人教版高中数学选修三巩固作业33金属晶体.docx

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人教版高中数学选修三巩固作业33金属晶体

高中化学学习材料

（精心收集**整理制作）

知能巩固提升/课后巩固作业

一、选择题

1.（2012·杭州高二检测）下列有关金属晶体的说法中不正确的是（　　）

A.金属晶体是一种“巨分子”

B.“电子气”为所有原子所共有

C.简单立方堆积的空间利用率最低

D.体心立方堆积的空间利用率最高

2.关于晶体的下列说法正确的是（　　）

A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

3.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是（　　）

A.金属原子的价电子数少

B.金属晶体中有自由电子

C.金属原子的半径大

D.金属键没有饱和性和方向性

4.（2012·唐山高二检测）下列几种金属晶体中，原子堆积方式与另外三种不同的是（　　）

A.钠B.钾C.铜D.铁

5.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是（　　）

①O2、I2、Hg②CO、KCl、SiO2

③Na、K、Rb④Na、Mg、Al

A.①③B.①④C.②③D.②④

6.（2012·长沙高二检测）金属能导电的原因是（　　）

A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱

B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动

C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动

D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子

7.1mol的金刚石、二氧化硅、石墨三种物质含有的共价键数之比是（　　）

A.1∶3∶1B.1∶1∶5

C.4∶8∶3D.4∶4∶3

8.判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是（　　）

A.Mg＞Al＞CaB.Al＞Na＞Li

C.Al＞Mg＞CaD.Mg＞Ba＞Al

9.石墨晶体中不存在的化学作用力是（　　）

A.共价键B.氢键

C.金属键D.范德华力

10.（2012·太原高二检测）有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A.①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型

B.每个晶胞含有的原子数分别为：

①1个，②2个，③2个，④4个

C.晶胞中原子的配位数分别为：

①6，②8，③8，④12

D.空间利用率的大小关系为：

①＜②＜③＜④

二、非选择题

11.根据物质的性质，判断下列晶体类型。

（1）SiI4：

熔点120.5℃，沸点271.5℃，易水解___________。

（2）硼：

熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大___________。

（3）硒：

熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿____________。

（4）锑：

熔点630.74℃，沸点1750℃，导电___________。

12.（2012·郑州高二检测）C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示其中的一层结构）：

（1）C60、金刚石和石墨三者的关系互为________。

A.同分异构体B.同素异形体

C.同系物D.同位素

（2）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。

二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入一个氧原子。

二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________。

（3）石墨层状结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是________个。

13.

（1）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是______

_______。

（2）图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

②该晶胞称为________（填序号）。

A.六方晶胞

B.体心立方晶胞

C.面心立方晶胞

③我们在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，（图示如下）这类金属晶体中原子的空间利用率是______________。

答案解析

1.【解析】选D。

根据金属晶体的“电子气理论”，A、B选项都是正确的。

金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：

简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%。

因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高，因此应选择D项。

2.【解析】选A。

只有掌握四类晶体物理性质差异的本质原因才能对此题进行正确判断。

在四类晶体中，金属晶体的结构及物理性质最特殊，应予以重视。

金属晶体中，构成晶体的微粒既有金属原子，又有金属阳离子，且二者不断转换，晶体中自由电子与金属阳离子间的电性作用形成了金属键。

因此晶体中有阳离子，不一定有阴离子，如金属晶体。

金属键强弱相差很大（主要由阳离子半径大小决定），因此金属晶体的熔、沸点、硬度等物理性质相差极大，它与其他类晶体相比很特殊，有的晶体熔、沸点很低，甚至小于分子晶体，如金属汞、碱金属等；有的金属熔、沸点很高，甚至高于原子晶体，如金属钨。

【误区警示】本题易错选B和C。

错选B的原因是对晶体知识掌握不全面，对金属晶体的了解不够；错选C的原因是只考虑一般性规律，未考虑特例，如金属钨的熔点高于一般的原子晶体的熔点。

3.【解析】选D。

这是因为借助于没有方向性和饱和性的金属键形成的金属晶体的结构中，都趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。

