第三章 第三節(jié) 金屬晶體 基 礎(chǔ) 鞏 固 一 選擇題 1 物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出 金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強烈相互作用叫金屬鍵 金屬鍵越強 其金屬的硬度越大 熔 沸點越高 據(jù)研究表明 一般地 金屬原子半徑越 小 價電子數(shù)越多 則金屬鍵越強 由此判斷下列說法正確的是 C A 鎂的硬度大于鋁 B 鎂的熔 沸點低于鈣 C 鎂的硬度大于鉀 D 鈣的熔 沸點低于鉀 解析 Mg 的半徑大于 Al 的半徑 且價電子數(shù)小于 Al 的 所以金屬鍵應(yīng)為 Mg Al A 項錯 而 Mg 與 Ca 為同一主族 價電子數(shù)相同 半徑 MgK 故金屬鍵 Ca K D 項錯 2 關(guān)于晶體的下列說法正確的是 B A 晶體中只要有陽離子 就一定有陰離子 B 晶體中只要有陰離子 就一定有陽離子 C 有金屬光澤的晶體一定是金屬晶體 D 根據(jù)晶體能否導(dǎo)電能判斷晶體是否屬于金屬晶體 解析 金屬晶體較特殊 金屬晶體中 有金屬陽離子而沒有陰離子 A 項錯 晶體中 只要有陰離子 根據(jù)電荷守恒 就一定有陽離子 B 項正確 有金屬光澤的晶體不一定是 金屬晶體 如晶體碘 晶體硅 能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體 如石墨 3 下列有關(guān)金屬的說法正確的是 D A 金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子 B 金屬導(dǎo)電的實質(zhì)是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動 C 金屬原子在化學(xué)變化中失去的電子數(shù)越多 其還原性越強 D 體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的原子個數(shù)之比為 1 2 解析 A 因金屬的最外層電子受原子核的吸引小 則金屬原子中的最外層電子在晶體 中為自由電子 故 A 錯誤 B 金屬導(dǎo)電的實質(zhì)是金屬陽離子和自由電子定向移動而產(chǎn)生電流的結(jié)果 故 B 錯誤 C 金屬原子在化學(xué)變化中失去電子越容易 其還原性越強 故 C 錯誤 D 體心立方晶胞中原子在頂點和體心 則原子個數(shù)為 1 8 2 面心立方晶胞中 18 原子在頂點和面心 原子個數(shù)為 8 6 4 原子的個數(shù)之比為 2 4 1 2 故 D 正 18 12 確 4 下列有關(guān)金屬的說法正確的是 D A 常溫下都是晶體 B 最外層電子數(shù)小于 3 個的都是金屬 C 任何狀態(tài)下都有延展性 D 都能導(dǎo)電 傳熱 解析 Hg 常溫下是液態(tài) 不是晶體 A 項錯誤 H He 最外層電子數(shù)都少于 3 個 但 它們不是金屬 B 項錯誤 金屬的延展性指的是能抽成細(xì)絲 軋成薄片的性質(zhì) 在液態(tài)時 由于金屬具有流動性 不具備延展性 所以 C 項也是錯誤的 金屬晶體中存在自由電子 能夠?qū)щ?傳熱 因此 D 項是正確的 5 下列說法正確的是 B A S 2 電子排布式 1s 22s22p63s23p4 B 在金屬晶體中 自由電子與金屬離子或金屬原子的碰撞有能量傳遞 可以用此來解 釋金屬的物理性質(zhì)是導(dǎo)熱性 C 金屬鍵可以看做是許多原子共用許多電子所形成的強烈相互作用 所以和共價鍵類 似 也有飽和性和方向性 D 某物質(zhì)的晶體中含 A B C 三種元素 其排列方式如圖所示 晶胞中 A B C 的原子個數(shù)比為 1 2 2 解析 A S 2 電子排布式 1s 22s22p63s23p6 故 A 錯誤 B 金屬自由電子受熱后運動速率增大 與金屬離子碰撞頻率增大 傳遞了能量 故金 屬有良好的導(dǎo)熱性 故 B 正確 C 金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈相互作用 自由電子為整個金屬的所有 陽離子所共有 所以金屬鍵沒有方向性和飽和性 