《高中化學 第三章第三節(jié)金屬晶體課件 新人教版選修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中化學 第三章第三節(jié)金屬晶體課件 新人教版選修3（72頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、【典例【典例1 1】下面敘述正確的是】下面敘述正確的是A.A.金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，是由金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，是由于金屬原子之間有較強的作用于金屬原子之間有較強的作用B.B.通常情況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動，通常情況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動，而形成電流而形成電流C.C.金屬是借助自由電子的運動，把能量從溫度高的部金屬是借助自由電子的運動，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分分傳到溫度低的部分D.D.金屬的導電性隨溫度的升高而減弱金屬的導電性隨溫度的升高而減弱【自主解答【自主解答】選選D D。金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而。金屬受外力作用時
2、常常發(fā)生變形而不易折斷是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動，不易折斷是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，故但不會改變原來的排列方式，故A A項不正確；金屬里的項不正確；金屬里的自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向移動產(chǎn)生電流，自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向移動產(chǎn)生電流，故故B B項不正確；金屬的導熱性是由于自由電子碰撞金屬項不正確；金屬的導熱性是由于自由電子碰撞金屬原子將能量進行傳遞，故原子將能量進行傳遞，故C C項不正確。項不正確?！镜淅镜淅? 2】結合金屬晶體的結構和性質，回答以下問題：】結合金屬晶體的結構和性質，回答以下問題：（1 1）有下列金屬晶
3、體：）有下列金屬晶體：NaNa、PoPo、K K、FeFe、CuCu、MgMg、ZnZn、Au Au 其堆積方式為：其堆積方式為：簡單立方堆積的是簡單立方堆積的是_；體心立方堆積的是體心立方堆積的是_；六方最密堆積的是六方最密堆積的是_；面心立方最密堆積的是面心立方最密堆積的是_。（2 2）根據(jù)下列敘述，判斷一定為金屬晶體的是）根據(jù)下列敘述，判斷一定為金屬晶體的是_。A.A.由分子間作用力形成，熔點很低由分子間作用力形成，熔點很低B.B.由共價鍵結合形成網(wǎng)狀晶體，熔點很高由共價鍵結合形成網(wǎng)狀晶體，熔點很高C.C.固體有良好的導電性、傳熱性和延展性固體有良好的導電性、傳熱性和延展性（3 3）下列
4、關于金屬晶體的敘述正確的是）下列關于金屬晶體的敘述正確的是_。A.A.常溫下，金屬單質都以金屬晶體形式存在常溫下，金屬單質都以金屬晶體形式存在B.B.金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失力作用下，不因形變而消失C.C.鈣的熔、沸點高于鉀鈣的熔、沸點高于鉀D.D.溫度越高，金屬的導電性越好溫度越高，金屬的導電性越好【思路點撥【思路點撥】解答本題應注意以下兩點：解答本題應注意以下兩點：【自主解答【自主解答】（1 1）簡單立方堆積的空間利用率太低，）簡單立方堆積的空間利用率太低，只有金屬只有金屬PoPo采取這種方式。體心立方
5、堆積是上層金屬采取這種方式。體心立方堆積是上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，這種堆積方原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，這種堆積方式的空間利用率比簡單立方堆積的高，多數(shù)金屬是這式的空間利用率比簡單立方堆積的高，多數(shù)金屬是這種堆積方式。六方最密堆積按種堆積方式。六方最密堆積按ABABABAB方式堆積，面方式堆積，面心立方最密堆積按心立方最密堆積按ABCABCABCABC方式堆積，六方最密堆方式堆積，六方最密堆積常見金屬為積常見金屬為MgMg、ZnZn、TiTi，面心立方最密堆積常見金，面心立方最密堆積常見金屬為屬為CuCu、AgAg、AuAu。（2 2）A A項屬于分子晶體；項屬于分
