《金屬鍵金屬晶體》同步練習1(蘇教版選修3)

專題 3 微粒間作用力與物質性質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 個電子的一種金屬B 熔點低于100 的一種金屬C次外電子層上有8 個電子的一種金屬D 除最外層，原子的其他電子層電子數(shù)目均達飽和的一種金屬2.金屬晶體的形成是因為晶體中主要存在()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. 金屬的下列性質中與金屬晶體結構無關的是B金屬原子之間的作用D金屬原子與自由電子間的相互作用（）A 導電性B 化學反應中易失去電子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，性質是（）可以用此來解釋的金屬的物理A 延展性B導電性C導熱性D硬度5.金屬的下列性質中，不能用金屬晶體結構加以解釋的是（）A 易導電B 易導熱C有延展性D易銹蝕6 金屬鈉晶體為體心立方晶格（如圖），實驗測得鈉的密度為（ g·cm -3）。已知鈉的相對原子質量為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角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r（ cm）為（）2aB 32aA 33N AN AC3 32aD 132a鈉晶體的晶胞4N A2N A7. 試比較下列金屬熔點的高低，并解釋之。（ 1） Na、 Mg 、 Al（ 2） Li 、 Na、 K 、 Rb、 Cs8金屬鎢晶體為體心立方晶格，如圖所示，實驗測得鎢的密度為19.30 g cm· -3，原子的相對質量為183，假定金屬鎢原子為等徑的剛性球。（ 1）試計算晶胞的邊長；（ 2）試計算鎢原子的半徑。9用 X 射線研究某金屬晶體，測得在邊長為胞中含有 4 個金屬原子， 此時金屬的密度為答：（ 1）此金屬晶格屬于哪一種晶格類型？（ 2）每個晶胞的質量是多少克？（ 3）求此金屬的相對原子質量。（ 4）求此原子的原子半徑（pm）。360pm 的立方晶9.0g/cm 3。試回10金晶體的最小重復單元（也稱晶胞）是面心立方體，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 表示金的摩爾質量。（ 1）金晶體每個晶胞中含有 _個金原子。（ 2）欲計算一個晶胞的體積， 除假定金原子是鋼性小球外，還應假定 _ 。（ 3）一個晶胞的體積是多少？（ 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，過渡金屬元素的特點是原子最外層電子數(shù)為12，因此， A 正確。過渡金屬原子的次外層電子數(shù)目可能達到飽和，如Cu、 Zn；也可能不飽和，如Fe、 Ni, 因此， D 選項不正確。金屬的熔點一般比較高，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選項不正確。次外電子層上有8 個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 選項正確。2C說明在金屬晶體內部，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烈的相互作用。因此，C 選項正確。3 B 說明 金屬晶體內部存在自由電子，在外電場的作用下，自由電子在金屬內部發(fā)生定向運動，使金屬表現(xiàn)出導電性。金屬離子與自由電子之間的作用沒有方向性，當金屬受到外力作用時，金屬原子之間發(fā)生相對的滑動，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構相關，如錳鋼的高強度就是晶體結構發(fā)生了變化。而化學反應中金屬容易失去電子的性質主要是金屬原子的原子結構決定的，金屬原子一般容易失去電子形成更穩(wěn)定的結構。因此， B 選項不正確。4 C 說明 金屬具有延展性主要是因為金屬在受到外力作用時，原子之間可以發(fā)生相對滑動，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。金屬具有導電性主要是因為金屬晶體內部存自由電子，在外電場的作用下，自由電子在金屬內部發(fā)生定向運動。金屬的硬度主要由其結構決定。金屬的導熱性主要是由于金屬晶體內部，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 金屬易導電主要是因為金屬晶體內部存自由電子，在外電場的作用下，自由電子在金屬內部發(fā)生定向運動。金屬具有延展性主要是因為金屬在受到外力作用時，原子之間可以發(fā)生相對滑動，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構決定。金屬易導熱主要是由于金屬晶體內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為金屬原子容易失去外層電子形成更穩(wěn)定的結構。因此，金屬晶體的結構不能夠金屬的易銹蝕性，選D。6 C 說明 根據(jù)題給信息，一個鈉晶體的的晶胞中有2 個鈉原子（金屬鈉晶體為體心立方晶格，鈉原子個數(shù)=0.125 ×8+1=2 ）。若鈉原子的半徑為r（ cm），則晶胞的體對角線為2a4r)33,根據(jù)密度 =質量N A，轉換得4 r （ cm），那么晶胞的體積為 (cm得 =4r3體積)3(332a3，選 C。4N A7（ 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烈的作用。金屬離子的電荷越高金屬鍵越強，熔點就越高。因此，Na 、 Mg 、Al 的熔點依次增大。對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，熔點越低。因此，Li 、Na、 K 、 Rb、 Cs 的熔點依次降低。8 說明 根據(jù)題給信息，一個鎢晶體的晶胞中有2 個鎢原子，則一個晶胞的質量為2M2183g，設晶胞的邊長為a,則晶胞的體積 V 為 a3，根據(jù) 密度質量，得N A6.021023體積218319.30=6.021023， 解 得-8cm, 設 鎢 原 子 的 半 徑 為 r ， 則 r=3a3a=3.16 ×10a , 解 得4r=1.37×10-8 cm9（ 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，一個晶胞所含有的金屬原子個數(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)質量 =密度 ×體積，可得晶胞的質量=9.0g/cm 3×（3.6 ×10-8 ）3 cm3=4.2 ×10-22g。（ 3）金屬的相對原子質量=NA ×原子的質量 =4.2 ×10-22×6.02 ×1023÷4=63.21。（ 4）在面心立方晶格中，晶胞的邊長 =4r=2360 pm =127.28pm 。，因此，原子的原子半徑2433；（ 4）2M310（ 1） 4；（ 2）每個原子緊密堆積； （3） 2 2dcmN A d3g cm 說明 （ 1）根據(jù)題意，在面心立方體晶胞中金原子的個數(shù)=0.125 ×8+0.5 ×6=4 。（ 2）欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應假定每個原子緊密堆積，這樣才能認為晶胞的面對角線等于 4 個金原子的半徑，如右圖，（ 3）由 (2)可知晶胞的邊長等于4r2 2r cm，則晶胞的體積為 （ 233322r cm）= 22d cm4 M（ 4）根據(jù)密度 = 質量 ，得金晶體的密度= 晶胞質量N A2Mg cm3 。體積晶胞體積2 2d 3N A d 3