2018-2019学年人教版选修3 第3章第3节 金属晶体 作业
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第三节金属晶体基础练1.下列叙述中,不正确的是()A.金属元素在化合物中一般显正价B.金属元素的单质在常温下均为金属晶体C.金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,故金属键无饱和性和方向性D.构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动解析因金属原子的最外层电子数很少,且原子核对外层电子的引力小,金属原子一般只能失电子,不能得电子,所以在化合物中一般显正价,A项正确;Hg在常温下为液态,B项错误;金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而把所有的金属原子维系在一起,故金属键无方向性和饱和性,C项正确;自由电子是由金属原子提供的,并且在整个金属内部的三维空间内运动,属于整块固态金属,D项正确。
答案 B2.物质结构理论推出:金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。
金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。
据研究表明,一般地,金属原子半径越小,价电子数越多,则金属键越强。
由此判断下列说法正确的是() A.镁的硬度大于铝 B.镁的熔、沸点低于钙C.镁的硬度大于钾D.钙的熔、沸点低于钾解析Mg的半径大于Al的半径,且价电子数小于Al的,所以金属键应为Mg<Al,A项错;而Mg与Ca为同一主族,价电子数相同,半径Mg<Ca,故金属键为MgCa,B项错;Ca与K同周期,价电子数Ca>K,故金属键Ca>K,D项错。
答案 C3.在金属晶体中,如果金属原子的价电子数越多,金属阳离子的半径越小,自由电子与金属阳离子间的作用力越大,金属的熔点越高。
由此判断下列各组金属熔点的高低顺序,其中正确的是()A.Mg>Al>CaB.Al>Na>LiC.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al解析金属原子的价电子数:Al>Mg=Ca=Ba>Li=Na,金属阳离子的半径:r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),则C正确。
第三章第三节(建议用时:35分钟)知识点基础训练能力提升1.金属晶体的构成微粒及其作用力1,6,72.金属晶体的结构及其性质4,8,911,12,13,14,15,163.石墨的结构、性质及金属堆积方式2,3,5,10[基础训练]1.金属晶体的形成是因为晶体中存在()A.脱落价电子后的金属离子间的相互作用B.金属原子间的相互作用C.脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用D.金属原子与价电子间的相互作用C解析金属晶体的形成是因为晶体中存在脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用,C项正确。
2.下列四种性质的叙述,可能属于金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成,熔点低B.固态时或熔融后易导电,熔点在1 000 ℃左右C.由共价键结合成网状结构,熔点高D.固态时不导电,但溶于水或熔融后能导电答案B3.据中国之声《央广新闻》报道,河南发现特大金矿,金的贮存量近105吨,可开采80年。
金属Au的晶胞结构是()D解析金属Au采取的堆积方式为面心立方最密堆积。
4.依据“电子气”的金属键模型,下列对于金属导电性随温度变化的解释,正确的是()A.温度升高,自由电子的动能变大,以致金属导电性增强B.温度升高,金属阳离子的动能变大,阻碍自由电子的运动,以致金属导电性减弱C.温度升高,自由电子互相碰撞的次数增加,以致金属导电性减弱D.温度升高,金属阳离子的动能变大,自由电子与金属阳离子的吸引力变小,以致金属的导电性增强B解析温度升高,自由电子和金属阳离子的动能均变大,但是由于金属阳离子对自由电子的阻碍作用增大,所以导电性减弱。
5.关于如图不正确的说法是()A.此种最密堆积为面心立方最密堆积B.该种堆积方式称为铜型C.该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示D.该种堆积方式称为镁型D解析从图示可看出,该堆积方式的第一层和第四层重合,属于铜型堆积,可用符号“…ABCABC…”表示,属于面心立方最密堆积,而镁属于六方最密堆积,D项错误。
第三节金属晶体1.金属晶体的形成是因为晶体中存在()A.脱落价电子后的金属离子间的相互作用B.金属原子间的相互作用C.脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用D.金属原子与价电子间的相互作用答案C2.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是()A.金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键,共价键有方向性和饱和性C.范德华力是分子间存在的一种作用力,分子的极性越大,范德华力越大D.氢键不是化学键,而是分子间的一种作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间答案D解析氢键是一种分子间作用力,比范德华力强,但是比化学键要弱。
氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等),又可以存在于分子内(如)3.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.阳离子答案C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、金属阳离子和自由电子。
4.按下列四种有关性质的叙述,可能属于金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成,熔点低B.固体或熔融后易导电,熔点在1 000 ℃左右C.由共价键结合成网状结构,熔点高D.固体和熔融状态不导电,但溶于水后可能导电答案B解析A为分子晶体;B中固体能导电,熔点在1 000 ℃左右,不是很高,应为金属晶体;C 为原子晶体;D为分子晶体。
5.金属能导电的原因是()A.金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动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答案B解析根据电子气理论,电子是属于整个晶体的,在外加电场作用下,发生定向移动从而导电,B项正确;有的金属中金属键较强,但依然导电,A项错误;金属导电是靠自由电子的定向移动,而不是金属阳离子发生定向移动,C项错误;金属导电是物理变化,而不是失去电子的化学变化,D项错误。
