高中化學人教版物質結構與性質第三章晶體結構與性質第三節(jié)金屬晶體 微課

（人教版選修3）第三章第三節(jié)《金屬晶體》過關訓練試題（考試時間：40分鐘滿分：100分）一、單項選擇題（每小題4分，共48分）1.下列敘述正確的是(D)A.金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷,這是由于金屬原子之間有較強的作用B.通常情況下,金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流C.金屬是借助自由電子的運動,把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D.金屬的導電性隨溫度的升高而減弱【解析】:金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷,這是因為金屬晶體中各層會發(fā)生相對滑動,但不會改變原來的排列方式,故A項不正確;金屬里的自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向移動產生電流,故B項不正確;金屬的導熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進行傳遞,故C項不正確。2.下列關于金屬晶體的敘述正確的是(B)A.用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋B.固態(tài)和熔融時易導電,熔點在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C.Al、Na、Mg的熔點逐漸升高D.溫度越高,金屬的導電性越好【解析】:A項,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,金屬晶體在固態(tài)和熔融時能導電,其熔點差異很大,故題設條件下的晶體可能是金屬晶體。C項,一般來說,金屬中單位體積內自由電子的數(shù)目越多,金屬元素的原子半徑越小,金屬鍵越強,故金屬鍵的強弱順序為Al>Mg>Na,其熔點的高低順序為Al>Mg>Na。D項,金屬的導電性隨溫度的升高而降低,溫度越高,其導電性越差。3．下列關于晶體的說法，一定正確的是(B)A．分子晶體中都存在共價鍵B．如上圖，CaTiO3晶體中每個Ti4＋和12個O2－相緊鄰C．SiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結合D．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高【解析】稀有氣體為單原子分子，晶體中不存在共價鍵。據(jù)圖可知CaTiO3晶體中，Ti4＋位于晶胞的頂角，O2－位于晶胞的面心，故Ti4＋的O2－配位數(shù)為12。SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子相連。汞常溫下為液態(tài)，其熔點比一般分子晶體還低。4.金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)多少有關,價電子數(shù)越多金屬鍵越強,與金屬陽離子的半徑大小也有關,半徑越大,金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列金屬熔點逐漸升高的是(B)A.LiNaK B.NaMgAlC.LiBeMg D.LiNaMg【解析】:金屬熔點的高低與金屬陽離子半徑大小及金屬價電子數(shù)有關。價電子數(shù)越多,陽離子半徑越小,金屬鍵越強。B項中三種金屬在同一周期,價電子數(shù)分別為1、2、3,且半徑由大到小,故熔點由高到低的順序是Al>Mg>Na。5．下列關于金屬鍵的敘述中，不正確的是(B)A．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間的強烈相互作用，其實質與離子鍵類似，也是一種電性作用B．金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強烈的相互作用，所以與共價鍵類似，也有方向性和飽和性C．金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽離子和自由電子間的相互作用，故金屬鍵無飽和性和方向性D．構成金屬鍵的自由電子在整個金屬內部的三維空間中做自由運動【解析】：從基本構成微粒的性質看，金屬鍵與離子鍵的實質類似，都屬于電性作用，特征都是無方向性和飽和性，自由電子是由金屬原子提供的，并且在整個金屬內部的三維空間內運動，為整個金屬的所有陽離子所共有，從這個角度看，金屬鍵與共價鍵有類似之處，但兩者又有明顯的不同，如金屬鍵無方向性和飽和性。故選B。6.物質結構理論推出:金屬鍵越強,其金屬的硬度越大,熔點越高。且研究表明,一般來說,金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵越強,由此判斷下列說法錯誤的是(A)A.硬度:Mg>Al B.熔點:Mg>CaC.硬度:Mg>K D.熔點:Ca>K【解析】:根據(jù)金屬的物理性質與金屬鍵的強弱進行分析。根據(jù)題目所給信息,鎂和鋁原子的電子層數(shù)相同,價電子數(shù):Al>Mg,離子半徑:Al3+<Mg2+,金屬鍵:Mg<Al,鋁的硬度大于鎂,所以A項錯誤。鎂、鈣原子價電子數(shù)相同,但離子半徑:Ca2+>Mg2+,金屬鍵:Mg>Ca,鎂的熔點高于鈣,所以B項正確。用以上比較方法推出,價電子數(shù):Mg>K,離子半徑:Mg2+<Na+<K+,所以金屬鍵:Mg>K,鎂的硬度大于鉀,所以C項正確。