高中化学 3.1《金属键 金属晶体》单元测试 苏教版选修3

专题专题 3 3 微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质 第一单元第一单元 金属键金属键 金属晶体金属晶体 1 下列叙述中 可以肯定是一种主族金属元素的是 A 原子最外层有 3 个电子的一种金属 B 熔点低于 100 的一种金属 C 次外电子层上有 8 个电子的一种金属 D 除最外层 原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属 2 金属晶体的形成是因为晶体中主要存在 A 金属离子之间的相互作用B 金属原子之间的作用 C 金属离子与自由电子间的相互作用D 金属原子与自由电子间的相互作用 3 金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是 A 导电性 B 化学反应中易失去电子 C 延展性 D 硬度 4 在金属晶体中 自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递 可以用此来解释的金属的物 理性质是 A 延展性 B 导电性 C 导热性 D 硬度 5 金属的下列性质中 不能用金属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 6 金属钠晶体为体心立方晶格 如图 实验测得钠的密度为 g cm 3 已知钠的相对原子质量为a 阿伏加德罗常数为NA mol 1 假定金 属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切 则钠原子的 半径r cm 为 A 3 2 A N a B 3 2 3 A N a C 3 2 4 3 A N a D 3 2 2 1 A N a 7 试比较下列金属熔点的高低 并解释之 1 Na Mg Al 2 Li Na K Rb Cs 8 金属钨晶体为体心立方晶格 如图所示 实验测得 钨的密度为 19 30 g cm 3 原子的相对质量为 钠晶体的晶胞 183 假定金属钨原子为等径的刚性球 1 试计算晶胞的边长 2 试计算钨原子的半径 9 用 X 射线研究某金属晶体 测得在边长为 360pm 的立方晶 胞中含有 4 个金属原子 此时金属的密度为 9 0g cm3 试 回答 1 此金属晶格属于哪一种晶格类型 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 10 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用 如图 金原子的直 径为d cm 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 除假定金原子是钢性小球 外 还应假定 3 一个晶胞的体积是多少 4 金晶体的密度是多少 参考答案及详解 1 AC 说明 主族金属元素和过渡金属元素都具有金属元素的性质 过渡金属元素的特点 是原子最外层电子数为 1 2 因此 A 正确 过渡金属原子的次外层电子数目可能达 到饱和 如 Cu Zn 也可能不饱和 如 Fe Ni 因此 D 选项不正确 金属的熔点一 般比较高 但高低差别比较大 最难熔的是钨 最易熔的是汞 铯和镓 汞在常温下 是液体 也就是水银温度计玻璃球中的银白色液体 铯和镓在手上受热就能熔化 B 选项不正确 次外电子层上有 8 个电子的金属元素处于元素周期表的第三周期 而 第三周期的元素均为主族元素 因此 C 选项正确 2 C 说明 在金属晶体内部 金属原子的部分或全部外围电子可以从原子上 脱落 下 来 形成自由流动的电子 金属原子失去部分或全部的外围电子形成的金属离子与自 由电子之间存在强烈的相互作用 因此 C 选项正确 3 B 说明 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 使金属表现出导电性 金属离子与自由电子之间的作用没有方向性 当金 属受到外力作用时 金属原子之间发生相对的滑动 各层金属原子之间仍然保持金属 键的作用 这使金属表现出良好的延展性 同样 金属的硬度也与金属晶体的结构相 关 如锰钢的高强度就是晶体结构发生了变化 而化学反应中金属容易失去电子的性 质主要是金属原子的原子结构决定的 金属原子一般容易失去电子形成更稳定的结构 因此 B 选项不正确 4 C 说明 金属具有延展性主要是因为金属在受到外力作用时 原子之间可以发生相对 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 硬度主要由其结构决定 金属的导热性主要是由于金属晶体内部 自由电子与金属离 子的碰撞中有能量传递 因此 选 C 5 D 说明 金属易导电主要是因为金属晶体内部存自由电子 在外电场的作用下 自由 电子在金属内部发生定向运动 金属具有延展性主要是因为金属在受到外力作用时 原子之间可以发生相对滑动 各层金属原子之间仍然保持金属键的作用 金属的硬度 主 要由其结构决定 金属易导热主要是由于金属晶体内部的自由电子与金属离子的碰撞 中有能量传递 而金属的易锈蚀性主要是因为金属原子容易失去外层电子形成更稳定 的结构 因此 金属晶体的结构不能够金属的易锈蚀性 选 D 6 C 说明 根据题给信息 一个钠晶体的的晶胞中有 2 个钠原子 金属钠晶体为体心立 方晶格 钠原子个数 0 125 8 1 2 若钠原子的半径为r cm 则晶胞的体对角 线为 4 r cm 那么晶胞的体积为 3 4r 3 cm3 根据密度 体积 质量 得 3 3 4r 2 A N a 转 换得3 2 4 3 A N a 选 C 7 1 Na Mg Al 2 Li Na K Rb Cs 说明 金属熔化所要克服的作用力就是金属键 而金属键就是金属离子与自由电子之 间的强烈的作用 金属离子的电荷越高金属键越强 熔点就越高 因此 Na Mg Al 的熔点依次增大 对于电荷相同的金属离子 其半径越大 与自由电子的作用力越小 熔点越低 因此 Li Na K Rb Cs 的熔点依次降低 8 说明 根据题给信息 一个钨晶体的晶胞中有 2 个钨原子 则一个晶胞的质量为 g N M A 23 1002 6 18322 设晶胞的边长为 a 则晶胞的体积 V 为 a3 根据 体积 质量 密度 得 19 30 3 23 1002 6 1832 a 解得 a 3 16 10 8cm 设钨原子的半径为 r 则 r a 4 3 解得 r 1 37 10 8cm 9 1 面心立方晶格类型 2 4 2 10 22g 3 63 21 4 127 28pm 说明 1 根据题意 此金属晶格属于面心立方晶格类型 如左图所示 一个晶胞所含有的金属原子个数 0 125 8 0 5 6 4 2 根据晶胞的边长为 360pm 可得晶胞的体积为 3 6 10 8 3cm3 根据质量 密 度 体积 可得晶胞的质量 9 0g cm3 3 6 10 8 3cm3 4 2 10 22g 3 金属的相对原子质量 NA 原子的质量 4 2 10 22 6 02 1023 4 63 21 4 在面心立方晶格中 晶胞的边长 4 2 r 因此 原子的原子半径 2 360 4 pm 127 28pm 10 1 4 2 每个原子紧密堆积 3 33 22cmd 4 3 3 2 cmg dN M A 说明 1 根据题意 在面心立方体晶胞中金原子的个数 0 125 8 0 5 6 4 2 欲计算一个晶胞的体积 除假定金原子是钢性小球外 还应