2020-2021人教版化学选修三课下30分钟演练-3.3-金属晶体.docx

【创新方案】2022-2021高中化学 3.3 金属晶体课下30分钟演练 新人教版选修3
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．金属晶体的形成是由于晶体中存在(　　)
①金属原子　②金属阳离子　③自由电子
④阴离子
A．只有①　　　　　　　　　　 B．只有③
C．②③ D．②④
解析：形成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子。
答案：C
2．[双选题]下面叙述正确的是(　　)
A．金属受外力作用时经常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较强的作用
B．通常状况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流
C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D．金属的导电性随温度的上升而减弱
解析：金属受外力作用时经常发生变形而不易折断是由于金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但不会转变原来的排列方式，故A项不正确；金属中的自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动形成电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子与金属阳离子碰撞将能量进行传递，故C项正确。
答案：CD
3．关于晶体的下列说法中，正确的是(　　)
A．在晶体中只要有阴离子就肯定有阳离子
B．在晶体中只要有阳离子就肯定有阴离子
C．原子晶体的熔点肯定比金属晶体的高
D．分子晶体的熔点肯定比金属晶体的低
解析：本题考查金属晶体的构成微粒以及金属晶体与原子晶体、分子晶体的熔点比较。在原子晶体中，构成晶体的粒子是原子；在分子晶体中，构成晶体的粒子是分子；而金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，无阴离子。金属晶体的熔点相差比较大，金属钨的熔点(3410℃)高于晶体硅(1410℃)，而金属汞的熔点(常温下呈液态)比白磷、碘等分子晶体的低。故正确答案为A。
答案：A
4．金属原子在二维空间里的放置所示的两种方式，下列说法中正确的是(　　)

A．图(a)为非密置层，配位数为6
B．图(b)为密置层，配位数为4
C．图(a)在三维空间里积累可得六方最密积累和面心立方最密积累
D．图(b)在三维空间里积累仅得简洁立方积累
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。密置层在三维空间积累可得到六方最密积累和面心立方最密积累两种积累模型，非密置层在三维空间积累可得简洁立方积累和体心立方积累两种积累模型。所以，只有C选项正确。
答案：C
5．[双选题]推断下列说法错误的是(　　)
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、沸点高于钾
解析：镁和铝的电子层数相同，价电子数Al＞Mg，原子半径Al＜Mg，所以金属键Al＞Mg，硬度Al＞Mg，A不正确；镁、钙价电子数相同，但半径Ca＞Mg，所以金属键Mg＞Ca，熔、沸点Mg＞Ca，B不正确；用以上比较方法可推出：价电子数Mg＞K，原子半径Mg＜Na＜K，所以金属键Mg＞K，硬度Mg＞K，C正确；钙和钾元素位于同一周期，价电子数Ca＞K，原子半径K＞Ca，所以金属键Ca＞K，熔、沸点Ca＞K，D正确。
答案：AB
6.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是(　　)
A．10 B．18
C．24 D．14
解析：石墨晶体中最小的碳环为六元环，每个碳原子为3个六元环共用，故平均每个六元环含2个碳原子，图中7个六元环完全占有的碳原子数为14。
答案：D
7.金属钠晶体为体心立方晶格(如图)，试验测得钠的密度为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. B.·
C.· D.·
解析：该晶胞中实际含钠原子两个，晶胞边长为，
则ρ＝，进一步化简后可得答案。
答案：C
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(12分)(1)已知下列金属晶体：Ti、Po、K、Fe、Ag、Mg、Zn、Au其积累方式为：
①简洁立方积累的是_____________________________________________________；
②体心立方积累的是______________________________________________________；
③六方最密积累的是__________________________________________________；
④面心立方最密积累的是__________________________________________________。
(2)推断下列晶体的类型：
①SiI4：熔点120.5℃，沸点271.5℃，易水解______________________________________。
②硼：熔点2 300℃，沸点2 550℃，硬度大______________________________________。
③硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿_______________________________________。
④锑：熔点630.74℃，沸点1 750℃，导电_______________________________________。
解析：(1)简洁立方积累方式的空间利用率太低，只有金属Po实行这种方式。体心立方积累是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种积累方式的空间利用率比简洁立方积累的高，多数金属是这种积累方式。六方最密积累按ABABABAB……的方式积累，面心立方最密积累按ABCABCABC……的方式积累，六方最密积累常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方最密积累常见金属为Cu、Ag、Au。
(2)①SiI4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CHCl3，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。
答案：(1)①Po　②K、Fe　③Mg、Zn、Ti　④Ag、Au
(2)①分子晶体　②原子晶体　③分子晶体　④金属晶体
9．(5分)晶体中最小的重复单元——晶胞，已知银为面心立方晶体，其结构如图a所示，面心立方的结构特征如图b，若银原子的半径为1.44×10－10m，试求银金属晶体中的晶胞长度，即图c中AB的长度。AB的长度为________m。

解析：通过图a和图b，可得出其结构特征是在一个立方体的八个顶角上均有一个原子，且在六个面的中心各有一个原子。图c是一平面图，则有(AB)2＋(BC)2＝(AC)2，且(AB)2＝(BC)2，即2(AB)2＝(4×1.44×10－10 m)2，AB＝4.07×10－10m。
答案：4.07×10－10
10.(10分)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，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有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。
(1)金晶体的每个晶胞中含有________个金原子。
(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________。
(3)一个晶胞的体积是________。
(4)金晶体的密度是________。
解析：(1)由题中对金晶体晶胞的叙述，可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数，即8×＋6×＝4。
(2)金原子的排列是紧密积累形式的，所以原子要相互接触。
(3)右图是金晶体中原子之间相互位置关系的平面图，AC为金原子直径的2倍，AB为立方体的边长，由图可得，立方体的边长为d，所以一个晶胞的体积为(d)3＝2d3。
(4)一个晶胞的质量等于4个金原子的质量，所以ρ＝＝。
答案：(1)4　(2)金属原子间相互接触　(3)2d3　(4)
11.(12分)金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为ρ，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题：
(1)每一个晶胞分摊到________个钨原子。
(2)晶胞的边长a为________。
(3)钨的原子半径r为________(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。
(4)金属钨原子形成的体心立体结构的空间利用率为________。
解析：(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞全部，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。
(2)每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m＝，又因每个晶胞的体积V＝a3，所以晶胞密度ρ＝＝，a＝。
(3)钨晶胞的体对角线上积累着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r＝a，r＝＝×。
(4)每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′＝2×πr3＝，则该体心立方结构的空间利用率＝＝×100%＝×100%＝×100%＝68%。
答案：(1)2　(2)　(3)×　(4)68%