6、子晶體；B B項屬于原子晶體；而項屬于原子晶體；而C C項是項是金屬的通性。金屬的通性。（3 3）常溫下，）常溫下，HgHg為液態(tài)，為液態(tài)，A A錯；因為金屬鍵無方向性，錯；因為金屬鍵無方向性，故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失，故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失，B B正確；鈣的正確；鈣的金屬鍵強于鉀，故熔、沸點高于鉀，金屬鍵強于鉀，故熔、沸點高于鉀，C C正確；溫度升高，正確；溫度升高，金屬的導電性減弱，金屬的導電性減弱，D D錯。錯。答案：答案：（1 1）Po Po NaNa、K K、Fe Fe MgMg、Zn Zn CuCu、Au Au （2 2）C C （3 3）B B、C C 一、
7、選擇題（本題包括一、選擇題（本題包括6 6小題，每小題小題，每小題6 6分，共分，共3636分）分）1.1.金屬晶體、分子晶體采取密堆積方式的原因是金屬晶體、分子晶體采取密堆積方式的原因是 （ ）A.A.構成晶體的微粒均可視為圓球構成晶體的微粒均可視為圓球B.B.金屬鍵、范德華力均無方向性和飽和性金屬鍵、范德華力均無方向性和飽和性C.C.兩種晶體構成微粒相同兩種晶體構成微粒相同D.D.兩種晶體的構成微粒的多少及相互作用力均相同兩種晶體的構成微粒的多少及相互作用力均相同【解析【解析】選選B B。由于晶體的構成粒子之間的相互作用均。由于晶體的構成粒子之間的相互作用均無飽和性和方向性，因此形成晶體時
8、按最高配位數(shù)形無飽和性和方向性，因此形成晶體時按最高配位數(shù)形式進行堆積。式進行堆積。2.2.關于金屬元素的特征，下列敘述中正確的是關于金屬元素的特征，下列敘述中正確的是 （ ）金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性金屬元素在化合物中一般顯正價金屬元素在化合物中一般顯正價金屬性越強的元素相應的離子氧化性越弱金屬性越強的元素相應的離子氧化性越弱金屬元素只有金屬性，沒有非金屬性金屬元素只有金屬性，沒有非金屬性價電子數(shù)越多的金屬原子的金屬性越強價電子數(shù)越多的金屬原子的金屬性越強A.A. B. B.C.C. D. D.【解析【解析】選選B B。中的金屬若為變價元
9、素，則其離子可中的金屬若為變價元素，則其離子可能既有氧化性又有還原性，如能既有氧化性又有還原性，如FeFe2+2+; ;中因金屬原子一中因金屬原子一般只能失電子，不能得電子，所以其在化合物中一般般只能失電子，不能得電子，所以其在化合物中一般顯正價；顯正價；金屬性越強，原子失電子越容易，其離子金屬性越強，原子失電子越容易，其離子越穩(wěn)定，得電子越難；越穩(wěn)定，得電子越難；如如AlAl既有金屬性，又有非金既有金屬性，又有非金屬性；屬性；價電子數(shù)與金屬性無關。價電子數(shù)與金屬性無關。3.3.金屬的下列性質中和金屬晶體無關的是（金屬的下列性質中和金屬晶體無關的是（ ）A.A.良好的導電性良好的導電性B.B.
10、反應中易失電子反應中易失電子C.C.良好的延展性良好的延展性D.D.良好的導熱性良好的導熱性【解析【解析】選選B B。選項。選項A A、C C、D D都是金屬共有的物理性質，都是金屬共有的物理性質，這些性質都是由金屬晶體所決定的。選項這些性質都是由金屬晶體所決定的。選項B B中，中，金屬易失電子是由金屬原子的結構決定的，所以和金屬易失電子是由金屬原子的結構決定的，所以和金屬晶體無關。金屬晶體無關。4.4.物質結構理論推出：金屬鍵越強，其金屬的硬度越物質結構理論推出：金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔、沸點越高。且研究表明，一般來說，金屬陽大，熔、沸點越高。且研究表明，一般來說，金屬陽離子半徑越小