4.【解析】选C。

钠、钾、铁的原子堆积方式都是非密置层的一种堆积方式，即钾型，而铜属于密置层的一种堆积方式。

【互动探究】

（1）金属晶体都是纯净物吗？

（2）金属导电与电解质溶液导电有什么区别？

提示：

（1）不是。

金属晶体包括金属单质及其合金，合金是混合物。

（2）金属导电一般为物理变化，仅仅是自由电子的定向移动，而电解质溶液导电的过程就是其被电解的过程，是化学变化。

5.【解析】选D。

①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。

【方法技巧】金属晶体的熔点高低的比较方法

金属晶体熔点变化差别较大，如汞在常温下是液体，熔点很低（－38.9℃），而铁等金属熔点很高（1535℃）。

这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同而造成的差别。

（1）一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少决定。

阳离子半径越小，所带的电荷数越多，自由电子越多，相互作用力就越大，熔点就会相应升高。

例如：

熔点KNa>K>Rb>Cs。

（2）一般合金的熔、沸点比各成分金属的熔、沸点低。

6.【解析】选B。

金属原子失去电子后变为金属的离子，失去的电子称为自由电子，自由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。

7.【思路点拨】解答本题应注意两个方面：

（1）明确三种物质中原子的成键情况。

（2）转化为求物质中1mol中心原子的成键情况。

【解析】选C。

金刚石中1mol碳原子实际占有2mol共价键，二氧化硅中1mol硅原子实际占有4mol共价键，而石墨中，1mol碳原子实际占有1.5mol共价键，所以个数比为4∶8∶3。

【互动探究】

（1）石墨的熔点比金刚石还高，原因是什么？

（2）石墨在一定条件下转化为金刚石，是化学变化吗？

提示：

（1）石墨是层状结构，同一层内，碳与碳之间的共价键比金刚石中碳与碳之间的共价键还强，所以熔点比金刚石还高。

（2）是。

金刚石转化为石墨，虽然组成元素没有变化，但是结构发生了变化，不再是同一种物质，是化学变化。

8.【解析】选C。

电荷数：

Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋＞Li＋＝Na＋，金属阳离子半径：

r（Ba2＋）＞r（Ca2＋）＞r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋）＞r（Li＋），则C正确；B中正确的顺序应是Li＞Al>Na，D中正确的顺序应是Al＞Mg＞Ba。

9.【解析】选B。

石墨是一种混合型晶体。

石墨晶体中，同一层里面的碳原子之间以共价键相互结合，层与层之间是范德华力，石墨中的碳原子采取的是sp2杂化，每一个碳原子上都有一个2p轨道与平面垂直，p电子可以在同一层中自由移动。

只有氢键不存在，所以应该选择B项。

10.【思路点拨】解答本题要注意两点：

（1）掌握三种堆积方式的基本结构，会计算一个晶胞占有的原子数。

（2）明确每种堆积方式的代表金属及其配位数。

【解析】选B。

①为简单立方堆积，②为钾型，③为镁型，④为铜型，②与③判断有误，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为：

①8

＝1，②8

＋1＝2，③8

＋1＝2，④8

＋6

＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C项不正确；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，所以D项不正确，应为④＝③＞②＞①。

11.【解析】

（1）SiI4为低熔点化合物，为分子晶体；

（2）硼的熔、沸点高，硬度大，是典型的原子晶体；

（3）硒易溶于CHCl3，为分子晶体；

（4）锑固体导电为金属晶体。

答案：

（1）分子晶体　

（2）原子晶体（3）分子晶体　（4）金属晶体

12.【解析】晶体硅的结构与金刚石相似，存在以硅原子为中心和顶点的正四面体结构单元，每个硅原子形成4个Si—Si键，但1个Si—Si键为2个硅原子共有，故1个硅原子可形成2个Si—Si键，即1mol硅原子能形成2mol

Si—Si键。

石墨中每个碳原子形成3条C—C键，故每个碳原子为3个六边形共用，每个六边形拥有碳原子个数为61/3＝2个。

答案：

（1）B

（2）26（3）2

13.【解析】

（1）由图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3，求出化学式分别为AX2、AX3，故答案为b。

（2）用“切割分摊法”：

①81/8＋61/2＝4；②面心立方晶胞；

③根据侧面图：

设正立方体边长为a，则体积为a3。

原子半径r＝

，每个正立方体包括金属原子81/8＋61/2＝4（个），球体体积共4

π（

a）3＝0.74a3，空间利用率为：

100%＝74%。

答案：

（1）b

（2）①4②C③74%