鈣和鉀元素位于同一周期,價電子數(shù):Ca>K,離子半徑:K+>Ca2+,金屬鍵:Ca>K,鈣的熔點高于鉀,所以D項正確。7．下面的排序不正確的是(C)A．晶體熔點的高低：>B．硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅>晶體硅C．熔點由高到低：Na>Mg>AlD．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI【解析】A項形成分子間氫鍵的熔、沸點要大于形成分子內氫鍵的物質，正確；B項均為原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短共價鍵越牢固，硬度越大，鍵長有：C—C<C—Si<Si—Si，故硬度相反，正確；C項均為金屬晶體，熔點大小取決于原子半徑大小以及陽離子所帶電荷數(shù)，其規(guī)律是離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，熔點越高，則熔點Al>Mg>Na，C不正確；晶格能越大，則離子鍵越強，離子所帶電荷相同時離子鍵的強弱與離子半徑有關，半徑越小，則離子鍵越強，D項正確。8.關于下列四種金屬堆積模型的說法正確的是(D)A.圖1和圖4為非密置層堆積,圖2和圖3為密置層堆積B.圖1~圖4分別是簡單立方堆積、體心立方堆積、面心立方堆積、體心立方堆積C.圖1~圖4每個晶胞所含有原子數(shù)分別為1、2、2、4D.圖1~圖4堆積方式的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%【解析】:圖1、圖2為非密置層堆積,圖3、圖4為密置層堆積,A項錯誤;圖1~圖4分別是簡單立方堆積、體心立方堆積、面心立方堆積和六方最密堆積,B項錯誤;圖1~圖4每個晶胞所含有的原子數(shù)(利用均攤法計算)分別為1、2、4、2,C項錯誤;D項正確。9.某固體僅由一種元素組成,其密度為5.0g·cm-3,用X-射線研究該固體的結構時得知:在邊長1×10-7cm的正方體中含有20個原子,則此元素的相對原子質量最接近下列數(shù)據(jù)中的(C)A.32 B.120 C.150 D.180【解析】:M=Vm·ρ=×6.02×1023mol-1×5.0g·cm-3≈150g·mol-1,故Mr=150。10．現(xiàn)有四種晶體的晶胞，其離子排列方式如下圖所示，其中化學式不屬MN型的是(B)11．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶胞體的熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及離子半徑的大小有關。由此判斷下列說法正確的是(C)A．金屬鎂的熔點大于金屬鋁B．堿金屬單質的熔、沸點從Li到Cs逐漸增大C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉的硬度D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣的硬度【解析】：鎂離子比鋁離子的半徑大且所帶的電荷少，故金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，所以金屬鎂比金屬鋁的熔、沸點和硬度都小；從Li到Cs，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點和硬度都逐漸減?。灰蜾X離子的半徑比鈉離子小且所帶電荷多，使金屬鋁比金屬鈉的金屬鍵強，所以金屬鋁比金屬鈉的熔、沸點和硬度都大；因鎂離子的半徑小且所帶電荷與鈣離子相同，金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點和硬度都大。故選C。12．金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式：六方堆積、面心立方堆積和體心立方堆積。a、b、c分別代表這三種晶胞的結構，a、b、c三種晶胞內金屬原子個數(shù)比為(A)A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9二、填空題（共52分）13．（10分）Al的晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示。若已知Al的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，Al的相對原子質量為M，請回答：(1)晶胞中Al原子的配位數(shù)為________，一個晶胞中Al原子的數(shù)目為________。(2)該晶體的密度為________(用字母表示)?！敬鸢浮浚?1)124（各3分）(2)eq\f(M,4\r(2)d3NA)（4分）【解析】：(1)Al屬于ABCABC……方式堆積的面心立方最密堆積，配位數(shù)為12，一個晶胞中Al原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)把數(shù)據(jù)代入公式ρV＝eq\f(N,NA)M得ρ×(2eq\r(2)d)3＝eq\f(4,NA)M，解得ρ＝eq\f(M,4\r(2)d3NA)。利用公式求金屬晶體的密度，關鍵是找出晶胞正方體的邊長。本題中面對角線的長度為4d，然后根據(jù)邊長的eq\r(2)倍等于面對角線的長度可求得晶胞正方體的邊長。14.（12分）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)的值,M表示金的摩爾質量。（1）金晶體的每個晶胞中含有個金原子。