11、，所帶電荷越多，則金屬鍵越強，由此離子半徑越小，所帶電荷越多，則金屬鍵越強，由此判斷下列說法錯誤的是（判斷下列說法錯誤的是（ ）A.A.硬度：硬度：MgAlMgAlB.B.熔、沸點：熔、沸點：MgCaMgCaC.C.硬度：硬度：MgKMgKD.D.熔、沸點：熔、沸點：CaKCaK【解析【解析】選選A A。根據(jù)金屬的物理性質與金屬鍵的強弱進。根據(jù)金屬的物理性質與金屬鍵的強弱進行分析。行分析。根據(jù)題目所給信息，鎂和鋁原子的電子層數(shù)相同，價根據(jù)題目所給信息，鎂和鋁原子的電子層數(shù)相同，價電子數(shù)：電子數(shù)：AlMg,AlMg,離子半徑：離子半徑：AlAl3+3+MgMg2+2+, ,金屬鍵：金屬鍵：MgA
12、lMgMgMg2+2+，金屬鍵：，金屬鍵：MgCa,MgCa,鎂的鎂的熔、沸點高于鈣，所以熔、沸點高于鈣，所以B B項不正確。用以上比較方法可項不正確。用以上比較方法可推出，價電子數(shù)：推出，價電子數(shù)：MgKMgK，離子半徑：，離子半徑：MgMg2+2+NaNa+ +KK,MgK,鎂的硬度大于鉀，所以鎂的硬度大于鉀，所以C C項正確。項正確。鈣和鈣和鉀元素位于同一周期，價電子數(shù)：鉀元素位于同一周期，價電子數(shù)：CaKCaK，離子半徑：，離子半徑：K K+ +CaCa2+2+，金屬鍵：，金屬鍵：CaK,CaK,鈣的熔、沸點高于鉀，所以鈣的熔、沸點高于鉀，所以D D項正確。項正確。5.5.石墨晶體是層
13、狀結構，在每一層內(nèi)，每一個碳原子石墨晶體是層狀結構，在每一層內(nèi)，每一個碳原子都跟其他都跟其他3 3個碳原子相結合，如圖是其晶體結構的俯視個碳原子相結合，如圖是其晶體結構的俯視圖，則圖中圖，則圖中7 7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是（個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是（ ）A.10A.10B.18B.18C.24C.24D.14D.14【解析【解析】選選D D。石墨晶體中最小的碳環(huán)為六元環(huán)，每個。石墨晶體中最小的碳環(huán)為六元環(huán)，每個碳原子為碳原子為3 3個六元環(huán)共用，故平均每個六元環(huán)含個六元環(huán)共用，故平均每個六元環(huán)含2 2個碳個碳原子，圖中原子，圖中7 7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)為個六元環(huán)完全占有的碳原
14、子數(shù)為1414。6.6.下列敘述不正確的是（下列敘述不正確的是（ ）A.A.金屬鍵無方向性和飽和性，原子配位數(shù)較高金屬鍵無方向性和飽和性，原子配位數(shù)較高B.B.晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定C.C.因為共價鍵有飽和性和方向性，所以原子晶體不遵因為共價鍵有飽和性和方向性，所以原子晶體不遵循循“緊密堆積緊密堆積”原理原理D.D.金屬銅和鎂均以金屬銅和鎂均以ABABABAB方式堆積方式堆積【解析【解析】選選D D。晶體一般盡量采取緊密堆積方式，但化。晶體一般盡量采取緊密堆積方式，但化學鍵不應有飽和性和方向性，原子晶體共價鍵有飽和學鍵不應有飽和
15、性和方向性，原子晶體共價鍵有飽和性和方向性，所以不遵循緊密堆積方式；性和方向性，所以不遵循緊密堆積方式；MgMg以以ABABABAB方式堆積，但方式堆積，但CuCu以以ABCABCABCABC方式堆積。方式堆積。二、非選擇題（本題包括二、非選擇題（本題包括2 2小題，共小題，共2424分）分）7.7.（1010分）（分）（20102010山東高考節(jié)選）碳納米管由單層山東高考節(jié)選）碳納米管由單層或多層石墨層卷曲而成，其結構類似于石墨晶體，每或多層石墨層卷曲而成，其結構類似于石墨晶體，每個碳原子通過個碳原子通過_雜化與周圍碳原子成鍵，多層碳納雜化與周圍碳原子成鍵，多層碳納米管的層與層之間靠米管的層
16、與層之間靠_結合在一起。結合在一起。【解析【解析】石墨的每個碳原子用石墨的每個碳原子用spsp2 2雜化軌道與鄰近的三雜化軌道與鄰近的三個碳原子以共價鍵結合，形成無限的六邊形平面網(wǎng)狀個碳原子以共價鍵結合，形成無限的六邊形平面網(wǎng)狀結構，每個碳原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未參與結構，每個碳原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的雜化的2p2p軌道，并含有一個未成對電子，這些平面網(wǎng)軌道，并含有一個未成對電子，這些平面網(wǎng)狀結構再以范德華力結合形成層狀結構。因碳納米管狀結構再以范德華力結合形成層狀結構。因碳納米管結構與石墨類似，可得到答案。結構與石墨類似，可得到答案。答案：答案：spsp2 2 范德華力