而共價鍵有方向性和飽和性 故 C 錯誤 D 根據(jù)圖片知 該小正方體中 A 原子個數(shù) 8 1 B 原子個數(shù) 6 3 C 原子 18 12 個數(shù) 1 所以晶體中 A B C 的原子個數(shù)比為 1 3 1 故 D 錯誤 故選 B 6 下列有關(guān)化學(xué)鍵 氫鍵和范德華力的敘述中 不正確的是 D A 金屬鍵是金屬離子與 電子氣 之間的較強作用 金屬鍵無方向性和飽和性 B 共價鍵是原子之間通過共用電子對形成的相互作用 共價鍵有方向性和飽和性 C 范德華力是分子間存在的一種作用力 分子的極性越大 范德華力越大 D 氫鍵不是化學(xué)鍵而是分子間的一種作用力 所以氫鍵只存在于分子與分子之間 解析 氫鍵既可以存在于分子間 如水 乙醇 甲醇 液氨等 也可以存在于分子內(nèi) 所以應(yīng)選擇 D 選項 7 合金是金屬與一些非金屬或其他金屬在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物 根據(jù)下表中 提供的數(shù)據(jù) 判斷可以形成合金的是 A 金屬或非金屬 鈉 鋁 鐵 硅 硫 熔點 97 8 660 4 1 535 1 410 112 8 沸點 883 2 467 2 750 2 353 444 6 A 鋁與硅 B 鋁與硫 C 鈉與硫 D 鈉與硅 解析 能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不能形成合金 故 B C 錯 鈉的沸點遠(yuǎn)低于硅的熔點 當(dāng)硅 熔化時 鈉已經(jīng)氣化 故它們不能形成合金 D 錯 8 關(guān)于體心立方堆積晶體 如圖 結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是 C A 是密置層的一種堆積方式 B 晶胞是六棱柱 C 每個晶胞內(nèi)含 2 個原子 D 每個晶胞內(nèi)含 6 個原子 解析 體心立方堆積晶體的晶胞為立方體 是非密置層的一種堆積方式 其中有 8 個 頂點和 1 個體心 晶胞內(nèi)含有原子個數(shù)為 8 1 2 18 9 在金屬晶體中 如果金屬原子的價電子數(shù)越多 原子半徑越小 自由電子與金屬陽 離子間的作用力越大 金屬的熔沸點越高 由此判斷下列各組金屬熔沸點高低順序 其中 正確的是 C A Mg Al Ca B Al Na Li C Al Mg Ca D Mg Ba Al 解析 電荷數(shù) Al3 Mg2 Ca 2 Ba 2 Li Na 金屬陽離子半徑 r Ba2 r Ca2 r Na r Mg2 r Al3 r Li 則 C 正確 B 中 Li Na D 中 Al Mg Ba 二 非選擇題 10 判斷下列晶體類型 1 SiI4 熔點 120 5 沸點 287 4 易水解 分子晶體 2 硼 熔點 2 300 沸點 2 550 硬度大 原子晶體 3 硒 熔點 217 沸點 685 溶于氯仿 分子晶體 4 銻 熔點 630 74 沸點 1 750 導(dǎo)電 金屬晶體 解析 1 SiI 4熔點低 沸點低 是分子晶體 2 硼熔 沸點高 硬度大 是典型的 原子晶體 3 硒熔 沸點低 易溶于 CHCl3 屬于分子晶體 4 銻熔點較高 沸點較高 固態(tài)能導(dǎo)電 是金屬晶體 11 1 如圖甲所示為二維平面晶體示意圖 化學(xué)式表示為 AX3的是 b 2 圖乙為一個金屬銅的晶胞 請完成以下各題 該晶胞 實際 擁有的銅原子數(shù)是 4 個 該晶胞稱為 C 填序號 A 六方晶胞 B 體心立方晶胞 C 面心立方晶胞 此晶胞立方體的邊長為 a cm Cu 的相對原子質(zhì)量為 64 金屬銅的密度為 g cm3 則阿伏加德羅常數(shù)為 用 a 表示 256 a3 3 X 射線金相學(xué) 中記載關(guān)于銅與金可形成兩種有序的金屬互化物 其結(jié)構(gòu)如下圖 所示 下列有關(guān)說法正確的是 B A 圖 中物質(zhì)的化學(xué)式相同 B 圖 中物質(zhì)的化學(xué)式為 CuAu3 C 圖 中與每個銅原子緊鄰的銅原子有 3 個 D 設(shè)圖 中晶胞的邊長為 a cm 則圖 中合金的密度為 g cm 3 261NAa3 解析 1 