高中化学选修3专题3第一单元金属键　金属晶体作业

[基础达标]1．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．钙的熔沸点低于钾D．温度越高，金属的导电性越好解析：选B。常温下有的金属呈液态，如汞；钙的原子半径比钾小，而自由电子数比钾多，所以钙的金属键比钾强，钙的熔沸点比钾高；金属受热后，金属晶体中离子的振动加剧，阻碍着自由电子的运动，所以温度升高金属的导电能力下降。2．金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属离子的半径大小也有关，金属离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是()A．LiNaK B．NaMgAlC．LiBeMg D．LiNaMg解析：选B。根据题中信息，钠、镁、铝三种金属的价电子逐渐增多，阳离子半径逐渐减小，故金属键逐渐增强，则熔点逐渐升高。3．下列有关金属键的叙述错误的是()A．金属键没有方向性B．金属键是金属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：选B。金属键是一种静电作用，故无方向性，A项正确；金属键除了静电吸引外，还有金属离子之间的排斥以及自由电子之间的排斥作用，B项错；C项，整块金属中所有电子都存在被阳离子吸引的情况，称之为“电子气”，正确；D项显然正确。4．下列关于金属晶体的六方堆积的结构型式的叙述正确的是()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个原子解析：选B。金属晶体的六方堆积结构型式的晶胞是六棱柱的eq\f(1,3)——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。5．根据下表中提供的数据，判断可以形成合金的是()金属或非金属钠铝铁硅硫熔点/℃97.8660.415351410112.8沸点/℃883246727502353444.6A.铝与硅 B．铝与硫C．钠与硫 D．钠与硅解析：选A。能发生化学反应的物质不能形成合金，B项铝与硫、C项钠与硫能发生化学反应。钠的沸点远低于硅的熔点，当硅融化时钠已经汽化，所以D不能形成合金。6．下列叙述错误的是()A．组成金属的粒子是阳离子和自由电子B．金属晶体内部都有自由电子C．金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子D．同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体解析：选C。金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子。7．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用小●球，镍原子用大○球，镁原子用大●球)如图所示。该晶体的化学式是()A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3解析：选D。该晶体的结构单元中含Mg原子个数：8×eq\f(1,8)＝1；含Ni原子个数：6×eq\f(1,2)＝3；含C原子个数：1。8．下列关于晶体的说法不正确的是()A．粉末状的固体肯定不是晶体B．晶胞是晶体结构的基本单元C．晶体内部的粒子按一定规律作周期性有序排列D．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定解析：选A。晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列，不管固体的颗粒大小，只要其组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，因此A选项的判断是错误的。9．金属钠晶体为体心立方晶胞(如图)，实验测得钠的密度为ρ(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.eq\r(3,\f(2a,NAρ))B.eq\r(2)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))C.eq\f(\r(3),4)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))D.eq\f(1,2)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))解析：选C。根据题给信息，一个钠晶体的晶胞中有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4r(cm)，那么晶胞的体积为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))3cm3，根据密度＝eq\f(质量,体积)，得ρ＝eq\f(\f(2a,NA),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))3)，转换得eq\f(\r(3),4)·eq\r(3,\f(2a,NAρ))。10.已知金属间可以形成合金，金和铜可以形成多种合金晶体。其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。(1)该金属化合物的化学式为________。(2)已知Au的相对原子质量为197，Cu的相对原子质量为64，阿伏加德罗常数为NAmol－1，若该化合物的密度为dg·cm－3，试计算两个最近金原子的核间距。解析：(1)处于顶点的粒子为8个晶胞共有，每个原子有eq\f(1,8)属于该晶胞，则Au原子数＝8×eq\f(1,8)＝1；处于面上的粒子，同时为两个晶胞共有，每个原子有eq\f(1,2)属于该晶胞，则Cu原子数＝6×eq\f(1,2)＝3；原子数比Cu∶Au＝3∶1，则化学式为AuCu3。(2)1个晶胞占有的体积＝eq\f(M,d×NA)＝a3(设a为棱长)，则a＝eq\r(3,\f(M,d×NA))。答案：(1)AuCu3(2)两个最近金原子的核间距，即该晶胞的棱长为eq\r(3,\f(64×3＋197g·mol－1,NAmol－1×dg·cm－3))＝eq\r(3,\f(389,NA·d))cm。11．铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：(1)铜原子基态电子排布式为___________________________________________。(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm－3，则铜晶胞的体积是________cm3，晶胞的质量是________g，阿伏加德罗常数为________[列式计算，已知Ar(Cu)＝63.6]。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)4.70×10－234.23×10－22NA＝eq\f(63.6g·mol－1,0.25×4.23×10－22g)＝6.01×1023mol－1[能力提升]12．晶胞即晶体中最小的重复单元。已知铁为面心立方晶体，其结构如图(Ⅰ)所示，面心立方的结构特征如图(Ⅱ)所示。若铁原子的半径为1.27×10－10m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即图(Ⅲ)中AB的长度。AB的长度为________m。解析：本题为信息题，面心立方晶体可通过观察图(Ⅰ)和图(Ⅱ)得出其结构特征是在一个立方体的八个顶点上各有一个原子，且在六个面的面心上各有一个原子。图(Ⅲ)是一平面图，则有AB2＋BC2＝AC2，即2AB2＝(4×1.27×10－10m)2，AB＝3.59×10－10m。答案：3.59×10－1013．金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。(1)金属铜采用下列________(填字母代号)堆积方式。(2)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。晶胞中Al原子的配位数为________，一个晶胞中Al原子的数目为________。(3)洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子