鲁科版选修3 金属晶体与离子晶体 作业4.doc

自主广场我夯基 我达标1.由短周期元素构成的离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20，下列说法正确的是（ ）a.晶体中阳离子和阴离子个数不一定相等b.晶体中一定只有离子键而没有共价键c.所含元素一定不在同一周期也不在第一周期d.晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径思路解析：短周期元素形成的一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20，可能的阳离子为li+、be2+、na+、mg2+、al3+，阴离子可能是n3-、o2-、f-、s2-、cl-，这些阴、阳离子组合成的离子化合物中，阴、阳离子个数不一定相等，所以选项a正确；这些阴、阳离子中一定只有离子键而没有共价键，错误，因为o2-2中有共价键；从以上分析可知，元素可以在同一周期，如be与o元素同在第二周期，选项c不正确；晶体中阳离子半径不一定大于阴离子半径，如na+半径比o2-半径小。答案：a2.离子晶体通常具有的性质是（ ）a.熔点、沸点都较高，难于挥发 b.硬度很小，容易变形c.都能溶于有机溶剂而难溶于水 d.密度很小思路解析：离子晶体中的阴、阳离子通过一种强烈的相互作用离子键结合在一起，离子键的键能较大，且极性很强，除了有些在极性溶剂中容易断裂外，其他的必须在高温下才能断裂，所以其熔点、沸点都较高，不挥发，硬度很大，不易变形，难溶于有机溶剂；又因为在离子晶体中，较大的离子采取密堆积形式，较小离子填隙，所以密度一般都较大。答案：a3.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少 b.金属晶体中有自由电子c.金属原子的原子半径大 d.金属键没有饱和性和方向性答案：d4.金属的下列性质中，不能用晶体结构加以解释的是（ ）a.易导电 b.易导热 c.有延展性 d.易锈蚀思路解析：金属的晶体结构只能解释金属有金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度、熔点及不透明性等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。答案：d5.下列说法中，不正确的是（ ）a.离子晶体中不一定含有金属离子b.在含有阳离子的化合物的晶体中，一定含有阴离子c.含有金属元素的离子不一定是阳离子d.金属晶体中原子的堆积方式都是a3或a1型最密堆积思路解析：离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体；金属晶体中只含有阳离子而没有阴离子，但此选项说的是化合物，含有阳离子的化合物只能是离子化合物，必定含有阴离子；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如或al(oh)4-等；金属晶体中也存在非最密堆积形式，如a2型密堆积，配位数只有八个。答案：d6.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是（ ）a.晶胞是六棱柱 b.晶胞是六面体c.每个晶胞中含4个原子 d.每个晶胞中含17个原子思路解析：金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的平行六面体，有8个顶点和1个内部原子，晶胞中绝对占有2个原子。答案：b7.下列各类化合物中，固态时只能形成离子晶体的是（ ）a.非金属氧化物 b.非金属单质c.强酸 d.强碱思路解析：根据分类标准，纯净物可分为单质和化合物，单质又分为金属单质与非金属单质，化合物可以分为离子化合物和共价化合物，在这四类物质中，金属单质形成的晶体一定是金属晶体，离子化合物形成的晶体一定是离子晶体，非金属单质与共价化合物形成的晶体可能是分子晶体，也可能是原子晶体。非金属氧化物、强酸都属于共价化合物，强碱属于离子化合物。答案：d8.金属能导电的原因是（ ）a.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱b.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动c.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动d.金属晶体在外加电场作用下可失去电子思路解析：金属原子失去电子后变为金属离子，失去的电子称为自由电子，自由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。答案：b9.在单质的晶体中一定不存在的微粒是（ ）a.原子 b.分子 c.阴离子 d.阳离子思路解析：单质晶体可能有：硅、金刚石原子晶体，p、s、cl2分子晶体，na、mg金属晶体，在这些晶体中，构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属离子和自由电子。c中阴离子只有存在于离子晶体中，构成离子晶体的微粒是阴、阳离子，所以离子晶体不可能形成单质晶体。