2024-2025學年高中化學第三章晶體結構與性質(zhì)3金屬晶體課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6金屬晶體一、選擇題(每小題4分，共48分)1．金屬的下列性質(zhì)與金屬晶體中的自由電子無關的是(D)A．良好的導電性 B．良好的導熱性C．良好的延展性 D．密度大小解析：金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性都可以用“電子氣理論”說明。2．下列關于金屬晶體的說法正確的是(B)A．用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論說明B．不同金屬晶體中金屬鍵的強度不同C．Li、Na、K的熔點漸漸上升D．金屬導電和熔融電解質(zhì)導電的原理一樣解析：A項，用鉑金做首飾，主要是因為鉑金具有金屬光澤，金屬具有光澤是因為金屬中的自由電子能夠汲取可見光，可用金屬鍵理論說明，錯誤。C項，堿金屬元素原子的半徑越大，金屬鍵越弱，則其單質(zhì)的熔、沸點越低，故熔點：Li>Na>K，錯誤。D項，金屬導電依靠的是自由移動的電子，熔融電解質(zhì)導電依靠的是自由移動的離子，二者導電原理不一樣，錯誤。3．下列關于金屬晶體的敘述正確的是(B)A．構成金屬晶體的粒子是原子B．固態(tài)和熔融時易導電，熔點在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．金屬晶體的最密積累方式只有面心立方積累D．金屬導電和熔融電解質(zhì)(或電解質(zhì)溶液)導電的原理一樣解析：構成金屬晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子，A項錯誤；金屬晶體的最密積累方式有六方最密積累和面心立方最密積累，C項錯誤；金屬導電的原理是存在自由移動的電子，熔融電解質(zhì)導電的原理是存在自由移動的陰、陽離子，D項錯誤。4．已知金屬鉀的晶胞如圖所示，下列有關敘述正確的是(D)A．該晶胞屬于密置層的一種積累方式B．該晶胞是六棱柱C．每個晶胞平均擁有9個K原子D．每個K原子四周距離最近且相等的K原子有8個解析：鉀晶胞是非密置層的兩種積累方式中的一種，A錯；晶胞呈立方體，不是六棱柱，B錯；依據(jù)分攤法計算，每個晶胞有2個K原子，C錯；距離最近的兩個K原子是頂點和體心的K原子，每個頂點被8個晶胞共用，故每個K原子四周距離最近且相等的K原子有8個，D正確。5．下列敘述正確的是(D)A．金屬受外力作用時經(jīng)常發(fā)生變形而不易折斷，這是由于金屬原子之間有較強的作用B．通常狀況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流C．金屬是借助自由電子的運動，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的導電性隨溫度的上升而減弱解析：金屬受外力作用時經(jīng)常發(fā)生變形而不易折斷，這是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會變更原來的排列方式，故A項不正確；金屬里的自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向移動產(chǎn)生電流，故B項不正確；金屬的導熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進行傳遞，故C項不正確。6．金屬鍵的強弱與金屬原子價電子數(shù)的多少有關，價電子數(shù)越多金屬鍵越強；與金屬陽離子的半徑大小也有關，金屬陽離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此推斷下列選項中金屬的熔點漸漸上升的是(B)A．LiNaK B．NaMgAlC．LiBeMg D．LiNaMg解析：Li、Na、K原子的價電子數(shù)相同，金屬原子的半徑漸漸增大，金屬鍵漸漸減弱，熔點漸漸降低，A項錯誤；Na、Mg、Al原子的價電子數(shù)漸漸增多，金屬原子的半徑漸漸減小，金屬鍵漸漸增加，熔點漸漸上升，B項正確；Be、Mg原子的價電子數(shù)相同，金屬原子的半徑漸漸增大，金屬鍵漸漸減弱，熔點漸漸降低，C項錯誤；Li、Na原子的價電子數(shù)相同，金屬原子的半徑漸漸增大，金屬鍵漸漸減弱，熔點漸漸降低，D項錯誤。7．某新型“防盜玻璃”為多層結構，每層中間嵌有極細的金屬線。當玻璃被擊碎時，與金屬線相連的警報系統(tǒng)就會馬上報警?！胺辣I玻璃”能報警是利用了金屬的(B)A．延展性 B．導電性C．彈性 D．導熱性解析：由題給信息可知，當玻璃被擊碎時，金屬線與警報系統(tǒng)形成了閉合回路，利用的是金屬的導電性，故B項正確。8．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，依據(jù)表中供應的數(shù)據(jù)，推斷可以形成合金的是(A)金屬或非金屬鈉鋁鐵硅硫熔點/℃97.8660.415351410112.8沸點/℃883246727502353444.6A.鋁與硅 B．鋁與硫C．鈉與硫 D．鈉與硅解析：能發(fā)生反應的物質(zhì)不能形成合金，故B、C項錯誤；鈉的沸點遠低于硅的熔點，當硅熔化時，鈉已經(jīng)變?yōu)闅鈶B(tài)，故它們不能形成合金，D項錯誤。9．金屬晶體中金屬原子有三種常見的積累方式，六方最密積累、面心立方積累和體心立方積累，如圖a、b、c分別代表這三種晶胞的結構，其晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為(A)A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9解析：本題考查晶胞中微粒數(shù)的計算，用均攤法。晶胞a中所含原子＝12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6個，晶胞b中所含原子＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，晶胞c中所含原子＝8×eq\f(1,8)＋1＝2個。10．教材中給出的幾種晶體的晶胞如圖所示。則這些晶胞分別表示的物質(zhì)可能是(C)A．碘、鋅、鈉、金剛石 B．金剛石、鋅、碘、鈉C．鈉、鋅、碘、金剛石 D．