由題圖甲中直接相鄰的原子數(shù)可以求得 a b 中兩類原子數(shù)之比分別為 1 2 1 3 求出化學(xué)式分別為 AX2 AX 3 故答案為 b 2 用 切割分?jǐn)偡?8 6 4 面心立方晶胞 18 12 64 a3 NA 4NA 256 a3 3 題圖 中 銅原子數(shù)為 8 2 2 金原子數(shù)為 4 2 故化學(xué)式為 CuAu 18 12 12 題圖 中 銅原子數(shù)為 8 1 金原子數(shù)為 6 3 故化學(xué)式為 CuAu3 題圖 中 銅 18 12 原子位于立方體的頂點 故緊鄰的銅原子有 6 個 題圖 中 銅原子 金原子各為 2 個 晶胞的體積為 a3 cm3 密度 64 197 a3 g cm 3 mV 2NA 522NAa3 能 力 提 升 一 選擇題 1 下列生活中的問題 不能用電子氣理論知識解釋的是 A A 鐵易生銹 B 用金屬鋁制成導(dǎo)線 C 用金箔做外包裝 D 用鐵制品做炊具 解析 A 鐵易生銹 是因為鐵中含有碳 易發(fā)生電化學(xué)腐蝕 與金屬鍵無關(guān) 故 A 選 B 用金屬鋁制成導(dǎo)線 是利用金屬的導(dǎo)電性 金屬中存在金屬陽離子和 自由電子 當(dāng)給金屬通電時 自由電子 定向移動而導(dǎo)電 能用金屬鍵理論知識解釋 故 B 不選 C 用金箔做外包裝 是因為有金屬光澤 金屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收可見 光 能用金屬鍵理論知識解釋 故 C 不選 D 用鐵制品做炊具 是利用了金屬的導(dǎo)熱性 金屬容易導(dǎo)熱是因為自由電子在運動時 經(jīng)常與金屬離子碰撞而引起能量的交換 能用金屬鍵理論知識解釋 故 D 不選 故選 A 2 下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的敘述正確的是 C A 有較強共價鍵存在的物質(zhì)熔點一定很高 B 由于石墨晶體導(dǎo)電 所以它是金屬晶體 C 含有共價鍵的物質(zhì)不一定是共價化合物 D 在離子化合物中不可能存在非極性共價鍵 3 下列各組物質(zhì)中 按熔點由低到高的順序排列正確的是 A O 2 I 2 Hg CO KCl SiO 2 Na K Rb Na Mg Al A B C D 4 已知銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示 則在銅的晶胞中所含銅原子數(shù)及配位數(shù)分別是 D A 14 6 B 14 8 C 4 8 D 4 12 解析 1 晶胞中所含原子的計算方法 晶胞頂點上的原子占 棱上的原子占 面上 18 14 的原子占 體心上的原子為 1 根據(jù)以上規(guī)律就可計算晶胞所含的原子數(shù) 2 金屬晶體 12 中金屬原子的配位數(shù)即為距離該原子最近的金屬原子的數(shù)目 在 Cu 的晶胞中 頂角原子為 8 個晶胞共用 面上的銅原子為兩個晶胞共用 因此 金屬銅的一個晶胞的原子數(shù)為 8 6 4 在 Cu 的晶胞中 與每個頂點的 Cu 原子距離相等的銅原子共有 12 個 因 18 12 此其配位數(shù)為 12 5 下圖為金屬鎘的堆積方式 下列說法正確的是 D A 此堆積方式屬于非最密堆積 B 此晶胞類型為面心立方堆積 C 配位數(shù) 一個金屬離子周圍緊鄰的金屬離子的數(shù)目 為 8 D 鎘的堆積方式與銅的堆積方式不同 解析 據(jù)圖可看出 鎘的堆積方式為 ABAB 形式 為 A3型堆積 即六方最密堆 積 而銅的堆積方式為面心立方最密堆積 故 A B 兩項錯誤 D 項正確 六方最密堆積的 配位數(shù)為 12 中間一層為 6 個 上下兩層各有 3 個 C 項錯誤 6 2018 寧夏石嘴山月考 有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示 下列有 關(guān)說法正確的是 B A 為簡單立方堆積 為鎂型 為鉀型 為銅型 B 每個晶胞含有的原子數(shù)分別為 1 個 2 個 2 個 4 個 C 晶胞中原子的配位數(shù)分別為 6 8 8 12 D 空間利用率的大小關(guān)系為 解析 A 為體心立方堆積 屬于鉀 