新教材高中化學(xué)專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第1單元金屬鍵金屬晶體課后素養(yǎng)落實蘇教版選擇性必修2

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D．熔、沸點：Ca＞KA[Mg、Al的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)大的離子半徑小，價電子數(shù)Al＞Mg，離子半徑Al3＋＜Mg2＋，所以金屬鍵Al＞Mg，故Al的硬度大于Mg，A錯誤；Mg、Ca價電子數(shù)相同，Ca的電子層數(shù)多，離子半徑Ca2＋＞Mg2＋，所以金屬鍵Mg＞Ca，故熔點Mg＞Ca，B正確；離子半徑Mg2＋＜Na＋＜K＋，所以金屬鍵Mg＞K，故硬度Mg＞K，C正確；Ca、K位于同一周期，價電子數(shù)Ca＞K，離子半徑K＋＞Ca2＋，金屬鍵Ca＞K，故熔點Ca＞K，D正確。]4．下列有關(guān)晶胞的說法正確的是()A．晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)單元B．晶胞中所有的粒子都為幾個晶胞共用C．晶胞均為長方體D．不同晶體的晶胞不一定相同D[晶胞是晶體的最小重復(fù)單元，但不一定是最小結(jié)構(gòu)單元，A錯誤；晶胞中有些粒子為晶胞獨自擁有，B錯誤；晶胞多數(shù)為平行六面體，不一定為長方體，C錯誤；不同晶體的晶胞可能相同，也可能不相同，D正確。]5．某原子晶體由A、B、C三種元素組成，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，則該晶體中的A、B、C原子的個數(shù)比為()A．8∶4∶1 B．2∶3∶1C．1∶2∶1 D．1∶3∶3C[該晶胞為立方晶胞，頂點上的原子被8個晶胞共有，所以A有8×eq\f(1,8)＝1個，面上的原子被2個晶胞共有，所以B有4×eq\f(1,2)＝2個，內(nèi)部的原子完全屬于該晶胞，所以C有1個，則A、B、C原子的個數(shù)比為1∶2∶1，故選C。]6．如圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，其對應(yīng)的化學(xué)式是XY的是(圖中：-X，-Y)()ABCDA[根據(jù)頂點、棱上、面上、體心和其他處于立方體內(nèi)部的原子對晶胞的貢獻分別為eq\f(1,8)、eq\f(1,4)、eq\f(1,2)、1，求出X、Y的數(shù)目之比，其化學(xué)式分別為XY、X3Y、XY4、XY4。]7．云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，也可用于制造仿銀飾品。鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A．晶胞中銅原子與鎳原子的個數(shù)比為3∶1B．銅鎳合金是含有金屬鍵的化合物C．Ni原子核外有2個未成對電子D．鎳白銅晶體具有較大的硬度B[晶胞中Cu處于面心，Ni處于頂點，Cu原子數(shù)目＝6×eq\f(1,2)＝3，Ni原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1，則晶胞中Cu與Ni原子數(shù)目之比為3∶1，A正確；合金是兩種或兩種以上的金屬，或者金屬與非金屬熔合而成的混合物，不是化合物，B錯誤；Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)構(gòu)造原理，電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，核外3d8上有2個未成對電子，C正確；一般而言，合金的硬度比組分金屬大，熔點比組分金屬低，鎳白銅可用于造幣以及制造仿銀飾品，故D正確。]8.硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)的最高紀(jì)錄。如圖所示是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱側(cè)面上。則該化合物的化學(xué)式為()A．MgB B．Mg3B2C．Mg2B D．Mg2B2A[利用均攤法計算晶胞的微粒個數(shù)可知，鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子，故一個晶胞中鎂原子的個數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3；6個硼原子位于棱柱側(cè)面上，故一個晶胞中硼原子的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，所以晶胞中鎂原子和硼原子的個數(shù)比為1∶1，故化學(xué)式為MgB。]9.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物(鈣鈦礦)結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元。該化合物中，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子有a個，元素氧、鈦、鈣的原子個數(shù)比為b。則a、b是()A．6,3∶1∶1 B．24,10∶8∶1C．12,5∶4∶1 D．3,3∶2∶1A[由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞頂點上相鄰的鈦離子相距最近，則鈦離子周圍與它接近且距離相等的鈦離子有6個，a＝6；晶胞中位于頂點的鈦原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，位于棱上的氧原子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，位于體內(nèi)的鈣原子的個數(shù)為1，則氧、鈦、鈣的原子個數(shù)比為3∶1∶1。]10．下列晶胞圖所對應(yīng)的化學(xué)式可能正確的是()ABCDA3B4CD2EF3G2H5IC[在圖A晶胞中，含有A原子數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含有B原子數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，所以化學(xué)式可表示為AB4或B4A，A項錯誤；在圖B晶胞中，含有C原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，含有D原子數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，所以化學(xué)式可表示為CD或DC，B項錯誤；在圖C晶胞中，含有E原子數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含有F原子數(shù)為4×eq\f(1,8)＋2×eq\f(1,2)＝eq\f(3,2)，含有G原子數(shù)為1，所以化學(xué)式可能為EF3G2，C項正確；在圖D晶胞中，含有H原子數(shù)為12×eq\f(1,6)＋1＝3，含有I原子數(shù)為2×eq\f(1,2)＝1，所以化學(xué)式可表示為H3I或IH3，D項錯誤。]11．簡要填空：(1)金屬導(dǎo)電是____________________________________________的結(jié)果。(2)金屬導(dǎo)熱是____________________________________________的結(jié)果。(3)金屬抽成絲或壓成薄板是金屬受到外力作用，緊密堆積的原子(離子)層發(fā)生了________，而金屬離子和自由電子之間的________沒有改變。(4)在金屬晶體中存在的粒子是________和________。通過________形成的單質(zhì)晶體叫做金屬晶體。