第三章第三节A级·基础巩固练一、选择题1.金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式,下列说法中正确的是(C)A.图a为非密置层,配位数为6B.图b为密置层,配位数为4C.图a在三堆空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积D.图b在三维空间里堆积仅得简单立方堆积解析:金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置层排列,一种是非密置层排列。
密置层排列的空间利用率高,原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小,为4。
由此可知,上图中a为密置层,b为非密置层。
密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型,非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型。
所以,只有C选项正确。
2.下列关于金属晶体的叙述中,正确的是(C)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,C项正确。
3.下列晶体中,金属阳离子与自由电子间的作用最强的是(C)A.Na B.MgC.Al D.K解析:Na、Mg、Al均位于第三周期,原子半径逐渐减小,价电子数目逐渐增多,所以金属键逐渐增强,即铝的金属键最强,钠的金属键最弱,而K和Na位于同一主族,且K的半径比Na的大,钾的金属键比钠的弱。
4.下列四种叙述,可能为金属晶体性质的是(B)A .由分子间作用力结合而成,熔点低B .固体或熔融后易导电,熔点在1 000 ℃左右C .由共价键结合成网状结构,熔点高D .固体不导电,但溶于水或熔融后能导电解析:由分子间作用力结合而成,熔点低是分子晶体的性质,A 错;固体能导电是金属晶体的特性,B 对、D 错,由共价键结合成网状结构,熔点高为原子晶体的性质,C 错。
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第三章第三节金属晶体基础巩固一、选择题1.物质结构理论推出:金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。
金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。
据研究表明,一般地,金属原子半径越小,价电子数越多,则金属键越强。
由此判断下列说法正确的是( C )A.镁的硬度大于铝B.镁的熔、沸点低于钙C.镁的硬度大于钾D.钙的熔、沸点低于钾解析:Mg的半径大于Al的半径,且价电子数小于Al的,所以金属键应为Mg<Al,A项错;而Mg与Ca为同一主族,价电子数相同,半径Mg<Ca,故金属键为MgCa,B项错;Ca与K同周期,价电子数Ca>K,故金属键Ca〉K,D项错.2.关于晶体的下列说法正确的是( B )A.晶体中只要有阳离子,就一定有阴离子B.晶体中只要有阴离子,就一定有阳离子C.有金属光泽的晶体一定是金属晶体D.根据晶体能否导电能判断晶体是否属于金属晶体解析:金属晶体较特殊.金属晶体中,有金属阳离子而没有阴离子,A项错;晶体中只要有阴离子,根据电荷守恒,就一定有阳离子,B项正确;有金属光泽的晶体不一定是金属晶体,如晶体碘、晶体硅;能导电的晶体不一定是金属晶体,如石墨.3.下列有关金属的说法正确的是( D )A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动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.体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为1∶2解析:A、因金属的最外层电子受原子核的吸引小,则金属原子中的最外层电子在晶体中为自由电子,故A错误;B、金属导电的实质是金属阳离子和自由电子定向移动而产生电流的结果,故B错误;C、金属原子在化学变化中失去电子越容易,其还原性越强,故C错误;D、体心立方晶胞中原子在顶点和体心,则原子个数为1+8×18=2,面心立方晶胞中原子在顶点和面心,原子个数为8×错误!+6×错误!=4,原子的个数之比为2∶4=1∶2,故D正确。
第三节金属晶体对应学生用书P41一、选择题1.下列有关金属键的叙述错误的是()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答案 B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、自由电子之间的静电排斥作用;金属键中的电子为整块金属共用;金属的性质及固体形成都与金属键强弱有关。
2.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.良好的导热性答案 B解析A、C、D三项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,B项金属易失电子是由原子的结构决定的,与晶体无关。
3.金属晶体堆积密度大,原子配位数大,能充分利用空间的原因是() A.金属原子价电子数少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 D解析金属键无方向性和饱和性,使原子采取最大的密堆积方式进行。
4.下列叙述错误的是()A.组成金属的微粒是原子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均匀,不专属于某个特定的金属阳离子D.同一类晶体间,熔点差距最大的是金属晶体答案 A解析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阳离子。
5.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……方式堆积答案 D解析晶体一般尽量采取紧密堆积方式,但金属键没有饱和性和方向性,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。
高中化学第3章第3节金属晶体课时作业新人教版选修31.下列金属晶体的配位数为8的是( )A.Po B.FeC.Mg D.Au【答案】 B2.金属晶体镁的三维堆积模型为( )A.简单立方B.体心立方C.六方最密D.面心立方最密【答案】 C3.石墨中不存在的作用力是( )A.共价键B.离子键C.金属键D.范德华力【答案】 B4.关于晶体的下列说法中正确的是( )A.晶体中有阳离子就一定有阴离子B.分子晶体中一定含有共价键C.原子晶体的熔点一定比金属晶体高D.晶体中只要有阴离子就一定有阳离子【解析】晶体中有阳离子不一定有阴离子,因为金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,不含阴离子,故A项错误;稀有气体形成的分子晶体中只有范德华力,无共价键,故B项错误;因为金属晶体熔点差别很大,有的比原子晶体高,有的比分子晶体低,故C 项错误;在晶体中有阴离子就一定有阳离子,故D项正确。
【答案】 D5.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就越大,金属的熔、沸点就越高。
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>Ca B.Al>Na>LiC.Al>Mg>Ca D.Mg>Ba>Al【解析】原子半径从大到小顺序是Ba>Ca>Mg>Al,Na>Mg>Al,又Al带三个价电子,故选C 。
