《金屬鍵金屬晶體》同步練習(xí)1(蘇教版選修3)

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1、 專題 3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第一單元 金屬鍵 金屬晶體 1.下列敘述中，可以肯定是一種主族金屬元素的是 （ ） A ．原子最外層有 3 個(gè)電子的一種金屬 B ．熔點(diǎn)低于 100℃ 的一種金屬 C．次外電子層上有 8 個(gè)電子的一種金屬 D ．除最外層，原子的其他電子層電子數(shù)目均達(dá)飽和的一種金屬 2.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中主要存在  (  ) A ．金屬離子之間的相互作用 C．金屬離子與自由電子間的相互作用 3. 金屬的下列性質(zhì)中與金屬晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)的是  B．金屬

2、原子之間的作用 D．金屬原子與自由電子間的相互作用 （ ） A ．導(dǎo)電性  B ．化學(xué)反應(yīng)中易失去電子 C．延展性  D ．硬度 4.在金屬晶體中， 自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳遞， 性質(zhì)是（ ）  可以用此來解釋的金屬的物理 A ．延展性  B．導(dǎo)電性  C．導(dǎo)熱性  D．硬度 5.金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是（  ） A ．易導(dǎo)電  B ．易導(dǎo)熱  C．有延展性  D．易銹蝕

3、 6． 金屬鈉晶體為體心立方晶格（如圖） ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得鈉的密度為 ρ（ g·cm -3）。 已知鈉的相對(duì)原子質(zhì)量為 a，阿伏加德羅常數(shù)為 NA（ mol -1），假定金屬鈉 原子為等徑的剛性球且處于體對(duì)角線上的三個(gè)球相切。 則鈉原子的半徑 r （ cm）為 （ ） 2a B ． 3 2a A ． 3 3 N A N A C． 3 3 2a D ． 1 3 2a 鈉晶體的晶胞 4 N A 2 N A 7. 試比較下列金屬熔點(diǎn)的高低，并解釋之。 （ 1

4、） Na、 Mg 、 Al （ 2） Li 、 Na、 K 、 Rb、 Cs 8．金屬鎢晶體為體心立方晶格，如圖所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得 鎢的密度為 19.30 g cm· -3，原子的相對(duì)質(zhì)量為 183， 假定金屬鎢原子為等徑的剛性球。 （ 1）試計(jì)算晶胞的邊長； （ 2）試計(jì)算鎢原子的半徑。 9．用 X 射線研究某金屬晶體，測(cè)得在邊長為 胞中含有 4 個(gè)金屬原子， 此時(shí)金屬的密度為 答： （ 1）此金屬晶格屬于哪一種晶格類型？ （ 2）每個(gè)晶胞的質(zhì)量是多少克？ （ 3）求此金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。 （

5、4）求此原子的原子半徑（ pm）。  360pm 的立方晶 9.0g/cm 3。試回 10．金晶體的最小重復(fù)單元（也稱晶胞）是面心立方體，即在立方體的 8 個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)金原子，各個(gè)面的中心有一個(gè)金原 子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共用（如圖） 。金原子的直徑為 d cm，用 NA 表示阿伏加德羅常數(shù)， M 表示金的摩爾質(zhì)量。 （ 1）金晶體每個(gè)晶胞中含有 ________個(gè)金原子。 （ 2）欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積， 除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定 _______________ 。 （ 3）

6、一個(gè)晶胞的體積是多少？ （ 4）金晶體的密度是多少？ 參考答案及詳解 1． AC [ 說明 ] 主族金屬元素和過渡金屬元素都具有金屬元素的性質(zhì)，過渡金屬元素的特點(diǎn) 是原子最外層電子數(shù)為 1~2，因此， A 正確。過渡金屬原子的次外層電子數(shù)目可能達(dá) 到飽和，如 Cu、 Zn；也可能不飽和，如 Fe、 Ni, 因此， D 選項(xiàng)不正確。金屬的熔點(diǎn)一 般比較高，但高低差別比較大。最難熔的是鎢，最易熔的是汞、銫和鎵。汞在常溫下 是液體（也就是水銀溫度計(jì)玻璃球中的銀白色液體） 。銫和鎵在手上受熱就能熔化， B 選項(xiàng)不正確。次外電子層上有

7、 8 個(gè)電子的金屬元素處于元素周期表的第三周期，而第 三周期的元素均為主族元素，因此，  C 選項(xiàng)正確。 2．C[說明]  在金屬晶體內(nèi)部，金屬原子的部分或全部外圍電子可以從原子上  “脫落 ”下來， 形成自由流動(dòng)的電子。金屬原子失去部分或全部的外圍電子形成的金屬離子與自由電 子之間存在強(qiáng)烈的相互作用。因此，  C 選項(xiàng)正確。 3． B [ 說明 ] 金屬晶體內(nèi)部存在自由電子，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定 向運(yùn)動(dòng)，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬離子與自由電子之間的作用沒有方向性

8、，當(dāng)金屬 受到外力作用時(shí)，金屬原子之間發(fā)生相對(duì)的滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵 的作用， 這使金屬表現(xiàn)出良好的延展性。 同樣， 金屬的硬度也與金屬晶體的結(jié)構(gòu)相關(guān)， 如錳鋼的高強(qiáng)度就是晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。而化學(xué)反應(yīng)中金屬容易失去電子的性質(zhì)主 要是金屬原子的原子結(jié)構(gòu)決定的，金屬原子一般容易失去電子形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因 此， B 選項(xiàng)不正確。 4． C [ 說明 ] 金屬具有延展性主要是因?yàn)榻饘僭谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)，原子之間可以發(fā)生相對(duì)滑 動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。金屬具有導(dǎo)電性主要是因?yàn)榻饘倬w 內(nèi)部存自由電子

