,原子的配位數(shù)為4。由此可知,圖(a)為密置層,圖(b)為非密置層。密置層在三維空間堆積可得到六方堆積和面心立方堆積兩種堆積模型,非密置層在三維空間堆積可得簡(jiǎn)單立方堆積和體心立方堆積兩種堆積模型。 3.(xx本溪高二檢測(cè))判斷下列各組金屬熔、沸點(diǎn)高低順序,其中正確的 是　(　　) A.Mg>Al>Ca B.Al>Na>Li C.Al>Mg>Ca D.Mg>Ba>Al 【解析】選C。電荷數(shù)Al3+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金屬陽(yáng)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。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】(雙選)下列敘述正確的是　(　　) A.同周期金屬的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 B.同周期金屬的原子半徑越小熔點(diǎn)越高 C.同主族金屬的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 D.同主族金屬的原子半徑越小熔點(diǎn)越高 【解析】選B、D。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)與金屬陽(yáng)離子的半徑和離子所帶電荷數(shù)有關(guān),陽(yáng)離子半徑越大,離子所帶電荷數(shù)越少,熔、沸點(diǎn)越低。 4.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C 3種元素,其排列方式如圖所示,晶體中A、B、C原子個(gè)數(shù)之比為　(　　) A.1∶3∶1 B.2∶3∶1 C.2∶2∶1 D.1∶3∶3 【解析】選A。晶胞中A原子位于晶胞頂點(diǎn),故該晶胞中共有A原子8=1個(gè);B原子處于棱上,故該晶胞中共有B原子12=3個(gè);C原子位于晶胞中心,故該晶胞中共有C原子1個(gè),A、B、C三種原子的個(gè)數(shù)比為1∶3∶1。 【互動(dòng)探究】 (1)晶胞中距離A原子最近的B原子有幾個(gè)? 提示:6個(gè)。 (2)晶胞中距離A原子最近的C原子有幾個(gè)? 提示:8個(gè)。 5.有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如下圖所示,有關(guān)說(shuō)法正確的 是　(　　) A.①為簡(jiǎn)單立方堆積,②為六方堆積,③為體心立方堆積,④為面心立方堆積 B.每個(gè)晶胞含有的原子數(shù):①1個(gè),②2個(gè),③2個(gè),④4個(gè) C.晶胞中原子的配位數(shù):①6,②8,③8,④12 D.空間利用率的大小關(guān)系:①<②<③<④ 【解析】選B。②為體心立方堆積,③為六方堆積,A錯(cuò);六方堆積的配位數(shù)是12,C錯(cuò);簡(jiǎn)單立方堆積的空間利用率是52%,體心立方堆積的空間利用率是68%,六方堆積的空間利用率是74%,面心立方堆積的空間利用率是74%,D錯(cuò)。 【互動(dòng)探究】 (1)采用②的堆積方式的常見金屬有哪些? 提示:鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等。 (2)采用④的堆積方式的常見金屬有哪些? 提示:金、銀、銅、鉛等。 6.(xx常州高二檢測(cè))納米材料的表面微粒數(shù)占總微粒數(shù)的比例極大,這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。某納米顆粒分子如圖所示,則這種納米顆粒的表面微粒數(shù)與總微粒數(shù)的比值為　(　　) A.7∶8 B.13∶14 C.25∶25 D.26∶27 【解析】選D。表面微粒數(shù)=8+6+12=26。 總微粒數(shù)=表面微粒數(shù)+中心粒子數(shù)=26+1=27。 【易錯(cuò)提醒】“納米顆粒”是獨(dú)立“分子”,所有粒子均屬于該顆粒。本題很容易把“納米顆粒”當(dāng)作“晶胞”來(lái)進(jìn)行計(jì)算:B個(gè)數(shù)=8+6=4,A個(gè)數(shù)=12+1=4,求得A與B個(gè)數(shù)比為1∶1。