17、范德華力8.8.（1414分）（分）（1 1）如圖所示為二維平面晶體示意圖，所）如圖所示為二維平面晶體示意圖，所表示的化學式為表示的化學式為AXAX3 3的是的是_。（2 2）如圖為金屬銅的一個晶胞，請完成以下各題。）如圖為金屬銅的一個晶胞，請完成以下各題。該晶胞該晶胞“實際實際”擁有的銅原子數(shù)是擁有的銅原子數(shù)是_個。個。該晶胞稱為該晶胞稱為_（填序號）。（填序號）。A.A.六方晶胞六方晶胞B.B.體心立方晶胞體心立方晶胞C.C.面心立方晶胞面心立方晶胞此晶胞立方體的邊長為此晶胞立方體的邊長為a cma cm，CuCu的相對原子質量為的相對原子質量為64 gmol64 gmol-1-1，金屬銅
18、的密度為，金屬銅的密度為 g/cm g/cm3 3, ,則阿伏加德羅則阿伏加德羅常數(shù)為常數(shù)為_（用（用a,a,表示）。表示）?！窘馕觥窘馕觥肯却_定平面圖示中原子個數(shù)比例及所屬堆積先確定平面圖示中原子個數(shù)比例及所屬堆積模型；利用幾何知識進行相關運算。模型；利用幾何知識進行相關運算。（1 1）由圖中直接相鄰的原子數(shù)可以求得）由圖中直接相鄰的原子數(shù)可以求得中兩類原中兩類原子數(shù)之比分別為子數(shù)之比分別為1212、1313，求出化學式分別為，求出化學式分別為AXAX2 2、AXAX3 3，故答案為，故答案為。（。（2 2）用用“均攤法均攤法”求解，求解，8 8 +6+6 =4; =4;該晶胞為面心立方晶胞
19、；該晶胞為面心立方晶胞； 64 =64 =a a3 3, ,NA A= = 。答案：答案：（1 1） （2 2）4 4 C C 1812A4N3256a3256a一、選擇題（本題包括一、選擇題（本題包括4 4小題，每小題小題，每小題5 5分，共分，共2020分）分）1.1.下列有關金屬的說法正確的是（下列有關金屬的說法正確的是（ ）A.A.金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子B.B.六方最密堆積和面心立方最密堆積的原子堆積方式六方最密堆積和面心立方最密堆積的原子堆積方式空間利用率最高空間利用率最高C.C.金屬原子在化學變化中失去的電子數(shù)越多，其還
20、原金屬原子在化學變化中失去的電子數(shù)越多，其還原性越強性越強D.D.金屬晶體都有很高的熔點和很大的硬度金屬晶體都有很高的熔點和很大的硬度【解析【解析】選選B B。金屬晶體中的自由電子是金屬原子的價。金屬晶體中的自由電子是金屬原子的價電子，電子，A A項錯；六方最密堆積和面心立方最密堆積空間項錯；六方最密堆積和面心立方最密堆積空間利用率最高，利用率最高，B B正確；金屬元素的還原性決定于金屬原正確；金屬元素的還原性決定于金屬原子失去電子的難易程度，與失電子的多少無關，子失去電子的難易程度，與失電子的多少無關，C C項錯；項錯；金屬晶體的熔點和硬度差別較大，如堿金屬元素的晶金屬晶體的熔點和硬度差別較
21、大，如堿金屬元素的晶體一般熔點都很低，硬度很小，體一般熔點都很低，硬度很小，D D項錯。項錯。2.2.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式，六方金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式，六方堆積、面心立方堆積和體心立方堆積，如圖（堆積、面心立方堆積和體心立方堆積，如圖（a)a)、（b)b)、(c)(c)分別代表這三種晶胞的結構，其晶胞內(nèi)金屬分別代表這三種晶胞的結構，其晶胞內(nèi)金屬原子個數(shù)比為（原子個數(shù)比為（ ）A.321 B.1184A.321 B.1184C.984 D.21149C.984 D.21149【解析【解析】選選A A。本題考查晶胞中微粒數(shù)的計算方法，用。本題考查晶胞中微粒數(shù)的計算
22、方法，用均攤法計算。晶胞均攤法計算。晶胞a a中所含原子中所含原子=12=12 +2 +2 +3=6, +3=6,晶晶胞胞b b中所含原子中所含原子=8=8 +6 +6 =4 =4，晶胞，晶胞c c中所含原子中所含原子=8=8 +1=2 +1=2。16121812183.3.在金屬晶體中，如果金屬原子的價電子數(shù)越多，原在金屬晶體中，如果金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，自由電子與金屬陽離子間的作用力越大，子半徑越小，自由電子與金屬陽離子間的作用力越大，金屬的熔沸點越高。由此判斷下列各組金屬熔沸點高金屬的熔沸點越高。由此判斷下列各組金屬熔沸點高低順序，其中正確的是（低順序，其中正確的是（ ）