（2）欲計算一個金晶胞的體積,除假定金原子是剛性小球外,還應假定。

（3）一個晶胞的體積是。

（4）金晶體的密度是。

（5）用晶體的X-射線衍射法對Cu的測定得到以下結果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如右圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm－3，晶胞中該原子的配位數(shù)為________；Cu的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA，要求列式計算)?！敬鸢浮?(1)4(2)每個面心的原子和四個頂點的原子相互接觸(3)2d3(4)（5）12eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))≈1.27×10－8【解析】:(1)由題中對金晶體晶胞的敘述,可求出每個晶胞中所擁有的金原子個數(shù),即8×+6×=4。(2)金原子的排列是緊密堆積形式的,每個面心的原子和四個頂點的原子要相互接觸。(3)右圖是金晶體中原子之間相互位置關系的平面圖,AC為金原子直徑的2倍,AB為立方體的邊長,由圖可得,立方體的邊長為d,所以一個晶胞的體積為(d)3=2d3。(4)一個晶胞的質量等于4個金原子的質量,所以ρ=。（5）設晶胞的邊長為acm，則a3·ρ·NA＝4×64a＝eq\r(3,\f(4×64,ρ·NA))面對角線為eq\r(2)a，面對角線的eq\f(1,4)為Cu原子半徑r＝eq\f(\r(2),4)×eq\r(3,\f(4×64,9.00×6.02×1023))≈1.27×10－8cm。15.（14分）銅在我國有色金屬材料的消費中僅次于鋁,廣泛地應用于電氣、機械制造、國防等領域?；卮鹣铝袉栴}:(1)銅原子基態(tài)電子排布式為;

(2)用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)。對金屬銅的測定得到以下結果:晶胞為面心立方最密堆積,邊長為361pm。又知銅的密度為9.00g·cm-3,則銅晶胞的體積是cm3、晶胞的質量是g,阿伏加德羅常數(shù)為[列式計算,已知Ar(Cu)=63.6];

(3)氯和鉀與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物,這兩種化合物都可用于催化乙炔聚合,其陰離子均為無限長鏈結構(如下圖),a位置上Cl原子的雜化軌道類型為。已知其中一種化合物的化學式為KCuCl3,另一種的化學式為;

(4)金屬銅單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應,但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應,其原因是,反應的化學方程式為。

【答案】:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)4.70×10-234.23×10-22NA==6.01×1023mol-1(3)sp3K2CuCl3(4)過氧化氫為氧化劑,氨與Cu形成配離子,兩者相互促進使反應進行Cu+H2O2+4NH3Cu(NH3+2OH-16．（16分）已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F。其中A原子核外有三個未成對電子；化合物B2E為離子晶體，E原子核外的M層中只有兩對成對電子；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D單質的晶體類型在同周期的單質中沒有相同的；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各層均充滿電子。請根據(jù)以上信息，回答下列問題(答題時，A、B、C、D、E、F用所對應的元素符號表示)：(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為________(用元素符號表示)。(2)B的氯化物的熔點比D的氯化物的熔點________(填“高”或“低”)，理由是____________________。(3)A的氫化物分子中的中心原子采取________雜化，E的低價氧化物分子的空間構型是________。(4)F的核外電子排布式是________，F(xiàn)的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子的化學式為____________。(5)A、F形成某種化合物的晶胞結構如圖所示(其中A顯－3價)，則其化學式為________(每個球均表示1個原子)。(6)A、C形成的化合物具有高沸點和高硬度，是一種新型無機非金屬材料，則其化學式為________，其晶體中所含的化學鍵類型為________?！敬鸢浮?1)Na＜Al＜Si＜N(2)高NaCl為