高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体课时作业含解析新人教版选修3

高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体课时作业含解析新人教版选修3

金属晶体 A篇　知识对点训练 知识点一　金属键与金属晶体 ‎1．下列关于金属键或金属的性质说法正确的是(　　)‎ ‎①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向运动实现的　②金属键是金属阳离子和自由电子之间仅存在的强烈的静电吸引作用　③第三周期金属元素Na、Mg、Al的沸点依次升高　④金属键没有方向性和饱和性，其中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属 A．①② B．②③ ‎ C．③④ D．①④‎ 答案　C 解析　金属的导电是因为在外加电场的作用下，电子发生定向运动实现的，而金属阳离子并没有运动，因此①错误；金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，并非仅存在静电吸引作用，因此②错误；一般情况下，金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大，Na＋、Mg2＋、Al3＋三种离子的离子半径依次减小、离子所带电荷依次增多，金属键越来越强，因此③正确；金属键的特征：一是没有方向性和饱和性，二是所有电子在三维空间运动，属于整个金属，因此④正确。‎ ‎2．金属晶体的形成是因为晶体中存在(　　)‎ A．脱落价电子后的金属离子间的相互作用 B．金属原子间的相互作用 C．脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用 D．金属原子与价电子间的相互作用 答案　C 解析　金属晶体中是金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用。‎ ‎3．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．有阳离子的晶体一定有阴离子 B．有阳离子的晶体一定是化合物 C．由单质组成的晶体如果固态时能导电也不一定是金属晶体 D．金属晶体都具有较高的熔点和银白色的金属光泽 答案　C 解析　金属晶体就是典型的只有金属阳离子而无阴离子的一类晶体，像铁、铜、金等金属晶体内部存在金属阳离子，却是一类单质晶体，A、B都错误；石墨固态时也能导电，却不是金属晶体，C正确；金属晶体的熔点有的很高，如钨，高达3500 ℃以上，而有的较低，如碱金属，绝大多数金属都有银白色的金属光泽，而少数金属具有颜色，如Au呈金黄色，Cu呈紫红色，Cs略带金色，D错误。‎ ‎4．下列金属晶体中，自由电子与金属阳离子间的作用力最弱的是(　　)‎ A．Na B．K ‎ C．Mg D．Al 答案　B 解析　离子半径最大且所带电荷数最少的K＋与自由电子间形成的金属键最弱。‎ - 6 -‎ ‎5．关于金属性质和原因的描述不正确的是(　　)‎ 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，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“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 答案　A 解析　金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再反射出来，因而金属一般显银白色光泽；金属具有导电性是因为在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流；金属具有导热性是因为受热后自由电子与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是因为原子层滑动，但金属键未被破坏。‎ 知识点二　金属晶体的原子堆积模型 ‎6．金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是(　　)‎ A．图a为非密置层，配位数为6‎ B．图b为密置层，配位数为4‎ C．图a在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图b在三维空间里堆积仅得体心立方堆积 答案　C 解析　图a为密置层，配位数为6；图b为非密置层，配位数为4。密置层在三维空间里可得六方最密堆积和面心立方最密堆积，配位数为12；非密置层在三维空间里有简单立方堆积和体心立方堆积两种。‎ ‎7．如图所示为金属原子的最密堆积形式之一，则下列说法中不正确的是(　　)‎ A．按“ABABAB……”方式堆积 B．此种堆积方式配位数为12‎ C．Mg属于此种堆积方式 D．按“ABCABCABC……”方式堆积 答案　D - 6 -‎ 解析　此为“ABABAB……”方式堆积，属镁型，配位数为12，空间利用率为74%。‎ ‎8．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．金属原子的价电子数较少 B．金属晶体中存在自由移动的电子 C．金属原子的原子半径较大 D．金属键不具有方向性和饱和性 答案　D 解析　金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和性，所以金属原子能以最紧密的方式堆积，故金属晶体堆积密度大，原子的配位数高，这样能充分利用空间。‎ ‎9．关于金属晶体的铜型最密堆积的结构的叙述中，正确的是(　　)‎ A．属于体心立方最密堆积 B．属于六方最密堆积 C．配位数为6‎ D．每个晶胞含有4个原子 答案　D 解析　因为铜型最密堆积的结构形式为面心立方最密堆积，故A、B项错误；铜型的配位数为12，故C项错误；D项晶胞中实际拥有的原子数为8×＋6×＝4，故D项正确。‎ ‎10．结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题：‎ ‎(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au其堆积方式为：‎ ‎①简单立方堆积的是__________；‎ ‎②体心立方堆积的是__________；‎ ‎③六方最密堆积的是__________；‎ ‎④面心立方最密堆积的是__________。