高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体第1课时课时作业

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一、选择题(每小题4分，共48分)1．金属的下列性质与金属晶体中的自由电子无关的是(　D　)A．良好的导电性    B．良好的导热性C．良好的延展性   D．密度大小解析：金属具有良好的导电性、导热性和延展性都可以用“电子气理论”解释。2．下列关于金属晶体的说法正确的是(　B　)A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释B．不同金属晶体中金属键的强度不同C．Li、Na、K的熔点逐渐升高D．金属导电和熔融电解质导电的原理一样解析：A项，用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，错误。C项，碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：Li>Na>K，错误。D项，金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，错误。3．下列关于金属晶体的叙述正确的是(　B　)A．构成金属晶体的粒子是原子B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000℃左右的晶体可能是金属晶体C．金属晶体的最密堆积方式只有面心立方堆积D．金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样解析：构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，A项错误；金属晶体的最密堆积方式有六方最密堆积和面心立方最密堆积，C项错误；金属导电的原理是存在自由移动的电子，熔融电解质导电的原理是存在自由移动的阴、阳离子，D项错误。4．已知金属钾的晶胞如图所示，下列有关叙述正确的是(　D　)A．该晶胞属于密置层的一种堆积方式B．该晶胞是六棱柱C．每个晶胞平均拥有9个K原子D．每个K原子周围距离最近且相等的K原子有8个解析：钾晶胞是非密置层的两种堆积方式中的一种，A错；晶胞呈立方体，不是六棱柱，B错；根据分摊法计算，每个晶胞有2个K原子，C错；距离最近的两个K原子是顶点和体心的K原子，每个顶点被8个晶胞共用，故每个K原子周围距离最近且相等的K原子有8个，D正确。5．下列叙述正确的是(　D　)A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，这是由于金属原子之间有较强的作用B．通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分D．金属的导电性随温度的升高而减弱解析：金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，这是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属原子将能量进行传递，故C项不正确。6．金属键的强弱与金属原子价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列选项中金属的熔点逐渐升高的是(　B　)A．Li　Na　K    B．Na　Mg　AlC．Li　Be　Mg   D．Li　Na　Mg解析：Li、Na、K原子的价电子数相同，金属原子的半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，A项错误；Na、Mg、Al原子的价电子数逐渐增多，金属原子的半径逐渐减小，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高，B项正确；Be、Mg原子的价电子数相同，金属原子的半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，C项错误；Li、Na原子的价电子数相同，金属原子的半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，D项错误。7．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线。当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警。“防盗玻璃”能报警是利用了金属的(　B　)A．延展性    B．导电性  C．弹性   D．导热性解析：由题给信息可知，当玻璃被击碎时，金属线与警报系统形成了闭合回路，利用的是金属的导电性，故B项正确。8．合金是金属与一些非金属或其他金属在熔化状态下形成的一种熔合物，根据表中提供的数据，判断可以形成合金的是(　A　)金属或非金属钠铝铁硅硫熔点/℃97.8660.41 5351 410112.8沸点/℃8832 4672 7502 353444.6A.铝与硅    B．铝与硫  C．钠与硫      D．钠与硅解析：能发生反应的物质不能形成合金，故B、C项错误；钠的沸点远低于硅的熔点，当硅熔化时，钠已经变为气态，故它们不能形成合金，D项错误。9．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，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　)A．3∶2∶1    B．11∶8∶4C．9∶8∶4   D．21∶14∶9解析：本题考查晶胞中微粒数的计算，用均摊法。