高二化学物质结构与性质课时作业14：3.2.1金属晶体

第1课时金属晶体
1．下列金属晶体中，自由电子与金属阳离子间作用最弱的是()
A．K B．Na
C．Mg D．Al
2．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作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
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
3．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通常情况下，还原性越强的金属，其对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铵盐中一定不含有金属元素⑦原子晶体都是由非金属元素组成的，都不含有金属元素
A．都正确B．除①、⑤外都正确
C．只有②、③正确D．都不正确
4．金属具有延展性的原因是()
A．金属原子半径都较大，价电子较少
B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
5．金属晶体的形成是因为晶体中存在()
①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子
A．①B．③
C．②③D．②④
6．下列叙述不正确的是()
A．金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高
B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理
D．金属铜和镁均以ABAB……方式堆积
7．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。

金属晶体熔点高低和硬度大小一般取决于金属键强弱，而金属键强弱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()
A．金属镁的熔点高于金属铝
B．碱金属单质的熔点从Li到Cs是逐渐升高的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
8．关于金属性质和原因的描述不正确的是()
A．金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系
B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电
C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量
D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键9．金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式：体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积，其结构单元分别如下图甲、乙、丙所示：
(1)甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数之比为______。

(2)如图为高温超导体领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构。

该结构是具有代表性的最小重复单元。

①在该晶体中，每个钛原子周围与它最近且距离相等的钛原子共有______个，若将之连接，则呈______形状。

②该晶体结构中，氧、钛、钙的原子个数之比为______。

10．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，钨的摩尔质量为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)。

(4)金属钨原子形成的体心立方结构的空间利用率为________。

——★ 参 考 答 案 ★——
1．A
[解析]四种金属中钾的原子半径最大，相同体积内自由电子数较少，所以金属键最弱，即金属阳离子和自由电子间的作用最弱。

2．B
[解析]在金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下，自由电子会发生定向移动形成电流，从而使金属能够导电。

3．C
[解析]有些金属离子有还原性，如Fe 2＋
，①错；金属元素只有正化合价，金属原子越容易失去电子，其对应的离子(如Fe 对应Fe 2＋)就越难得到电子，即氧化性越弱，②、③正确；位于硼－砹分界线附近的元素既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，(NH 4)2Cr 2O 7等铵盐中含有金属元素，AlN 等原子晶体中含有金属元素，⑤、⑥、⑦错。

4．B
5．C
6．D
[解析]晶体一般尽量采取紧密堆积方式，但金属键没有饱和性和方向性，原子晶体共价键有饱和性和方向性，所以不遵循紧密堆积方式；Mg 以ABAB……方式堆积，但Cu 以ABCABC……方式堆积。

7．C
[解析]选C 镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔点低、硬度小；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，熔点逐渐降低，硬度逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，金属铝比金属钠的熔点高、硬度大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，金属镁比金属钙的熔点高、硬度大。

8．A
[解析]金属具有金属光泽是由于金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再发射出来，因而金属一般显银白色光泽；金属导电性是由于在外加电场下，电子气中的电子定向移动形成电流；导热性是由于自由电子受热后与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是由于原子层滑动，金属键未被破坏。

9．(1) 1︰2︰3
(2)①6 正八面体 ②3︰1︰1
[解析](1)甲晶胞中所含金属原子数为8×18＋1＝2；乙晶胞中所含金属原子数为8×18＋6×12
＝4；
丙晶胞中所含金属原子数为12×16＋2×12
＋3＝6。

(2)①钛原子位于立方体的8个顶点上，与一个钛原子等距离的钛原子有6个，呈正八面体形状。

②该晶体结构中钙原子数为1，钛原子
数为8×18＝1，氧原子数为12×14
＝3，故氧、钛、钙的原子个数之比为3︰1︰1。

10．(1)2 (2)32M N A ·ρ (3)34×32M N A ·ρ
(4)68% [解析](1)晶胞中每个顶角的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，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 ＝2M N A
，又因每个晶胞的体积V ＝a 3，所以晶胞密度ρ＝m V ＝2M N A ·a 3，a ＝32M N A ·ρ。

(3)钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r ＝3a ，r ＝
3a 4＝34×32M N A ·ρ。

(4)每个晶胞中含有2个钨原子，2个钨原子的体积V ′＝2×43πr 3＝8πr 3
3
，则该体心立方结构的空间利用率＝V ′V ＝8πr 33a 3×100%＝83π（3a 4）3a 3×100%＝3π8
×100%≈68%。