9、，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)。金屬的硬 度主要由其結(jié)構(gòu)決定。金屬的導(dǎo)熱性主要是由于金屬晶體內(nèi)部，自由電子與金屬離子 的碰撞中有能量傳遞。因此，選 C。 5． D [ 說明 ] 金屬易導(dǎo)電主要是因?yàn)榻饘倬w內(nèi)部存自由電子，在外電場(chǎng)的作用下，自由電 子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)。金屬具有延展性主要是因?yàn)榻饘僭谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)，原 子之間可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。金屬的硬度主 要由其結(jié)構(gòu)決定。金屬易導(dǎo)熱主要是由于金屬晶體內(nèi)部的自由電子與金屬離子的碰撞 中有能量傳遞。而金屬的易銹蝕性主要是因?yàn)榻饘僭尤菀资ネ鈱?/p>

10、電子形成更穩(wěn)定 的結(jié)構(gòu)。因此，金屬晶體的結(jié)構(gòu)不能夠金屬的易銹蝕性，選 D。 6． C [ 說明 ] 根據(jù)題給信息，一個(gè)鈉晶體的的晶胞中有 2 個(gè)鈉原子（金屬鈉晶體為體心立方 晶格，鈉原子個(gè)數(shù) =0.125 ×8+1=2 ）。若鈉原子的半徑為 r（ cm），則晶胞的體對(duì)角線為 2a 4r ) 3 3 ,根據(jù)密度 = 質(zhì)量 N A ，轉(zhuǎn)換得 4 r （ cm），那么晶胞的體積為 ( cm 得 ρ= 4r 3 體積 )3 ( 3

11、 3 2a 3 ，選 C。 4 N A 7．（ 1） Na＜ Mg ＜ Al ；（ 2）Li ＞ Na ＞K ＞Rb＞ Cs [ 說明 ] 金屬熔化所要克服的作用力就是金屬鍵，而金屬鍵就是金屬離子與自由電子之 間的強(qiáng)烈的作用。金屬離子的電荷越高金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。因此， Na 、 Mg 、 Al 的熔點(diǎn)依次增大。對(duì)于電荷相同的金屬離子，其半徑越大，與自由電子的作用力越 小，熔點(diǎn)越低。因此， Li 、Na、 K 、 Rb、 Cs 的熔點(diǎn)依次降低。 8 ． [ 說明 ] 根據(jù)題給信息，一個(gè)鎢晶體的晶胞中有 2 個(gè)鎢原子，則一個(gè)

12、晶胞的質(zhì)量為 2M 2 183 g ，設(shè)晶胞的邊長為 a,則晶胞的體積 V 為 a3，根據(jù) 密度 質(zhì)量 ，得 N A 6.02 1023 體積 2 183 19.30= 6.02 1023 ， 解 得 -8 cm, 設(shè) 鎢 原 子 的 半 徑 為 r ， 則 r= 3 a 3 a=3.16 ×10 a , 解 得 4 r=1.37 ×10-8 cm 9．（

13、1）面心立方晶格類型； （2） 4.2 ×10-22g；（ 3） 63.21；（ 4） 127.28pm [ 說明 ]（ 1）根據(jù)題意，此金屬晶格屬于面心立方晶格類型。 （如左圖所示， 一個(gè)晶胞所含有的金屬原子個(gè)數(shù) =0.125 ×8+0.5 ×6=4 。） （ 2）根據(jù)晶胞的邊長為 360pm，可得晶胞的體積為（ 3.6 ×10-8）3cm3。根據(jù)質(zhì)量 =密度 × 體積，可得晶胞的質(zhì)量 =9.0g/cm 3×（3.6 ×10-8 ）3 cm3=4.2 ×10-22g。 （ 3）金屬的相對(duì)原子質(zhì)量 =NA ×原子的質(zhì)量 =4.2 ×10-22×6.02 ×1023÷4

14、=63.21。（ 4）在面心 立方晶格中，晶胞的邊長 = 4r = 2 360 pm =127.28pm 。 ，因此，原子的原子半徑 2 4 3 3 ；（ 4） 2M 3 10．（ 1） 4；（ 2）每個(gè)原子緊密堆積； （3） 2 2d cm N A d 3 g cm [ 說明 ]（ 1）根據(jù)題意，在面心立方體晶胞中金原子的個(gè)數(shù) =0.125 ×8+0.5 ×6=4 。 （ 2）欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定每個(gè)原子緊密堆積，這樣才能認(rèn)為晶胞的面對(duì)角線等于 4 個(gè)金原子的半徑，如右圖， （ 3）由 (2)可知晶胞的邊長等于 4r 2 2r cm，則晶胞的體積為 （ 2 3 3 3 2 2r cm）= 2 2d cm 4 M （ 4）根據(jù)密度 = 質(zhì)量 ，得金晶體的密度 = 晶胞質(zhì)量 N A 2M g cm3 。 體積 晶胞體積 2 2d 3 N A d 3