鋅、鈉、碘、金剛石解析：第一種晶胞為體心立方積累，鉀、鈉、鐵等金屬采納這種積累方式；其次種晶胞為六方最密積累，鎂、鋅、鈦等金屬采納這種積累方式；構成第三種晶胞的粒子為雙原子分子，可能是碘；第四種粒子的晶胞結構為正四面體，可能為金剛石。11.石墨的片層結構如圖所示。在片層結構中，碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為(D)A．1∶1∶1 B．2∶2∶3C．1∶2∶3 D．2∶3∶1解析：在石墨的片層結構中，以一個六元環(huán)為探討對象，由于一個碳原子為三個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2；一個碳碳鍵為兩個六元環(huán)共用，即屬于每個六元環(huán)的碳碳鍵的數(shù)目為6×eq\f(1,2)＝3。12．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。下列說法不正確的是(D)δ－Feeq\o(,\s\up7(1394℃),\s\do5())γ－Feeq\o(,\s\up7(912℃),\s\do5())α－FeA．δ－Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個B．α－Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個C．若δ－Fe晶胞邊長為acm，α－Fe晶胞邊長為bcm，則兩種晶體密度比為2b3∶a3D．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解析：本題考查晶胞結構。由題圖知，δ－Fe晶體中與鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個，A項正確；一個δ－Fe晶胞占有2個鐵原子，一個α－Fe晶胞占有1個鐵原子，故兩者密度比為eq\f(2×56,a3)∶eq\f(1×56,b3)＝2b3∶a3，C項正確；晶體加熱后急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型是不同的，D項錯誤。二、非選擇題(共52分)13．(17分)金剛石、石墨、C60和石墨烯的結構示意圖如下圖所示：(1)C60、金剛石、石墨和石墨烯四者互為B。A．同分異構體 B．同素異形體C．同系物 D．同位素(2)固態(tài)時，C60屬于分子(填“離子”“原子”或“分子”)晶體。(3)2010年諾貝爾評審委員會發(fā)布的新聞稿稱石墨烯為“完備原子晶體”，作為二維結構單層碳原子材料，其強度相當于鋼的100倍，導電性能好，導熱性能強。①金剛石不導電，石墨和石墨烯能導電，其主要緣由是金剛石中每個碳原子的價電子都參加形成共價單鍵(σ鍵)，沒有自由移動的電子，而石墨和石墨烯中每個碳原子還有一個價電子不參加形成共價單鍵(σ鍵)，能自由移動而導電；②金剛石屬于原子晶體，是因為金剛石的碳原子間靠共價鍵相結合而形成了空間網(wǎng)狀結構；③足球烯(C60)熔點低于(填“高于”“低于”或“等于”)石墨烯的熔點。(4)石墨晶體中含有共價鍵和范德華力，石墨的熔點高于金剛石的熔點，由此推想：①石墨中碳碳鍵鍵長小于(填“大于”“小于”或“等于”)金剛石中碳碳鍵鍵長；②石墨中含有σ和π(填“σ”“π”或“σ和π”)鍵；③石墨中碳碳鍵鍵角為120°。14．(9分)推斷下列晶體類型。(1)SiI4：熔點為120.5℃，沸點為271.5℃，易水解，為分子晶體。(2)硼：熔點為2300℃；沸點為2550℃，硬度大，為原子晶體。(3)硒：熔點為217℃，沸點為685℃，溶于氯仿，為分子晶體。(4)銻：熔點為630.74℃，沸點為1750℃，可導電，為金屬晶體。解析：(1)SiI4為低熔點化合物，為分子晶體；(2)晶體硼熔點高，硬度大，是典型的原子晶體；(3)硒熔、沸點低，易溶于CHCl3，為分子晶體；(4)銻可導電，為金屬晶體。15．(12分)金屬晶體中金屬原子主要有三種常見的積累方式：體心立方積累、面心立方積累和六方積累，其結構單元分別如下圖甲、乙、丙所示：(1)甲、乙、丙三種結構單元中，金屬原子個數(shù)之比為1∶2∶3。(2)如圖為高溫超導體領域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結構。該結構是具有代表性的最小重復單元。①在該晶體中，每個鈦原子四周與它最近且距離相等的鈦原子共有6個，若將之連接，則呈正八面體形態(tài)。②該晶體結構中，氧、鈦、鈣的原子個數(shù)之比為3︰1︰1。解析：(1)甲晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2；乙晶胞中所含金屬原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；丙晶胞中所含金屬原子數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6。(2)①鈦原子位于立方體的8個頂點上，與一個鈦原子等距離的鈦原子有6個，呈正八面體形態(tài)。②該晶體結構中鈣原子數(shù)為1，鈦原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，氧原子數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，故氧、鈦、鈣的原子個數(shù)之比為3∶1∶1。16．(14分)Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能(I)數(shù)據(jù)如表所示：元素MnFe電離能/(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957(1)Mn元素原子的價電子排布式為3d54s2。比較兩元素的I2、I3可知：氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子難。對此，你的說明是由Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充溢狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)(或Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d