鈉和鐵型 是六方最密堆積 屬于鎂 鋅 鈦型 A 錯誤 B 利用均攤法計算原子個數(shù) 中原子個數(shù)為 8 1 8 1 個 中原子個 數(shù)為 8 1 8 1 2 個 中原子個數(shù)為 8 1 8 1 2 個 中原子個數(shù)為 8 1 8 6 1 2 4 個 B 正確 C 為六方最密堆積 此結(jié)構(gòu)為六方錐晶包的 1 3 配 位數(shù)為 12 C 錯誤 D 的空間利用率最高 都是 74 中簡單立方堆積空間利用 率最小為 52 中體心立方堆積空間利用率為 68 所以空間利用率大小順序為 D 錯誤 正確答案為 B 7 金屬鈉晶體為體心立方晶胞 實驗測得鈉的密度為 g cm 3 已知鈉的相對原 子質(zhì)量為 a 阿伏加德羅常數(shù)為 NA mol 1 假定金屬鈉原子為等徑的剛性小球且處于體對 角線上的三個球相切 則鈉原子的半徑 r cm 為 C A B 32aNA 332aNA C D 3432aNA 1232aNA 解析 該晶胞中實際含鈉原子 2 個 晶胞邊長為 則 4 r3 進(jìn)一步化簡后可得答案 2 a NA 4 r3 3 二 非選擇題 8 金晶體的最小重復(fù)單元 也稱晶胞 是面心立方體 如圖所示 即在立方體的 8 個頂 點各有一個金原子 各個面的中心有一個金原子 每個金原子被相鄰的晶胞所共有 金原 子的直徑為 d 用 NA表示阿伏加德羅常數(shù) M 表示金的摩爾質(zhì)量 請回答下列問題 1 金晶體每個晶胞中含有 4 個金原子 2 欲計算一個晶胞的體積 除假定金原子是剛性小球外 還應(yīng)假定 金屬原子間相接 觸 即相切 3 一個晶胞的體積是 2 d3 2 4 金晶體的密度是 2Md3NA 解析 利用均攤法解題 8 個頂點上每個金原子有 屬于該晶胞 6 個面上每個金原子 18 有 屬于該晶胞 故每個晶胞中金原子個數(shù) 8 6 4 假設(shè)金原子間相接觸 則有 12 18 12 正方形的對角線為 2d 正方形邊長為 d 所以 V 晶 d 3 2 2 2 d3 Vm NA d3NA 所以 2 V晶4 22 MVm 2Md3NA 9 信息一 鉻同鎳 鈷 鐵等金屬可以構(gòu)成高溫合金 電熱合金 精密合金等 用于 航空 宇航 電器及儀表等工業(yè)部門 信息二 氯化鉻酰 CrO 2Cl2 是鉻的一種化合物 常溫下該化合物是暗紅色液體 熔點 為 96 5 沸點為 117 能和丙酮 CH 3COCH3 四氯化碳 CS 2等有機溶劑互溶 1 寫出 Fe 26 號元素 原子的基態(tài)電子排布式 1s 22s22p63s23p63d64s2 或 Ar 3d 64s2 2 CH3COCH3分子中含有 1 個 鍵 含有 9 個 鍵 3 固態(tài)氯化鉻酰屬于 分子 晶體 丙酮中碳原子的雜化方式為 甲基碳原子為 sp3雜化 羰基碳原子為 sp2雜化 二硫化碳屬于 非極性 填 極性 或 非極 性 分子 4 K Cr C2O4 2 H2O 2 也是鉻的一種化合物 該化合物屬于離子化合物 其中除含離 子鍵 共價鍵外 還含有 配位 鍵 5 金屬鉻的晶胞如圖所示 一個晶胞中含有 2 個鉻原子 解析 1 Fe 26 號元素 原子的基態(tài)電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2 故答案為 1s 22s22p63s23p63d64s2 2 單鍵為 鍵 雙鍵含有 1 個 鍵 1 個 鍵 CH 3COCH3分子中含有 1 個 鍵 含有 9 個 鍵 故答案為 1 9 3 固態(tài)氯化鉻酰熔沸點低 易溶于有機溶劑 應(yīng)屬于分子晶體 丙酮中羰基中碳原子 形成 3 個 鍵 甲基中碳原子形成 4 個 鍵 均沒有孤對電子 雜化軌道數(shù)目分別為 3 4 甲基碳原子為 sp3雜化 羰基碳原子為 sp2 雜化 二硫化碳與二氧化碳結(jié)構(gòu)相似 為直線型對稱結(jié)構(gòu) 分子中正負(fù)電荷重心重合 屬于非極性分子 故答案為 分子 sp3 sp 2 非極性 4 配離子中 Cr3 有空軌道 C 2O H 2O 含有孤對電子 Cr 3 與 C2O H 2O 之間形2 4 2 4 成配位鍵 故答案為 配位 5 晶胞中 Cr 原子處于體心與頂點 晶胞中 Cr 原子數(shù)目 1 8 2 故答案為 18 2