高中化学 第三章第三节 金属晶体课件 新人教版选修3.ppt

典例1 下面叙述正确的是a 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断 是由于金属原子之间有较强的作用b 通常情况下 金属里的自由电子会发生定向移动 而形成电流c 金属是借助自由电子的运动 把能量从温度高的部分传到温度低的部分d 金属的导电性随温度的升高而减弱 自主解答 选d 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动 但不会改变原来的排列方式 故a项不正确 金属里的自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动产生电流 故b项不正确 金属的导热性是由于自由电子碰撞金属原子将能量进行传递 故c项不正确 典例2 结合金属晶体的结构和性质 回答以下问题 1 有下列金属晶体 na po k fe cu mg zn au其堆积方式为 简单立方堆积的是 体心立方堆积的是 六方最密堆积的是 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c 钙的熔 沸点高于钾d 温度越高 金属的导电性越好 思路点拨 解答本题应注意以下两点 自主解答 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 答案 1 po na k fe mg zn cu au 2 c 3 b c 一 选择题 本题包括6小题 每小题6分 共36分 1 金属晶体 分子晶体采取密堆积方式的原因是 a 构成晶体的微粒均可视为圆球b 金属键 范德华力均无方向性和饱和性c 两种晶体构成微粒相同d 两种晶体的构成微粒的多少及相互作用力均相同 解析 选b 由于晶体的构成粒子之间的相互作用均无饱和性和方向性 因此形成晶体时按最高配位数形式进行堆积 2 关于金属元素的特征 下列叙述中正确的是 金属元素的原子只有还原性 离子只有氧化性 金属元素在化合物中一般显正价 金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱 金属元素只有金属性 没有非金属性 价电子数越多的金属原子的金属性越强a b c d 解析 选b 中的金属若为变价元素 则其离子可能既有氧化性又有还原性 如fe2 中因金属原子一般只能失电子 不能得电子 所以其在化合物中一般显正价 金属性越强 原子失电子越容易 其离子越稳定 得电子越难 如al既有金属性 又有非金属性 价电子数与金属性无关 3 金属的下列性质中和金属晶体无关的是 a 良好的导电性b 反应中易失电子c 良好的延展性d 良好的导热性 解析 选b 选项a c d都是金属共有的物理性质 这些性质都是由金属晶体所决定的 选项b中 金属易失电子是由金属原子的结构决定的 所以和金属晶体无关 4 物质结构理论推出 金属键越强 其金属的硬度越大 熔 沸点越高 且研究表明 一般来说 金属阳离子半径越小 所带电荷越多 则金属键越强 由此判断下列说法错误的是 a 硬度 mg alb 熔 沸点 mg cac 硬度 mg kd 熔 沸点 ca k 解析 选a 根据金属的物理性质与金属键的强弱进行分析 根据题目所给信息 镁和铝原子的电子层数相同 价电子数 al mg 离子半径 al3 mg2 金属键 mg ca 镁的熔 沸点高于钙 所以b项不正确 用以上比较方法可推出 价电子数 mg k 离子半径 mg2 k 镁的硬度大于钾 所以c项正确 钙和 钾元素位于同一周期 价电子数 ca k 离子半径 k ca2 金属键 ca k 钙的熔 沸点高于钾 所以d项正确 5 石墨晶体是层状结构 在每一层内 每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合 如图是其晶体结构的俯视图 则图中7个六元环完全占有的碳原子数是 a 10b 18c 24d 14 解析 选d 石墨晶体中最小的碳环为六元环 每个碳原子为3个六元环共用 故平均每个六元环含2个碳原子 图中7个六元环完全占有的碳原子数为14 6 下列叙述不正确的是 a 金属键无方向性和饱和性 原子配位数较高b 晶体尽量采取紧密堆积方式 以使其变得比较稳定c 因为共价键有饱和性和方向性 所以原子晶体不遵循 紧密堆积 原理d 金属铜和镁均以abab 方式堆积 解析 选d 晶体一般尽量采取紧密堆积方式 但化学键不应有饱和性和方向性 原子晶体共价键有饱和性和方向性 所以不遵循紧密堆积方式 mg以abab 方式堆积 但cu以abcabc 方式堆积 二 非选择题 本题包括2小题 共24分 7 10分 2010 山东高考节选 碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成 其结构类似于石墨晶体 每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键 多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起 解析 石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合 形成无限的六边形平面网状结构 每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道 并含有一个未成对电子 这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构 因碳纳米管结构与石墨类似 可得到答案 答案 sp2范德华力 8 14分 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 如图为金属铜的一个晶胞 请完成以下各题 该晶胞 实际 拥有的铜原子数是 个 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 此晶胞立方体的边长为acm cu的相对原子质量为64g mol 1 金属铜的密度为 g cm3 则阿伏加德罗常数为 用a 表示 解析 先确定平面图示中原子个数比例及所属堆积模型 利用几何知识进行相关运算 1 由图中直接相邻的原子数可以求得 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 故答案为 2 用 均摊法 求解 8 6 4 该晶胞为面心立方晶胞 64 a3 na 答案 1 2 4 c 一 选择题 本题包括4小题 每小题5分 共20分 1 下列有关金属的说法正确的是 a 金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子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 金属原子在化学变化中失去的电子数越多 其还原性越强d 金属晶体都有很高的熔点和很大的硬度 解析 选b 金属晶体中的自由电子是金属原子的价电子 a项错 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 金属元素的还原性决定于金属原子失去电子的难易程度 与失电子的多少无关 c项错 金属晶体的熔点和硬度差别较大 如碱金属元素的晶体一般熔点都很低 硬度很小 d项错 2 金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式 六方堆积 面心立方堆积和体心立方堆积 如图 a b c 分别代表这三种晶胞的结构 其晶胞内金属原子个数比为 a 3 2 1b 11 8 4c 9 8 4d 21 14 9 解析 选a 本题考查晶胞中微粒数的计算方法 用均摊法计算 晶胞a中所含原子 12 2 3 6 晶胞b中所含原子 8 6 4 晶胞c中所含原子 8 1 2 3 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 a mg al cab al na lic al mg cad mg ba al 解析 选c 电荷数al3 mg2 ca2 ba2 li na 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li na d中al mg ba 4 铝硅合金 含硅13 5 在凝固时收缩率很小 因而这种合金适合于铸造 现有下列三种晶体 铝 硅 铝硅合金 它们的熔点从低到高的顺序是 a b c d 解析 选d 三种晶体中 一般合金的熔点低于组成的金属单质的熔点 而铝与硅比较 硅属于原子晶体具有较高的熔点 故答案为d 二 非选择题 本题包括2小题 共20分 5 4分 有下列4种物质 冰 干冰 fe 金刚石 其熔点由高到低的顺序是 解析 金属晶体中 金属键决定金属晶体的物理性质和化学性质 原子晶体中 共价键决定晶体的物理性质和化学性质 分子晶体中 物理性质由分子间作用力决定 化学性质由共价键强弱决定 答案 6 16分 金晶体的最小重复单元 也称晶胞 是面心立方体 即在立方体的8个顶点各有一个金原子 各个面的中心有一个金原子 每个金原子被相邻的晶胞所共有 金原子的直径为d 用na表示阿伏加德罗常数 m表示金的摩尔质量 1 金晶体每个晶胞中含有 个金原子 2 欲计算一个晶胞的体积 除假定金原子是刚性小球外 还应假定 3 一