答案：c10.氯化铯晶胞（晶体中重复的结构单元）如图（1）所示，该晶体中cs+与cl-的个数比为11，化学式为cscl。若某晶体晶胞结构简式如图（2）所示，其中含有a、b、c三种元素的微粒，则该晶体中a、b、c的微粒个数比为（ ）图3-19a.861 b.431 c.161 d.131思路解析：根据晶胞中微粒的计算方法，该晶胞中所含有的三种微粒分别a:8=1，b：6=3，c：11=1，所以个数比abc=131。答案：d11.1986年，在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导研究工作取得了突破性进展，为此两位科学家也获得了1987年的诺贝尔物理学奖，该化合物被称为苏黎世化合物。实验测定表明，其晶胞结构如图3-20所示，根据晶胞结构，推算晶体化学式_。图3-20思路解析：观察晶体结构示意图，1个y原子位于晶胞的中心，完全属于该晶胞；两个ba原子同样也是全属于该晶胞，有12个o原子位于晶胞的棱上，为四个晶胞所共用，属于该晶胞的个数为：12=3，有8个o原子位于晶胞面上，为两个晶胞共用，属于该晶胞的个数为：8=4，每个晶胞中的o原子个数为7个，有8个cu原子位于晶胞顶点上，为8个晶胞所共用，属于该晶胞的个数为8=1，有8个cu原子位于晶胞棱上，属于该晶胞个数为8=2，每个晶胞的cu的个数为3。不难得出晶体的化学式为yba2cu3o7。答案：yba2cu3o7我综合 我发展12.图3-21列出的是一些离子晶体空间结构示意图（阴离子，阳离子）：用m和n分别代表阳离子和阴离子，分别写出各离子晶体的化学式：图3-21a：_ b：_ c：_ d：_思路解析：a中m与n的个数比为；b中m与n的个数比为；c中m与n的个数比为；d中m与n的个数比为。答案：mn m2n3 mn2 mn13.图3-22所示是三种常见ab型离子晶体的晶胞设三个立方体的边长分别为a、b、c（单位为cm），请计算三种晶体密度。图3-22思路解析：要求密度，需知道对应一定量物质的质量和体积，一般可以取1 mol物质为研究对象。三种物质的摩尔质量很容易可以算出，关键要准确地表达出各物质的摩尔体积。一个晶胞的体积很容易算出，需要算出1 mol该晶体含有几个晶胞。对于cscl来说，1 mol cscl含有na个cl-（或cs+），又一个晶胞中含有1个cl-(或cs+)，所以1 mol该晶体含有na个晶胞。同样的道理，可以算出1 mol nacl晶体和1 mol zns晶体中含有晶胞的个数分别为。答案：(cscl)= gcm-3(nacl)= gcm-3(zns)= gcm-314.910 以下铁为型体心立方晶胞，910 以上铁转变为型面心立方晶胞。两种晶体中最相邻的铁原子间距离相同。求转变温度时两者的密度比。思路解析：在体心立方晶胞中，立方体的体心和8个顶角各有1个铁原子，晶胞中含fe原子数计算如下：8个顶角fe原子分别为8个晶胞共有，所以属于这个晶胞的fe原子数为8=1，体心fe原子为这个晶胞独有，所有每个晶胞中含有2个fe原子。在体心立方晶胞中，最邻近fe原子为顶角与体心fe原子，设距离为a，则晶胞边长为。又设fe原子质量为m，则其密度为(体心)=。 在面心立方晶胞中，立方体的8个顶角和6个面心各有1个fe原子，晶胞中含fe原子数可算得：8+6=4，即含4个fe原子。在面心立方晶胞中，最邻近fe原子为顶角与面心的fe原子，其距离亦为a，所以晶胞边长为a，密度为(面心)=。答案：=0.92。15.研究离子晶体，常考查1个离子为中心时其周围不同距离的离子对它的吸引和排斥的静电作用力。设nacl晶体中na+与离它最近的cl-之间的距离为d,以其中1个na+为中心，其他离子可看做围绕此na+分层排布，则：（1）第二层离子是_离子，有_个，离中心离子的距离为_。（2）纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的根本原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好和nacl晶胞的相同，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。（3）假设某氯化钠颗粒也是立方体，但其边长为nacl晶胞边长的10倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。思路解析：解本题时，要弄清nacl晶体的排列规则，如图所示，为cl-，为na+，na+处于立方体的中心和12条棱的中心，cl-处于立方体的顶点和面心。离中心na+最近的是6个处于面心的cl-（第一层），其次近的是12个na+（第二层）。将na+和cl-均看成小球，它们的间距为d，则在1个nacl晶胞中共有小球333=27个，其中只有1个处于体心，另外26个都在表面上，所以表面原子占原子总数的百分比很容易得出。假设将晶胞的立方体边长扩大为原来的10倍，从其表面图可以看出，晶体的边长为20d，可放210+1=21个小球，所以共有213=9 261个小球；其中，顶点8个，棱心：21-2=19个，面心：192=361个。所以，表面球为8+1912+1926=2 402个。由此得到答案为100%=2