高中化学 3.3《金属晶体》课后作业（含解析）新人教版选修3.doc

金属晶体一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1.下列有关金属的说法不正确的是()a金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关b六方最密堆积和面心立方最密堆积的原子堆积方式空间利用率最高c钠晶胞结构如图，钠晶胞中每个钠原子的配位数为6d温度升高，金属的导电性将减弱解析：a.金属键是金属离子和自由电子之间的相互作用，接通电源后，自由电子会定向移动形成电流，电子与金属阳离子的碰撞传递能量，金属发生形变，电子和离子之间只会发生滑动，不会破坏金属键，a正确；b.金属的四种堆积分别为简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积，其中简单立方堆积空间利用率最低，其次体心立方堆积，六方最密堆积和面心立方最密堆积空间利用率最高，b正确；c.钠晶胞中每个钠离子的配位数为8，c错误；d.温度升高，金属离子与电子之间碰撞加剧，金属的导电性减弱，d正确。答案：c点拨：金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，金属晶体的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关。同时要注意晶体中有阳离子，不一定有阴离子。如金属晶体中只有阳离子而无阴离子。但有阴离子的晶体一定有阳离子。2.有关化学键的描述正确的是()a有化学键断裂的过程一定发生了化学反应b带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键c非金属原子间以共价键结合的物质都是共价化合物d金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关解析：只有有化学键断裂和化学键形成的过程才发生化学反应，有化学键断裂的过程不一定发生化学反应，如电解质溶于水的过程，a错误；离子键是指带相反电荷的离子之间的相互作用，这种相互作用既包含排斥力也包含吸引力，b错误；非金属原子间以共价键结合的物质不一定是化合物，也可能是单质，如氢气，c错误；金属的性质和金属固体的形成取决于金属键，金属键没有方向性和饱和性，d正确。答案：d3在金属晶体中，自由电子与金属原子的碰撞中有能量传递，可以用此来解释的金属物理性质是()a延展性 b导电性c导热性 d还原性解析：金属具有延展性主要是因为金属在受到外力作用时，各原子层可以发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用。金属具有导电性主要是因为金属晶体内部存在自由电子，在外电场的作用下，自由电子在金属内部发生定向运动。金属的还原性是金属的化学性质，与能量传递无关。金属的导热性主要是由于金属晶体内部，自由电子与金属原子的碰撞中有能量传递。因此选c。答案：c4(双选)下列有关金属晶体的说法中正确的是()a金属晶体所有性质均与金属键有关b最外层电子数少于3个的原子不一定都是金属c任何状态下都有延展性d都能导电、传热解析：金属键只影响金属的物质理性质，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项正确。金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以c项错误。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此d项正确。答案：bd5金属具有延展性的原因是()a金属原子半径都较大，价电子较少b金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用c金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快d自由电子受外力作用时能迅速传递能量解析：金属晶体具有良好的导电、导热、延展性等，其原因都与遍布晶体的“电子气”有关。金属具有延展性是原子层相对滑动，但排列方式不变，金属阳离子与自由电子形成的化学键没有破坏，故金属阳离子与自由电子间仍保持较强作用。答案：b6.下列说法错误的是()a在金属晶体中有阳离子无阴离子b金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性c原子晶体中只存在非极性共价键d分子晶体的熔、沸点与化学键无关解析：c中原子晶体中可能含非极性键，如金刚石，也可能含极性键，如sio2、sic等。d中分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。答案：c7.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是()o2、i2、hg co、al、sio2na、k、rb na、mg、ala bc d解析：中hg在常温下为液态，而i2为固态，故错；中sio2为原子晶体，其熔点最高。co是分子晶体，其熔点最低，故正确；中na、k、rb价电子数相同，其阳离子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中na、mg、al价电子数依次增多，离子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。答案：d8.下列叙述正确的是()a原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高b分子晶体中，分子间作用力越大，该分子越稳定c金属阳离子只能与阴离子构成晶体d正四面体构型的分子中，键角一定为10928解析：b中，分子的稳定性与分子内共价键的强弱有关，而分子间作用力主要影响晶体的熔、沸点。c中，金属阳离子可以与自由电子一起构成金属晶体。d中，像p4是正四面体型分子，其键角为60。答案：a9关于体心立方堆积晶体(如图)的结构的叙述中正确的是()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812。答案：c10.有4种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图所示，有关说法正确的是() 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6，8，8，12d空间利用率的大小关系为。答案：b11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()amgalca balnalicalmgca dmgbaal解析：电荷数al3mg2ca2ba2lina，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lina，d中almgba。答案：c12要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是()a金属镁的熔点大于金属铝b碱金属单质的熔、沸点从li到cs是逐渐增大的c金属铝的硬度大于金属钠d金属镁的硬度小于金属钙解析：镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从li到cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。答案：c二、非选择题(本题包括3小题，共40分)13(13分)铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。甲 乙 丙若已知铝的原子半径为d，na表示阿伏加德罗常数，铝的相对原子质量为m，请回答：(1)晶胞中铝原子的配位数为_，一个晶胞中铝原子的数目为_。(2)该晶体的密度为_(用字母表示)。解析：由图甲可知每个晶胞中含有的铝原子数为864。由图丙可知晶胞的棱长为2d，若该晶胞的密度为，则(2d)3m，。答案：(1)124(2)14(14分)碳元素的单质有多种形式，下图所示依次是c60、石墨和金刚石的结构图：c60 石墨 金刚石晶胞回答下列问题：(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)c60属于_晶体，石墨属于_晶体。(4)石墨晶体中，层内cc键的键长为142 pm，而金刚石中cc键的键长为154 pm，其原因是金刚石中只存在cc间的_共价键，而石墨层内的cc间不仅存在_共价键，还有_键。(5)金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。解析：c60为分子晶体，金刚石为原子晶体，石墨为混合晶体，它们均属于碳元素的不同单质，因此互称同素异形体；金刚石为空间立体网状结构，每一个碳原子与四个相邻碳原子形成共价键，因此碳原子杂化方式为sp3杂化，化学键只有键；而石墨层内为平面正六边形，层间为分子间作用力，所以石墨中碳原子的杂化方式为sp2杂化，即石墨层内不仅存在键还存在键；金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4，然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目，碳原子数目为n81/861/248；根据硬球接触模型可以确定，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，因此有(a)2r，则ra；然后可以确定原子的占有率为/a3答案：(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或pp)(5)815(13分)用x射线研究某金属晶体，测得在边长为360 pm(1 pm11010 cm)的立方晶胞中含有4个金属原子，此时金属的密度为9.0 gcm3。试回答：(1)此金属晶体属于哪一种堆积方式？(2)每个晶胞的质量是多少克？(3)求此金属的相对原子质量。(4)求此原子的原子半径(pm)。解析：(1)根据题意，此金属晶体属于面心立方最密堆积。每个晶胞中含有4个原子，则该晶胞如右图所示：(2)根据晶胞的边长为360