[答案](1)自由電子在電場作用下定向移動(2)自由電子碰撞金屬離子而將能量傳給金屬離子(3)相對滑動較強烈的相互作用(或金屬鍵)(4)金屬離子自由電子金屬鍵12.一種銅金合金晶胞如圖所示(Au原子位于頂點，Cu原子位于面心)，則該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比為________；若Au原子與Cu原子的最近距離為acm，則合金的密度為______________(不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA相對原子質(zhì)量Au：197、Cu：64)。[解析]Au原子位于頂點，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Cu原子位于面心，個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，個數(shù)比為1∶3，Au原子與Cu原子的最近距離為面對角線的一半，則晶胞的邊長＝eq\r(2)acm，晶胞的體積為2eq\r(2)a3cm3，晶胞的質(zhì)量為eq\f(197＋64×3,NA)g，晶胞的密度＝eq\f(197＋64×3,2\r(2)a3NA)g·cm－3。[答案]1∶3eq\f(197＋64×3,2\r(2)a3NA)g·cm－3[拓展培優(yōu)練]13．如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：甲乙丙下列說法正確的是()A．甲晶體中X、Y兩種微粒個數(shù)比是1∶1B．乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是1∶2∶1C．丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是8D．乙晶體中每個A周圍結(jié)合B的個數(shù)為6C[甲晶體中X的個數(shù)為1、Y的個數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，故X、Y兩種微粒個數(shù)比是2∶1，A錯誤；乙晶體中A的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1、B的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3、C的個數(shù)為1，故A、B、C三種微粒的個數(shù)比是1∶3∶1，B錯誤；丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是8，C正確；乙晶體中每個A周圍結(jié)合B的個數(shù)為12，D錯誤。]14．如圖所示，鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是()A．γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個B．α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個C．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同D．γ-Fe晶體的一個晶胞中平均有Fe原子個數(shù)為3個B[γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等應(yīng)為頂點和面心的鐵原子，最近的鐵原子個數(shù)為3×8×eq\f(1,2)＝12，A錯誤；α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點上鐵原子，鐵原子個數(shù)為2×3＝6，B正確；將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，溫度不同，分別得到α-Fe、γ-Fe、δ-Fe，晶體類型不相同，C錯誤；γ-Fe晶體的一個晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D錯誤。]15．Eu、Ti和O形成一種化合物，其晶胞為如圖所示的立方體。(1)Eu是鑭系元素，位于元素周期表的________。A．s區(qū)B．p區(qū)C．d區(qū)D．ds區(qū)E．f區(qū)(2)在該晶胞中，Eu、Ti、O的粒子個數(shù)比是________。(3)若將Ti原子置于立方體的體心，Eu原子置于立方體頂角，則O原子處于立方體的________位置。A．體心 B．面心C．棱心 D．頂角(4)1個Eu原子和________個O原子相鄰，1個Ti原子和________個O原子相鄰，1個O原子和________個Eu原子相鄰，1個O原子和________個Ti原子相鄰。[解析](1)Eu是鑭系元素，位于元素周期表的第六周期，物質(zhì)在參加反應(yīng)時，原子核外電子最外層、次外層及倒數(shù)第三層的電子都會發(fā)生變化，因此屬于f區(qū)的元素，故合理選項是E。(2)在該晶胞中，Eu原子個數(shù)為1，Ti原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，O原子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，則晶胞中Eu、Ti、O的粒子個數(shù)比是1∶1∶3。(3)若將Ti原子置于立方體的體心，在一個晶胞中含有1個Ti原子，通過該Ti原子的8個晶胞中含有8個Eu原子，將8個Eu原子相連，形成一個立方體，Eu位于立方體的頂角上，O原子處于立方體的面心上，故合理選項是B。(4)根據(jù)圖示可知：在晶胞中與Eu原子距離相等且最近的O原子有12個，距離為晶胞面對角線的一半；以晶胞頂點Ti原子為研究對象，在晶胞中與Ti原子距離相等且最近的O原子有6個，分別位于Ti原子上下、前后、左右6個方向，距離為晶胞邊長的一半；O原子位于晶胞棱邊上，通過該棱邊可以形成4個晶胞，每個晶胞中有一個Ti原子，因此與1個O原子和4個Eu原子距離相等且最近，距離是晶胞面對角線的一半；在1個O原子周圍有2個Ti原子與O原子距離相等且最近，距離是晶胞邊長的一半。[答案]E1∶1∶3B1264216.晶胞有兩個基本要素：(1)原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖所示為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為eq\f(1,2)，0,eq\f(1,2)；C為eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。(2)晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。[解析](1)結(jié)合D在晶胞內(nèi)的位置可確定其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))；(2)由均攤法可確定該Ge晶胞中含有Ge原子為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8＋\f(1,2)×6＋4))個＝8個，則eq\f(8,6.02×1023)mol×73g/mol＝(565.76×10－10)3ρ，解得ρ＝eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。[答案]eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4)eq\f(8×73,6.02×565.763)×10717．某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。請回答下列問題：(1)晶體中每個Y粒子同時吸引著________個X粒子，每個X粒子同時吸引著________個Y粒子，該晶體的化學(xué)式為________。(2)晶體中每個X粒子周