晶胞a中所含原子＝12×＋2×＋3＝6个，晶胞b中所含原子＝8×＋6×＝4个，晶胞c中所含原子＝8×＋1＝2个。10．教材中给出的几种晶体的晶胞如图所示。则这些晶胞分别表示的物质可能是(　C　)A．碘、锌、钠、金刚石    B．金刚石、锌、碘、钠C．钠、锌、碘、金刚石   D．锌、钠、碘、金刚石解析：第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式；第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；构成第三种晶胞的粒子为双原子分子，可能是碘；第四种粒子的晶胞结构为正四面体，可能为金刚石。11.石墨的片层结构如图所示。在片层结构中，碳原子数、C—C键数、六元环数之比为(　D　)A．1∶1∶1    B．2∶2∶3C．1∶2∶3   D．2∶3∶1解析：在石墨的片层结构中，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；一个碳碳键为两个六元环共用，即属于每个六元环的碳碳键的数目为6×＝3。12．如图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是(　D　)δ－Fe　　　γ－Fe　　　α－FeA．δ－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个B．α－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个C．若δ－Fe晶胞边长为a cm，α－Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3∶a3D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同解析：本题考查晶胞结构。由题图知，δ－Fe晶体中与铁原子等距离且最近的铁原子有8个，A项正确；一个δ－Fe晶胞占有2个铁原子，一个α－Fe晶胞占有1个铁原子，故两者密度比为∶＝2b3∶a3，C项正确；晶体加热后急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型是不同的，D项错误。二、非选择题(共52分)13．(17分)金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如下图所示：(1)C60、金刚石、石墨和石墨烯四者互为B。A．同分异构体    B．同素异形体C．同系物   D．同位素(2)固态时，C60属于分子(填“离子”“原子”或“分子”)晶体。(3)2010年诺贝尔评审委员会发布的新闻稿称石墨烯为“完美原子晶体”，作为二维结构单层碳原子材料，其强度相当于钢的100倍，导电性能好，导热性能强。①金刚石不导电，石墨和石墨烯能导电，其主要原因是金刚石中每个碳原子的价电子都参与形成共价单键(σ键)，没有自由移动的电子，而石墨和石墨烯中每个碳原子还有一个价电子不参与形成共价单键(σ键)，能自由移动而导电；②金刚石属于原子晶体，是因为金刚石的碳原子间靠共价键相结合而形成了空间网状结构；③足球烯(C60)熔点低于(填“高于”“低于”或“等于”)石墨烯的熔点。(4)石墨晶体中含有共价键和范德华力，石墨的熔点高于金刚石的熔点，由此推测：①石墨中碳碳键键长小于(填“大于”“小于”或“等于”)金刚石中碳碳键键长；②石墨中含有σ和π(填“σ”“π”或“σ和π”)键；③石墨中碳碳键键角为120°。14．(9分)判断下列晶体类型。(1)SiI4：熔点为120.5 ℃，沸点为271.5 ℃，易水解，为分子晶体。(2)硼：熔点为2 300 ℃；沸点为2 550 ℃，硬度大，为原子晶体。(3)硒：熔点为217 ℃，沸点为685 ℃，溶于氯仿，为分子晶体。(4)锑：熔点为630.74 ℃，沸点为1 750 ℃，可导电，为金属晶体。解析：(1)SiI4为低熔点化合物，为分子晶体；(2)晶体硼熔点高，硬度大，是典型的原子晶体；(3)硒熔、沸点低，易溶于CHCl3，为分子晶体；(4)锑可导电，为金属晶体。15．(12分)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1∶2∶3。(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6个，若将之连接，则呈正八面体形状。②该晶体结构中，氧、钛、钙的原子个数之比为3︰1︰1。解析：(1)甲晶胞中所含金属原子数为8×＋1＝2；乙晶胞中所含金属原子数为8×＋6×＝4；丙晶胞中所含金属原子数为12×＋2×＋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×＝1，氧原子数为12×＝3，故氧、钛、钙的原子个数之比为3∶1∶1。16．(14分)Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能(I)数据如表所示：元素MnFe电离能/(kJ·mol－1)I1717759I21 5091 561I33 2482 957(1)Mn元素原子的价电子排布式为3d54s2。比较两元素的I2、I3可知：气态Mn2＋再失去  一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)。(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是具有孤电子对。(3)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为2∶1。解析：在面心立方晶胞中，铁原子数为8×＋6×＝4，体心立方晶胞中铁原子数为8×＋1＝2，所以个数比为2∶1。