2020-2021学年高中化学人教版选修三课时作业：3.3　金属晶体 Word版含解析

1、课时作业13金属晶体练基础1金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是()a易导电 b易导热c有延展性 d易锈蚀2下列有关金属晶体的说法不正确的是()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3某晶体的堆积方式如下图所示，下列说法不正确的是()a此种堆积方式为面心立方最密堆积b该种堆积方式每一层上为密置层c该种堆积方式可用符号“abcabcabc”表示d金属mg就属于此种堆积方式4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较少b金属晶体存在自由移动的电子c金属原子的原子半径较大d

2、金属键不具有方向性和饱和性5金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是()a钋po简单立方堆积52%8b钠na体心立方堆积74%12c锌zn六方最密堆积68%8d银ag面心立方最密堆积74%126下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是()a由分子间作用力结合而成，熔点低b固态时或熔融后易导电，熔点在1 000 左右c由共价键结合成网状结构，熔点高d固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电7下列对各组物质性质的比较中，正确的是()a熔点：li<na<kb导电性：ag>cu>al>fec密度：na>mg>ald空间利用率：体心立方堆积<六方最密

3、堆积<面心立方最密堆积8已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为()铜晶胞a14、6 b14、8c4、8 d4、129石墨的片层结构如图所示。在片层结构中，碳原子数、cc键数、六元环数之比为()a1:1:1 b2:2:3c1:2:3 d2:3:1提素养10石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图所示，下列有关说法正确的是()a石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3b石墨烯中每个六元碳环平均占有3个碳原子c从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键d石墨烯具有导电性11石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中

4、。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为cxk，其平面图形如图所示。x的值为()a8 b12c24 d6012金属晶体的原子堆积方式常有以下四种，请认真观察模型图，回答下列问题：(1)四种堆积模型的堆积名称依次是_、_、_、_。(2)如图甲中的堆积方式，空间利用率为_，只有金属_采用这种堆积方式。(3)如图乙与丙中两种堆积方式中金属原子的配位数_(填“相同”或“不相同”)；乙中的空间利用率为_，丙中按_的方式进行堆积。(4)采取图丁中堆积方式的金属通常有_(任写三种金属元素的符号)，每个晶胞中所含有的原子数为_。13(1)1 183 k以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，1

5、 183 k以上转变为图2所示的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。铁原子的简化电子排布式为_；铁晶体中铁原子以_键相互结合。图1和图2中，铁原子的配位数之比为_。纯铁晶体在晶型转变前后，两者基本结构单元的边长之比为(1 183 k以下与1 183 k以上之比)_。转变温度前后两者的密度之比为(1 183 k以下与1 183 k以上之比)_。(2)金晶体的晶胞是面心立方体，金原子的直径为d cm，用na表示阿伏加德罗常数，m表示金的摩尔质量(单位：g·mol1)。欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定距离最近的两金原子间相接触，即相切。金晶体每个晶胞

6、中含有_个金原子。1个晶胞的体积为_cm3。金晶体的密度为_g·cm3。14铜和金是重要的金属，在生产和生活中有重要应用。请回答下列问题：(1)用金属键理论解释金属铜能导电的原因是_。(2)金属铜采取如图所示堆积方式，可称为_堆积，则cu晶体中cu原子的配位数为_。(3)cu元素与h元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示，则该化合物的化学式为_。(4)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8 pm，列式计算晶体铜的密度为_。15(1)元素金(au)处于周期表中的第六周期，与cu同族，au原子最外层电子排布式为_；一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞

7、中cu原子处于面心，au原子处于顶角位置，则该合金中cu原子与au原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_，若该晶胞的边长为a cm，则该合金密度为_g·cm3(阿伏加德罗常数的值为na)。(2)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由cu原子与au原子构成的四面体空隙中。若将cu原子与au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与caf2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。课时作业13金属晶体1解析：组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下电子可发生定向移动，故能导电，能用金属晶体结构加以解释，a正确；金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞

8、，能用金属晶体结构加以解释，b正确；金属发生形变时，自由电子仍然可以在金属阳离子之间流动，使金属不易断裂，能用金属晶体结构加以解释，c正确；金属易锈蚀与金属晶体结构无关，属于化学性质，金属的化学性质比较活泼，容易被空气中的氧气所氧化，故金属易腐蚀不能用金属晶体结构加以解释，d错误。答案：d2答案：d3解析：观察题图，该晶体为“abcabcabc”的面心立方最密堆积，每一层上为密置层，金属mg属于六方最密堆积方式，所以d错误。答案：d4解析：金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和性，所以金属原子以最紧密的方式堆积，故原子的配位数高。答案：d5解析：应记住金属晶体中原子堆积模

