2024-2025年高中化学课时分层作业6金属键金属晶体含解析苏教版选修3

PAGE7-课时分层作业(六)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．金属键的形成是因为金属晶体中主要存在()A．金属离子之间的相互作用B．金属原子之间的相互作用C．金属离子与自由电子间的相互作用D．金属原子与自由电子间的相互作用C[金属键是金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间剧烈的相互作用。]2．在金属晶体中，假如金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属离子间的作用力就越大，金属的熔、沸点就越高。由此推断下列各组金属熔、沸点凹凸依次，其中正确的是()A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>AlC[原子半径从大到小依次是Ba>Ca>Mg>Al，Na>Mg>Al，又Al带三个价电子，故选C。]3．有两种金属A和B，已知A、B在常温下均为固态，且A、B属于质软的轻金属，由A、B熔合而成的合金不行能具有的性质是()A．具有优良的物理、化学性能或机械性能B．常温下为液态C．硬度较大，可制造飞机D．有固定的熔点和沸点D[两种金属形成的合金为混合物，通常无固定组成，因此，其熔、沸点通常不固定。合金的熔点比组成它的金属单质低，如Na、K常温下为固体，而Na­K合金在常温下为液态。轻金属Mg­Al合金的硬度比Mg、Al高。]4．关于钾型晶体的结构(如图)的叙述中正确的是()A．是密置层的一种积累方式B．晶胞是六棱柱C．每个晶胞内含2个原子D．每个晶胞内含6个原子C[钾型晶体是非密置层的一种积累方式，为体心立方晶胞，其中有8个顶点、一个体心，晶胞所含原子数为8×eq\f(1,8)＋1＝2。]5．MCl晶体具有立方体结构，其晶胞结构如图所示，在该晶体中，每个M＋四周与它最接近的且距离相等的M＋的个数共有()A．6个 B．8个C．12个 D．16个A[依据MCl的晶胞结构可以看出每个M＋的正上、正下、左、右、前、后各有一个M＋与之距离相等且最近，故每个M＋四周与它最接近的且距离相等的M＋共有6个。]6．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是()A．ZXY3 B．ZX2Y6C．ZX4Y8 D．ZX8Y12A[由晶胞可知X占据8个顶点，属于该晶胞的X＝8×eq\f(1,8)＝1；Y占据12条棱的中间，属于该晶胞的Y＝12×eq\f(1,4)＝3；Z占据该晶胞的体心，属于该晶胞的Z＝1。故该化合物的化学式为ZXY3。]7．已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()A．XYZB．X2Y4ZC．XY4ZD．X4Y2ZC[该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的X原子数为8×eq\f(1,8)＝1；Y原子位于该晶胞体内共有4个，因此该晶胞中拥有的Y原子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心上；故该晶体的化学式为XY4Z。]8．下列金属的晶体结构类型都属于面心立方最密积累的是()A．Li、Na、Mg、Ca B．Li、Na、K、RbC．Pb、Ag、Cu、Au D．Be、Mg、Cu、ZnC9．最近发觉，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用小球“●”表示，镍原子用小球“○”表示，镁原子用大球“●”表示)如图所示，则该晶体的化学式为()A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3D[依据该晶体的结构知该晶胞内Mg原子数为8×eq\f(1,8)＝1，C原子数为1，Ni原子数为6×eq\f(1,2)＝3，所以该晶体的化学式为MgCNi3。]10．(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。(2)如图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此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数为________(用含a、ρ的代数式表示)。[解析](1)由图中干脆相邻的原子数可以求得a、b的原子数之比分别为1∶2、1∶3，求出化学式分别为AX2、AX3，故答案为b。(2)用“均摊法”：①8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；②面心立方晶胞；③eq\f(4,NA)·64g·mol＝ρ·a3g，NA＝eq\f(256,ρ·a3)mol－1。[答案](1)b(2)①4②C③eq\f(256,ρ·a3)mol－111．(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A属于________层，配位数是________；B属于________层，配位数是________。(2)将非密置层一层一层地在三维空间里积累，得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简洁立方积累，在这种晶体中，金属原子的配位数是________，平均每个晶胞所占有的原子数目是________。图1图2(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的积累方式，钋位于元素周期表的第________周期________族，元素符号是________，最外电子层的电子排布式是________。[答案](1)非密置4密置6(2)61(3)6ⅥAPo6s26p412．金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为ρ，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球。请回答下列问题：(1)每一个晶胞分摊到________个钨原子。(2)晶胞的边长a为________。(3)钨的原子半径r为________(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。[解析](1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞全部，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。(2)每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m＝eq\f(2M,NA)，又因每个晶胞的体积V＝a3，所以晶胞密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(2M,NAa3)，a＝eq\r(3,\f(2M,NAρ))。(3)钨晶胞的体对角线上积累着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r＝eq\r(3)a，r＝eq\f(\r(3)a,4)＝eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(2M,NAρ))。[答案](1)2(2)eq\r(3,\f(2M,NAρ))(3)eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(2M,NAρ))[实力提升练]13.一种Al－Fe合金的晶胞如图所示，则此合金的化学式为()FeAl○(小正方体对角线的1/4处)A．Fe2AlB．FeAlC．FeAl2D．Fe3Al2A[视察图示，该晶胞中Al是4个；Fe的个数为N(Fe)＝8×eq\f(1,8)＋12×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋1＝8，所以化学式为Fe2Al。]14．金属晶体中金属原子有三种常见的积累方式，六方积累、面心立方积累和体心立方积累，如图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为()A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9A[晶胞a中所含原子＝12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6个，晶胞b中所含原子＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，晶胞c中所含原子＝8×eq\f(1,8)＋1＝2个。]15．如图是金属晶体的面心立方积累方式的晶胞示意图，在积累中处于同一密层上的原子组合是()A．④⑤⑥⑩⑪⑫ B．②③④⑤⑥⑦C．①④⑤⑥⑧ D．①②⑪⑭⑧⑤B[面心立方积累：将第一密置层记作A，其次层记作B，B层的球对准A层中顶点向上(或向下)的三角形空隙位置；第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时应对准A层中顶点向下(或向上)的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。以后各层分别重复A、B、C等，这种排列方式三层为一周期，记作…ABCABC…，如下图由于在这种排列中可以划出面心立方晶胞，故称这种积累方式为面心立方积累；故题中对应的六个B是2、3、4、5、6、7，当然也可以是8、9、10、11、12、13，或者是4、5、6、9、13、14，或者是1、5、7、8、9、10等，故B正确。]16．(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________。(2)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_____________________个铜原子。(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。(4)某晶体结构模型如左下图所示。该晶体的化学式是________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子四周距离最近的O原子数目分别为________个、________个。(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右上图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________。A．Ti14C13 B．TiCC．Ti14C4 D．Ti4C3[解析](1)晶胞中灰球代表的微粒4个，白球代表的微粒6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4个，所以化学式为CuCl。(2)晶胞中含氧原子个数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＋4＝8，则该晶胞中铜原子数目是氧原子的2倍，即16个。(3)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×eq\f(1,4)＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。(4)晶胞中含有O：6×eq\f(1,2)＝3个，含Co：8×eq\f(1,8)＝1个，