‎ ‎(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是________。‎ A．由分子间作用力形成，熔点很低 B．由共价键结合形成网状晶体，熔点很高 C．固体有良好的导电性、传热性和延展性 ‎(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是________。‎ A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失 - 6 -‎ C．钙的熔、沸点高于钾 D．温度越高，金属的导电性越好 答案　(1)①Po　②Na、K、Fe　③Mg、Zn　④Cu、Au ‎(2)C　(3)BC 解析　(1)简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积的方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按ABAB……方式堆积，面心立方最密堆积按ABCABC……方式堆积，六方最密堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方最密堆积常见金属为Cu、Ag、Au。‎ ‎(2)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。‎ ‎(3)常温下，Hg为液态，A错；因为金属键无方向性，故金属键在一定范围内不因形变而消失，B正确；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高，金属的导电性减弱，D错。‎ B篇　综合提升训练 ‎11．下列有关石墨晶体的说法正确的是(　　)‎ A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 C．石墨晶体中碳原子采取sp3杂化方式 D．石墨晶体是一种混合晶体 答案　D 解析　石墨晶体是一种混合晶体，碳原子采取sp2杂化方式。‎ ‎12．下列叙述正确的是(　　)‎ A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用 C．价电子数越多的金属原子的金属性越强 D．含有金属元素的离子不一定是阳离子 答案　D 解析　金属晶体中虽存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子间的相互作用，B错误；价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO就是阴离子，D正确。‎ ‎13．教材中给出了几种晶体的晶胞如图所示：‎ 所示晶胞从左到右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 - 6 -‎ C．钠、锌、碘、金刚石 D．锌、钠、碘、金刚石 答案　C 解析　第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式；第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；组成第三种晶胞的粒子为双原子分子，是碘；第四种晶胞的粒子结构为正四面体结构，为金刚石。‎ ‎14．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图所示，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积 B．每个晶胞含有的原子数分别为①1，②2，③2，④4‎ C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12‎ D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④‎ 答案　B 解析　②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，②与③判断有误，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×＝1，②8×＋1＝2，③4×＋4×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数为12，其他判断正确，C项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，大小关系为④＝③＞②＞①，所以D项错误。‎ ‎15．晶胞即晶体中最小的重复单元。已知铜为面心立方晶体，其结构如图(Ⅰ)所示，面心立方的结构特征如图(Ⅱ)所示。若铜原子的半径为1.27×10－10m，则铜金属晶体中的晶胞长度，即图(Ⅲ)中AB的长度约为________。‎ 答案　3.59×10－10 m 解析　AC之间的距离相当于4倍的Cu原子半径：AC＝4×1.27×10－10m。AB＝ - 6 -‎ AC≈3.59×10－10 m。‎ ‎16．(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是__________。‎ ‎(2)下图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。‎ ‎①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是__________个。‎ ‎ ②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 D．简单立方晶胞 ‎③此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 g·mol－1，金属铜的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值为__________(用a、ρ表示)。‎ 答案　(1)②　(2)①4　②C　③ 解析　(1)由图中直接相邻的原子数可以求得①②中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3，求出化学式分别为AX2、AX3。‎ ‎(2)①用“均摊法”求解，8×＋6×＝4；②该晶胞为面心立方晶胞；③·64＝ρ·a3，NA＝。‎ - 6 -‎