高中化学苏教版物质结构与性质微粒间作用力与物质的性质

课时训练4金属键金属晶体基础夯实1.要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱,而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是() (导学号52740064)A.金属镁的熔点大于金属铝的B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C.金属铝的硬度大于金属钠的D.金属镁的硬度小于金属钙的解析:镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少,使金属镁比金属铝的金属键弱,所以金属镁比金属铝的熔、沸点和硬度都小;从Li到Cs,离子的半径是逐渐增大的,所带电荷相同,金属键逐渐减弱,熔、沸点和硬度都逐渐减小;因铝离子的半径小且所带电荷多,使金属铝比金属钠的金属键强,所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大;因镁离子的半径小且所带电荷与钙离子相同,使金属镁比金属钙的金属键强,所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。答案:C2.下列关于金属元素特征的叙述正确的是()①金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性②金属元素在化合物中显正价③金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱④金属元素只有金属性,没有非金属性⑤价电子数越多,金属性越强⑥离子化合物中一定含有金属元素⑦铵盐都只含有非金属元素,一定不含有金属元素A.①③⑤ B.②⑤⑥C.①④⑤ D.②③解析:有些金属离子有还原性,如Fe2+,①错;金属元素在化合物中显正化合价,金属原子越容易失去电子,其对应的离子(如Fe对应Fe2+)就越难得到电子,即氧化性越弱,②③正确;位于金属元素与非金属元素分界线附近的元素有金属性也有非金属性,④错;Al的价电子数比Na多,但Na的金属性比Al强,NH4Cl等离子化合物中不含有金属元素,(NH4)2Fe(SO4)2、(NH4)2Cr2O7等铵盐中含有金属元素,⑤⑥⑦错。答案:D3.下列叙述不属于晶体特性的是()A.有规则的几何外形B.具有各向异性C.有对称性D.没有固定熔点解析:晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性,而且晶体有固定的熔点。答案:D4.以下有关金属晶体的说法不正确的是() (导学号52740065)A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,它们都占据在晶胞的一定位置上B.金属晶体中,金属阳离子半径越小,带电荷越多,熔点越高C.金属晶体在固态或熔融态均能导电D.温度升高,金属的导电性将减弱解析:金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,金属阳离子在晶胞中占据一定的位置,但是自由电子却“游离”于整个金属中,为整块晶体中的离子共用,故A错误;金属晶体中,金属阳离子半径越小,电荷越多,金属键越强,熔点越高,B正确;金属晶体在固态或熔融态时都有自由电子存在,都能导电,C正确;金属晶体温度升高,自由电子的运动受到阻碍,导电性将减弱,D正确。答案:A5.已知金的晶胞结构如图所示,则在金的一个晶胞中所含金原子数为() 答案:A6.四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图所示,下列说法不正确的是()A.①为简单立方堆积,晶胞中含有粒子数为1个B.②为镁型,晶胞中含有粒子数为2个C.③为镁型,晶胞中含有粒子数为2个D.④为铜型,晶胞中含有粒子数为4个解析:②为钾型而不是镁型。答案:B7.一种Al-Fe合金的晶胞如图所示,FeAl则此合金的化学式为() 解析:观察图示,该晶胞中Al是4个;Fe的个数为N(Fe)=8×QUOTE+12×QUOTE+6×QUOTE+1=8,所以化学式为Fe2Al。答案:A8.某固体是仅由一种元素组成的单质,其密度为5.0g·cm-3,用X射线研究该固体的结构时,得知在边长为10-7cm的立方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的 解析:正方体的体积为(10-7cm)3=10-21cm3,其质量为5×10-21g,则1mol该原子的质量为答案:C9.(1)金属导电靠,电解质溶液导电靠;金属导电能力随温度升高而,溶液导电能力随温度升高而。

(2)有一种金属结构单元是一个“面心立方体”(注:八个顶点和六个面分别有一个金属原子)。该单元平均是由个金属原子组成的。

解析:(1)金属作导体导电靠的是自由电子的定向移动,电解质溶液导电靠的是自由移动离子的定向移动。金属温度升高,金属阳离子振动加快,阻碍自由电子运动,导电能力减弱,而电解质溶液温度升高,自由移动离子的运动速率加快,导电能力增强。(2)由均摊法计算该单元平均由8×QUOTE+6×QUOTE=4个金属原子组成。答案:(1)自由电子自由移动离子减弱增强(2)4能力提升10.如图所示的甲、乙、丙三种晶体:试推断甲晶体的化学式(X为阳离子)为,乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是,丙晶体中每个D周围结合E的个数是。 (导学号52740066)

解析:利用均摊法找出晶胞中每个位置的微粒的利用率。甲中X位于立方体体心,有1个,Y位于立方体顶点,实际有QUOTE×4=QUOTE个,X∶Y=1∶QUOTE=2∶1,故甲的化学式为X2Y;乙中A有QUOTE×8=1个,B有QUOTE×6=3个,C在体心,有1个,故A∶B∶C=1∶3∶1;丙中D被8个同样的晶胞共用,故结合E的个数是8。答案:X2Y1∶3∶1811.金(Au)晶体的晶胞是面心立方体,即在立方体的8个顶点各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子,如下图所示。若金原子的直径为dcm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,M表示Au的摩尔质量。(1)金晶体中每个晶胞中含有个金原子。

(2)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

。

(3)一个晶胞的体积是多少?(4)金晶体的密度是多少?解析:(1)在每个面心立方体中,每个角上的金原子属于8个晶胞所共有,因此每个原子有QUOTE属于该晶胞;每个面的中心的金原子,有QUOTE属于该晶胞,所以每个晶胞的金原子数=8×QUOTE+6×QUOTE=4。(2)应假定:在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切。答案:(1)4(2)在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切(3)每个晶胞的体积为(d×2×QUOTE)3=2QUOTEd3。(4)每个晶胞的质量为QUOTE,故金的密度为ñ=QUOTE。12.(1)在下图中选择: (导学号52740067)①金属钠的晶胞模型是,每个晶胞含有个Na原子,每个Na原子周围有个紧邻的Na原子。

②金属铜的晶胞模型是,每个晶胞含有个Cu原子,每个Cu原子周围有个紧邻的Cu原子。

(2)在(1)题中的晶胞示意图中把金属原子抽象成质点,而事实上在堆积模型中我们把金属原子看成互相接触的球体则更接近实际情况。对于简单立方堆积的晶胞中,“金属球”在晶胞的棱心处接触,设晶胞(立方体)的边长为a,球的半径为r,则a与r的关系是a=2r。那么,在钾型堆积模型中,“金属球”应在处接触,则晶胞边长a与球半径r的关系是;晶胞的体积为;而该晶胞中拥有个原子,1个金属原子所占的体积为,因此钾型堆积的空间利用率为(写出计算过程):。

解析:(1)①金属钠的堆积方式与金属钾的堆积方式相同,均为体心立方堆积,每个晶胞中含有2个钠原子,其配位数是8。②金属铜的堆积方式为……ABCABC……型,即为面心立方堆积,每个晶胞中含有4个原子,配位数为12。(2)①钾型堆积模型(如图B),“金属球”应在立方体的对角线QUOTE(或QUOTE)处接触,若晶胞的边长为a,则立方体对角线为QUOTEa,“金属球”的半径r=QUOTEa,晶胞的体积V=a3。根据“均摊法”处于顶点上的原子,同时为8个晶胞所共有,处于晶胞内部的原子,则完全属于该晶胞,可得晶胞中有8×QUOT