因此,處理該類題目即確定微觀粒子數(shù)應(yīng)注意“納米顆?！迸c“晶胞”的不同。 【方法規(guī)律】獨(dú)立原子構(gòu)成分子的微粒數(shù)的計(jì)算方法 對(duì)于獨(dú)立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,如圖所示,頂角和面心的原子是M原子,棱中心和體心的原子是N原子,由于M、N原子并不存在共用關(guān)系,所以由氣態(tài)團(tuán)簇分子和圖可知,其分子式可由示意圖查原子個(gè)數(shù)來(lái)確定,M原子共14個(gè),N原子13個(gè),即分子式為M14N13。 二、非選擇題 7.根據(jù)晶體的晶胞,可求晶體中微粒個(gè)數(shù)比,現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶體,晶胞如下圖所示: 則它們的微粒個(gè)數(shù)分別為 (1)甲中A　　　　B　　　 (2)乙中C　　　　D　　　 (3)丙中E　　　　F　　　 (4)丁中X　　　Y　　　Z　　 【解析】(1)甲中,A:11=1,B:8=1; (2)乙中,C:11=1,D:4=; (3)丙中,E:4=,F:4=; (4)丁中,X:11=1,Y:6=3,Z:8=1; 答案:(1)1　1　(2)1　　(3)　　(4)1　3　1 8.(xx徐州高二檢測(cè))如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。 (1)在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中,每個(gè)鈦離子周圍與它最接近且距離相等的氧原子、鈣離子各有　　　　個(gè)、　　　　個(gè)。 (2)該晶體結(jié)構(gòu)中,元素氧、鈦、鈣的離子個(gè)數(shù)比是　　　　,該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為　　　　。 【解析】(1)以鈦原子為頂點(diǎn),應(yīng)有8個(gè)立方晶胞緊靠在一起,這樣鈦原子成為空間直角坐標(biāo)系的中心原點(diǎn),它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有一個(gè)氧原子,共6個(gè)氧原子,它周圍的8個(gè)立方晶胞內(nèi)各含一個(gè)鈣離子。 (2)該晶體中含氧原子個(gè)數(shù)為12=3,鈦原子8=1,鈣原子1個(gè),故其比為 3∶1∶1,那么它的化學(xué)式可表示為CaTiO3。 答案:(1)6　8　(2)3∶1∶1　CaTiO3 9.(xx南陽(yáng)高二檢測(cè))某晶體的最小重復(fù)單元(也稱晶胞)是面心立方體,即在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)原子,各個(gè)面的中心有一個(gè)原子,每個(gè)原子被相鄰的晶胞所共有。原子的直徑為d,用NA表示阿伏加德羅常數(shù),M表示該金屬的摩爾質(zhì)量。 (1)每個(gè)晶胞中含有的原子的數(shù)目是多少? (2)一個(gè)晶胞的體積是多少? (3)該晶體的密度是多少? 【解析】利用均攤法解題,頂角上的原子有屬于該晶胞,共有8個(gè),每個(gè)面上的原子有屬于該晶胞,共有6個(gè),故每個(gè)晶胞中原子個(gè)數(shù)=8+6=4。假設(shè)距離最近的兩原子間相切,則有正方形的對(duì)角線為2d。正方形邊長(zhǎng)為d。 所以V晶=(d)3=2d3, m晶= 所以ρ==。 答案:(1)4　(2)2d3　(3) 【方法規(guī)律】利用均攤法計(jì)算金屬晶體密度的步驟 (1)首先利用均攤法確定一個(gè)晶胞中平均含有的原子數(shù)目。 (2)其次確定金屬原子的半徑和晶胞邊長(zhǎng)之間的關(guān)系。 (3)計(jì)算金屬晶體的密度。 首先求一個(gè)晶胞的質(zhì)量:m=NM/NA,N表示一個(gè)晶胞中平均含有的金屬原子數(shù),M表示金屬的摩爾質(zhì)量,NA表示阿伏加德羅常數(shù)。然后求金屬晶體的密度:密度ρ=m/V,V表示一個(gè)晶胞的體積。