人教版化学高二选修3：第三章_晶体结构与性质_课时作业150002

1、课时作业15金属晶体时间：45分钟满分：100分一、选择题（共48分）1. 下列有关金属键的叙述中，错误的是（）A .金属键没有饱和性和方向性B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C .金属键中的电子属于整块金属D .金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关解析：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性； 金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用； 金属键中的电子属于整块金属；金属的性质及

2、固体的形成都与金属键强弱有关。答案：B2. 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较少B.金属晶体中存在自由移动的电子C .金属晶体的原子半径较大D .金属键不具有方向性和饱和性解析：金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和 性，所以金属原子能以最紧密的方式堆积，故原子的配位数高，这样能充分利用 空间。答案：D3. 下列能说明石墨具有分子晶体的性质的是 （）A .晶体能导电B.熔点高C .硬度小D .燃烧产物是C02解析： 分子晶体具有硬度小、熔点低的特点，因此 C 项能说明石墨具有分 子晶体的性质。 A 项晶体能导电是金属晶体

3、的性质； B 项熔点高是原子晶体的性 质；D项燃烧产物是C02只能说明石墨能燃烧，是碳单质的化学性质。答案：C4. 下列关于金属晶体的叙述中，正确的是 ()A .温度越高，金属的导电性越强B.常温下，金属单质都以金属晶体形式存在C .金属晶体堆积密度大，能充分利用空间的原因是金属键没有饱和性和方 向性D .金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在外力作用下会发生断裂，故 金属无延展性解析：温度高，金属离子的热运动加快，对自由电子的移动造成阻碍，导电 性减弱， A 项错；常温下， Hg 为液态，不属于晶体形态， B 项错；金属键无方 向性和饱和性，在外力作用下，一般不会断裂，即金属具有延展性， D

4、 项错；正 是因为金属键无方向性和饱和性，所以金属晶体中的金属原子一般采用最密堆 积，尽量充分利用空间。答案： C5. 钠钾合金在通常状况下呈液态，可作为原子反应堆的导热剂。以下是对钠钾合金具有导热性的主要原因的分析，其中正确的是 ()A .钠钾合金的熔点很低B.钠、钾原子的电离能都很小C .钠钾合金中有自由电子D .钠钾合金中有金属离子 解析：本题考查合金的性质与用途。钠钾合金以金属键相结合，钠钾合金的 导热原理跟金属晶体相同。答案： C6下列有关金属晶体的说法中不正确的是 ( )A .金属晶体是一种“巨型分子”B.“电子气”为所有原子所共有C .简单立方堆积的空间利用率最低D .体心立方堆

5、积的空间利用率最高解析：根据金属晶体的“电子气理论”，A、B选项都是正确的。金属晶体 的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积 52%，体心立方堆积 68%，六 方最密堆积和面心立方最密堆积均为 74%。因此简单立方堆积的空间利用率最 低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高，因此应选择D项。答案： D7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：晶体一般尽量采取紧密堆积方式， 但原子晶体中共价键具有饱

6、和性和 方向性，所以不遵循这一原理；Mg以ABAB方式堆积，但Cu以 ABCABC方式堆积。答案： D8. 下列关于金属晶体的叙述正确的是 ()A .用铂金做首饰不能用金属键理论解释B. 固态和熔融时易导电，熔点在 1 000 C左右的晶体可能是金属晶体C. Al、 Na、 Mg 的熔点逐渐升高D .温度越高，金属的导电性越好解析： A 项，用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性， 能用金属键理论解释。 B 项，金属晶体在固态和熔融时能导电，其熔点差异很大，故题设条件下的晶体 可能是金属晶体。C项，一般来说，金属中单位体积内自由电子的数目越多，金属元素的原子半径越小，金属键越强，故金属键的强弱顺序

7、为AIMgNa，其熔点的高低顺序为AIMgNa。D项，金属的导电性随温度的升高而降低，温度越 高，其导电性越差。答案：B9. 金属钠晶体为体心立方晶胞（），晶胞的边长为a。假定金属钠原子为等径的刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。贝S钠原子的半径r为B.3aC.3a2D. 2a解析:如果沿着某一面的对角线对晶胞作横切面，可得如图所示的结构，其中AB为晶胞的边长，BC为晶胞的面对角线，AC为晶胞的体对角线。根据立方体的 特点可知：BC = 2a,结合AB2 + BC2= AC2得：r= 严。答案：B10. 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

8、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：一般合金的熔点低于合金中各组分的熔点，而铝与硅比较，硅属于原答案：D11. 几种晶体的晶胞如图所示:所示晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是 （）A .碘、锌、钠、金刚石B.金刚石、锌、碘、钠C .钠、锌、碘、金刚石D .锌、钠、碘、金刚石解析：第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式； 第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；组成第三种 晶胞的粒子为双原子分子，是碘；第四种晶胞的粒子结构为正四面体结构，为金 刚石。答案：C12. 金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式