23、A.MgAlCa B.AlNaLiA.MgAlCa B.AlNaLiC.AlMgCa D.MgBaAlC.AlMgCa D.MgBaAl【解析解析】選選C C。電荷數(shù)。電荷數(shù)AlAl3+3+MgMg2+2+=Ca=Ca2+2+=Ba=Ba2+2+LiLi+ +=Na=Na+ +, ,金屬陽離子半徑：金屬陽離子半徑：r(Bar(Ba2+2+)r(Ca)r(Ca2+2+)r(Na)r(Na+ +)r(Mg)r(Mg2+2+)r(Alr(Al3+3+)r(Li)r(Li+ +),),則則C C正確；正確；B B中中LiNa,DLiNa,D中中AlMgBaAlMgBa。4.4.鋁硅合金（含硅鋁硅合金（
24、含硅13.5%)13.5%)在凝固時收縮率很小，因而在凝固時收縮率很小，因而這種合金適合于鑄造?，F(xiàn)有下列三種晶體：這種合金適合于鑄造?，F(xiàn)有下列三種晶體：鋁鋁 硅硅鋁硅合金，它們的熔點從低到高的順序是（鋁硅合金，它們的熔點從低到高的順序是（ ）A.A. B. B.C.C. D. D.【解析【解析】選選D D。三種晶體中，一般合金的熔點低于組成。三種晶體中，一般合金的熔點低于組成的金屬單質的熔點，而鋁與硅比較，硅屬于原子晶體的金屬單質的熔點，而鋁與硅比較，硅屬于原子晶體具有較高的熔點，故答案為具有較高的熔點，故答案為D D。二、非選擇題（本題包括二、非選擇題（本題包括2 2小題，共小題，共2020
25、分）分）5.5.（4 4分）有下列分）有下列4 4種物質：種物質：冰、冰、干冰、干冰、FeFe、金金剛石，其熔點由高到低的順序是剛石，其熔點由高到低的順序是_?！窘馕觥窘馕觥拷饘倬w中，金屬鍵決定金屬晶體的物理性金屬晶體中，金屬鍵決定金屬晶體的物理性質和化學性質。質和化學性質。原子晶體中，共價鍵決定晶體的物理性質和化學性質。原子晶體中，共價鍵決定晶體的物理性質和化學性質。分子晶體中，物理性質由分子間作用力決定；化學性分子晶體中，物理性質由分子間作用力決定；化學性質由共價鍵強弱決定。質由共價鍵強弱決定。答案：答案：6.6.（1616分）金晶體的最小重復單元（也稱晶胞）是面分）金晶體的最小重復單元
26、（也稱晶胞）是面心立方體，即在立方體的心立方體，即在立方體的8 8個頂點各有一個金原子，各個頂點各有一個金原子，各個面的中心有一個金原子，每個金原子被相鄰的晶胞個面的中心有一個金原子，每個金原子被相鄰的晶胞所共有，金原子的直徑為所共有，金原子的直徑為d d，用，用NA A表示阿伏加德羅常數(shù)，表示阿伏加德羅常數(shù)，M M表示金的摩爾質量。表示金的摩爾質量。（1 1）金晶體每個晶胞中含有）金晶體每個晶胞中含有_個金原子。個金原子。（2 2）欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是剛性小）欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應假定球外，還應假定_。（3 3）一個晶胞的體積是）一個晶胞的體積是
27、_。（4 4）金晶體的密度是）金晶體的密度是_?！窘馕觥窘馕觥勘绢}以一個面心立方晶胞為基礎，綜合考查本題以一個面心立方晶胞為基礎，綜合考查化學與數(shù)學相結合的運算能力。利用均攤法解題，化學與數(shù)學相結合的運算能力。利用均攤法解題，8 8個個頂角上金原子有頂角上金原子有 屬于該晶胞，每個面上金原子有屬于該晶胞，每個面上金原子有屬于該晶胞，共有屬于該晶胞，共有6 6個，故每個晶胞中金原子個數(shù)個，故每個晶胞中金原子個數(shù)=8=8 +6 +6 =4 =4。假設金原子間相接觸，則有。假設金原子間相接觸，則有 正方形的對角線為正方形的對角線為2d2d，正方形邊長，正方形邊長18121812為為 d d，所以，所以V V晶晶= =（ d)d)3 3=2 d=2 d3 3,V,Vm m= = NA A= = d d3 3NA A，所以，所以= = = = 。答案：答案：（1 1）4 4 （2 2）金原子間相接觸，即相切）金原子間相接觸，即相切（3 3）2 d2 d3 3 （4 4）222V4晶22mMVN3A2Md2N3A2Md
高中化學 第三章第三節(jié)金屬晶體課件 新人教版選修3