9、型以及各种堆积的典型代表金属、空间利用率以及相应的配位数。a项中配位数应为6，b项中体心立方堆积的空间利用率为68%，配位数为8；c项中zn为六方最密堆积，空间利用率为74%，配位数为12。答案：d6解析：a中为分子晶体；b中固体能导电，熔点在1 000 左右，可能为金属晶体；c中共价键结合成的网状结构，是原子晶体的结构特点；d中固态时不导电，熔融能导电是离子晶体的特征。答案：b7解析：同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，a项错；na、mg、al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故c项错；不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别

10、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d项错；常用的金属导体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，故b正确。答案：b8解析：(1)晶胞中所含原子的计算方法：晶胞顶角上的原子占，棱上的原子占，面上的原子占，体心上的原子为1，根据以上规律就可计算晶胞所含的原子数。在cu的晶胞中，顶角原子为8个晶胞共用，面上的铜原子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶胞的原子数为8×6×4。(2)金属晶体中金属原子的配位数即为距离该原子最近的金属原子的数目。在cu的晶胞中，与每个顶角的cu原子距离相等的铜原子共有12个，因此其配位数为1

11、2。答案：d9解析：在石墨的片层结构中，我们以一个六元环为研究对象，由于一个碳原子为三个六元环共用，即属于每个六元环的碳原子数为6×2个；另外一个碳碳键为二个六元环共用，即属于每个六元环的碳碳键键数为6×3个。答案：d10解析：石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2，故a错误；石墨烯中每个六元碳环平均占有2个碳原子，故b错误；从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故c错误；石墨烯中每个碳原子有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，形成遍及整个平面的大键，这些电子可以在整个网状平面上运动，该大键具有金属键的性质，所以石墨烯具有导电性，故d正确。

12、答案：d11解析：可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元，每个钾原子被3个正六边形共用，则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×13，该六边形内实际含有的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1:8。答案：a12解析：(1)甲中的堆积方式是将非密置层的金属原子上下对齐，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个金属原子，称为简单立方堆积。乙和丙中都是密置层原子的堆积方式，乙中上面a层和下面a层的3个原子组成的三角形方向相同。称为六方最密堆积。丙中a层和c层的3个原子组成的三角形方向相反，称为面心立方最密堆积。丁中的堆积方式是将非密置层的上层金属原子填入下层金属原子形成

13、的凹穴中，每层均照此堆积，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个原子，立方体的中心含有1个金属原子，称为体心立方堆积。(2)简单立方堆积的空间利用率最低，为52%，采取这种堆积方式的只有po(钋)。(3)乙和丙中两种堆积方式，金属原子的配位数均为12，且其空间利用率均为74%。(4)丁中是体心立方堆积，采取这种堆积方式的金属有k、na、fe等。用“均摊法”可求得每个晶胞中含有金属原子的个数为18×2。答案：(1)简单立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积体心立方堆积(2)52%po(钋)(3)相同74%abcabcabc(4)k、na、fe(合理即可)213解析：(1)在1

14、183 k以下的纯铁晶体中，与体心铁原子等距离且最近的铁原子是8个顶点的铁原子；在1 183 k以上的纯铁晶体中，与面心铁原子等距离且最近的铁原子有12个，即配位数之比为2:3。设铁原子半径为a，在1 183 k以下的纯铁晶体中，基本结构单元的边长为；在1 183 k以上的纯铁晶体中，基本结构单元的边长为2a。根据1 183 k以下的纯铁晶体和1 183 k以上的纯铁晶体的基本结构单元的边长比为，可知两者基本结构单元的体积比为，又因为两者一个基本结构单元分别包含2个和4个铁原子，可知两者的密度之比为÷。(2)如图是取金晶胞中某一面的平面部分，ac为2倍金原子的直径，ab为立方体的棱长

15、，由图可得，立方体的棱长为d cm，所以晶胞的体积为(d)32d3cm3。密度，质量用晶胞中4个金原子的质量，体积用晶胞的体积，即密度为g·cm3g·cm3。答案：(1)ar3d64s2金属2:3(2)42d314解析：(3)该晶胞中，铜原子个数为32×12×6，h原子个数为136×6，所以该化合物的化学式为cuh。(4)铜晶体为面心立方最密堆积，则每个晶胞中含有铜原子数目为8×6×4，cu原子半径r127.8 pm127.8×1010 cm，假设晶体铜的密度为，晶胞的边长为d，则d2r，晶胞的体积是d3，则·d3g，解得g·cm39.0 g·cm3。答案：(1)铜为金属晶体，自由电子在外加电场作用下可以发生定向移动而导电(2)面心