9、，六方最密堆积、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. 21:4:91 解析：本题考查晶胞中微粒数的计算，用均摊法。晶胞a中所含原子=12X1 1 1+ 2X乙+ 3= 6个，晶胞b中所含原子=8X8X1+ 1 =+ 6X?= 4个，晶胞c中所含原子=答案：A二、填空题(共52分)13. (8分)判断下列晶体类型。(1)Sil4:熔点 120.5 C,沸点 287.4 C,易水解： 硼：熔点2 300 C,沸点2 550 C,硬度大： 。(3) 硒：熔点217 C，沸点685 C

10、,溶于氯仿：。(4) 锑：熔点630.74 C,沸点1 750 C,导电： 。解析：(1)Sil4熔点低，沸点低，是分子晶体。(2) 硼熔、沸点高，硬度大，是典型的原子晶体。(3) 硒熔、沸点低，易溶于CHCI3，属于分子晶体(4) 锑熔点较高，沸点较高，固态能导电，是金属晶体。(2)原子晶体(3 )分子晶体答案：(1)分子晶体(4)金属晶体14. (9 分)00 Ni OLa(1) 镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化，其晶胞结构如图所示。它的化学式为。(2) 镁系合金是最早问世的合金之一，经X-射线衍射实验分析得镁铜合金为面心立方结构，

11、镁镍合金为六方最密堆积。镁系合金的优点是价格较低，缺点是 要加热到250 C以上时才释放出氢气。下列有关说法不正确的是()A .金属铜的晶胞结构为B .已知钛和镁的堆积方式相同，均为六方最密堆积，贝S其堆积方式为】2劭A5498B6卜710F AC .镁铜合金晶体的原子空间利用率为 74%D .镁镍合金晶体的配位数为12（3）X-射线金相学中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其 结构如图。下列有关说法正确的是（）A .图I、H中物质的化学式相同B.图H中物质的化学式为CuAgC .图H中与每个铜原子紧邻的铜原子有 3个D.设图I中晶胞的边长为a cm,则图I中合金的密度为N讐gcm3解

12、析：（1）根据晶胞结构图可知，面心上的原子为2个晶胞所共有，顶点上的 原子为6个晶胞所共有，棱上的原子为3个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞 所共有，所以晶胞中La原子有3个，Ni原子有15个，则镧系合金的化学式为LaNi5。(2) 铜是面心立方堆积结构(如图所示)，而A项中的图为六方最密堆积结构，A项不正确；钛和镁晶体是按 “ABAB”的方式堆积，B项正确；面心立方最 密堆积和六方最密堆积的配位数均为 12,空间利用率均为74% , C、D项正确。 故答案为A。11 1(3) 图I中，铜原子数为8X + 2X2,金原子数为4X2,故化学式为1 1CuAu。图H中，铜原子数为8X 8= 1,金

13、原子数为6X寸3,故化学式为CuAus 图H中，铜原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有 6个。图I中，铜原子、 金原子各为2个，晶胞的体积为a3 cm3，密度p= m/V =詁x (64 +佃7)之3 gemNa3 522 3=NIa3 gcm。答案：(1)LaNi5 (2)A(3)B15. (11分)如下图所示为金属原子的四种基本堆积模型，请回答以下问题：ABD(1)以下原子堆积方式中，空间利用率最低的是 (在图中选择，填字母)，由非密置层互相错位堆积而成的是。(2)金属铜的晶胞模型是 ，每个晶胞含有 个Cu原子，每个Cu原子周围有 紧邻的Cu原子。解析：A为简单立方堆积，为非密置型，空间

14、利用率最低。金属铜采取面心1 1立方最密堆积，每个晶胞内含有的铜原子个数为8x8 + 6X 2=4。取顶角上的一个铜原子考察，离它最近的铜原子共有12个。答案：(1)A B (2)C4 1216. (15分)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多 用途，如CUSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)CuS04可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为(2) CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是 。(3) so2-的立体构型是，其中S原子的杂化轨道类型是 。(4) 元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与 Cu同族，Au原子价层电子的排

15、布式为 一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中 Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子的数量之 比为该晶体中，原子之间的作用力是 。(5) 上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将 Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的化学式应为解析：本题是对物质结构与性质的综合考查。包含铜元素相关性质的考查、硫酸根空间结构的考查、杂化轨道的考查、原子结构的考查、晶体结构及相关计 算的考查等。(3)硫酸根中心原子的孤对电子数为 6- 2X 4+ 2= 0,成键电子对数 为4,所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化。(4)由于

16、是面心立方最密堆积，1 1故晶胞内N(Cu) = 6X2= 3, N(Au) = 8X$= 1。若将Cu原子与Au原子等同看待，可得储氢后的化学式为 HsAuCg答案：Cu + 2H2SO4(浓)=CuS04 + SOzf + 2出0(2) 白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4 5H2O(3) 正四面体 sp3(4) 5d106s13:1 金属键(5) HgAuCu317. (9分)金晶体是面心立方体，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为A cm,求:(1) 金晶体中最小的一个立方体含有(2) 金的密度为gcm_3。(用带A计算式表示)(3) 金原子空间占有率为 式表示)解析：(1)根