【答案】 C6.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是( )A .①为简单立方堆积,③为面心立方最密堆积B .每个晶胞含有的原子数分别为:①1个,②2个,③2个,④4个C .晶胞中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12D .空间利用率的大小关系为:①<②<③<④【解析】 ①为简单立方堆积,③为六方最密堆积,每个晶胞含有的原子数分别为:①8×18=1,②8×18+1=2,③8×18+1=2,④8×18+6×12=4,B 项正确;晶胞③中原子的配位数应为12,C 项不正确;四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%,所以D 项不正确,应为④=③>②>①。
第3节金属晶体
1.下列有关金属键的叙述错误的是()
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.金属键中的价电子属于整块金属
D.金属的性质及金属固体的形成都与金属键有关
答案 B
2.下列叙述正确的是()
A.任何晶体中,若含有阳离子,就一定含有阴离子
B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用
C.价电子数越多的金属原子的金属性越强
D.含有金属元素的离子不一定是阳离子
答案 D
3.下列金属晶体中,自由电子与金属阳离子间作用最弱的是()
A.K
B.Na
C.Mg
D.Al
答案 A
4.金属能导电的原因是()
A.金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱
B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
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
答案 B
5.金属的下列性质中,与自由电子无关的是()
A.密度大小
B.容易导电
C.延展性好
D.易导热
答案 A
6.可用自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递来解释的物理性质是()
A.金属是热的良导体
B.金属是电的良导体
C.金属有良好的延展性
D.有金属光泽,不透明
答案 A
7.已知某金属单质(如碱金属)晶体中原子堆积方式如图所示,则该堆积方式是()
A.简单立方堆积
B.体心立方堆积
C.六方最密堆积
D.面心立方最密堆积
答案 B
8.关于如图不正确的说法是()
A.此种最密堆积为面心立方最密堆积
B.该种堆积方式称为铜型
C.该种堆积方式可用符号……ABCABC……表示
D.该种堆积方式称为镁型
答案 D
9.如图所示为体心立方堆积晶体的晶胞结构,下列叙述正确的是()
A.属于密置层的一种堆积方式
B.晶胞是六棱柱
C.每个晶胞内含2个原子
D.每个晶胞内含6个原子
答案 C
10.如图所示,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下可以发生转化。
下列说法正确的是()
A.三种同素异形体的性质相同
B.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
C.α-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同
答案 C
11.金刚石和石墨是碳的两种常见单质,下列关于两种晶体的比较正确的是()
A.两种晶体中碳原子的杂化类型相同
B.晶体的熔点:金刚石>石墨
C.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨
D.金刚石晶体中只含有共价键,石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力
答案 D
12.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂;立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如图所示,下列关于这两种晶体的说法正确的是()
A.六方相氮化硼与石墨一样可以导电
B.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
C.两种晶体均为分子晶体
D.六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的立体构型为平面三角形
答案 D
13.(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______(填字母)。
(2)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于_____层,配位数是_____;B属于_____层,配位数是_____。
(3)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(4)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第_______周期_______族,元素符号是_______,最外电子层的电子排布式是_______。
答案(1)b(2)非密置4密置6(3)61(4)六ⅥA Po6s26p4
14.(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成,如图甲所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。
该晶胞中含有的碳原子数为________。
(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,如图乙所示。
1 mol石墨烯中含有的六元环个数为________,下列有关石墨烯的说法正确的是________(填字母)。
a.晶体中碳原子间全部是碳碳单键
b.石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面
c.从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
(3)金刚石晶胞如图丙所示,则金刚石晶胞中原子的配位数为________,原子空间利用率为________。
答案(1)4
(2)0.5N A bc
(3)434%
15.(1)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。
则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为__________。
(2)①如图为某金属单质的面心立方晶胞结构示意图,该晶体中金属原子配位数是________;测得此晶体的密度为2.7 g·cm-3,晶胞的边长为0.405 nm,则此金属原子的相对原子质量为__________(计算结果保留整数)。
②已知单质钒的晶胞如图所示,则V原子的配位数是________,假设晶胞的边长为a cm,密度为ρ g·cm-3,则钒的相对原子质量为________。
答案(1)1∶2
(2)①1227②8N Aρa3
2。