2019-2020年高三化學 知識點精析精練 離子晶體、分子晶體和原子晶體.doc
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2019-2020年高三化學 知識點精析精練 離子晶體、分子晶體和原子晶體 一、晶體的類型與性質(zhì) 晶體類型 性質(zhì)比較 離子晶體 分子晶體 原子晶體 結 構 組成粒子 陰、陽離子 分子 原子 粒子間作用 離子鍵 范德華力 共價鍵 物 理 性 質(zhì) 熔、沸點 較高 低 很高 硬度 硬而脆 小 大 溶解性 易溶于極性溶劑,難 溶于非極性溶劑 相似相溶 難溶 導電性 固體不導電,熔化或 溶于水后導電 不良 不良(半導體S) 典型實例 NaCl、NaOH Na O、CaC0 干冰、白磷 冰、硫磺 金剛石、Si0 晶體硅、SlC 二、常見晶體結構分析 1.氯化鈉晶體是簡單立方體結構,每個周圍有6個,每個周圍有6個,晶體中每個(或)周圍最近的等距離的(或)共有12個,一個晶胞中有4個和4個,1∶1 2.氯化銫晶體是立方體結構,每8個(或)構成一個正方體,在正方體中心有一個 (或),在每個(或)周圍,最近的等距離的(或)有6個。 3.二氧化碳晶體(干冰)是立方體結構,每8個構成一個正方體,其6個面的中心有一個,每個分子與12個分子緊鄰。 4.金剛石晶體是立體空間網(wǎng)狀結構,每個C原子與另4個C原子以共價鍵形成正四面體結構,晶體中最小C環(huán)由6個C原子組成且不在同一平面,在晶體中C原子數(shù)與C--C鍵數(shù)之比為. 5.晶體是空間網(wǎng)狀結構,每個硅原子與4個氧原子形成4個共價鍵,每個氧原子與硅原子形成2個共價鍵,形成以硅原子為中心的正四面體結構。 學法建議 1.學習本節(jié)知識要充分利用模型了解典型晶體的空間結構,糾正平面結構的錯覺,培養(yǎng)空間想像能力??臻g想像能力較差的學生開始可借助模型分析,慢慢地再放開模型想像。理解晶體結構的共同點,晶體質(zhì)點(原子、分子、離子)排列有規(guī)則,隔一定的距離重復出現(xiàn),有明顯的周期性;要注意與周期律、物質(zhì)結構知識內(nèi)容相聯(lián)系,要善于利用數(shù)學工具掌握計數(shù)規(guī)則,靈活應用分析方法,如何借助已學過的典型晶體結構(如氯化鈉晶體等)為模型進行聯(lián)想、類比和遷移,培養(yǎng)知識的遷移能力和理論聯(lián)系實際的應用能力。 (1)離子晶體:離子半徑越小,離子電荷數(shù)越大,離子鍵越強,晶體熔、沸點就越高,如KF>KCI> KBr,。 (2)分子晶體:組成和結構相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強,熔、沸點越高,如 。 注:①分子晶體性質(zhì)比較時,注意分子間有無氫鍵存在,有則首先考慮氫鍵的影響; ②在同分異構體中,一般支鏈越多,熔、沸點越低,如沸點正戊烷>異戊烷>新戊烷;同分異構體 的芳香烴及其衍生物其熔、沸點高低順序是鄰>間>對位化合物。 2.理解并掌握晶體類型與性質(zhì)的關系,大致掌握晶體性質(zhì)的比較思路和方法,例如物質(zhì)熔沸點的比較。 (1)一般來說,異類晶體:原子晶體>離子晶體>分子晶體(); (2)同類晶體: 原子晶體的決定因素:共價鍵鍵能通過原子半徑比較鍵長(C>Si>SiC>Si)。 分子晶體的決定因素:①范氏力結構組成相似時,比較相對分子質(zhì)量(Ch>CBr>CC>C)。 ②相對分子質(zhì)量相同,比較 注:分子晶體性質(zhì)比較時,注意分子間有無氫鍵存在,有則首先考慮氫鍵的影響。 離子晶體的決定因素:靜電引力的大小比較離子電荷、離子半徑(MgO>Mg>NaCl>CsCl)。 3.充分利用第一冊、第二冊書上的表格(同類物質(zhì)性質(zhì)比較),從“是什么、為什么、怎么辦”三個層次提高閱讀自學、理論聯(lián)系實際、運用知識解決實際問題的能力。例如第二冊P124表5—3“幾種烯烴的物理性質(zhì)”,首先通過表格的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?其次思考為什么會有這樣的規(guī)律?最后判斷1—丁烯和2—丁烯的熔、沸點誰的高?結論是怎樣分析出來的?這樣能力會大有長進。 潛能開發(fā) [例1]氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料,該晶體類型應該是 晶體。試根據(jù)物質(zhì)結構知識推測氮化碳晶體與金剛石晶體相比較,硬度更大的應該是 晶體,熔點較低的應該是 晶體。 思路分析 根據(jù)氮化碳為高硬度材料且都由非金屬元素組成,因此該晶體應為原子晶體,又C--C鍵鍵長大于CIN鍵鍵長,故碳氮鍵的鍵能大于C--C鍵,硬度更大的是氮化碳,熔點低的為金剛石。 [答案]原子 氮化碳 金剛石 [例2]下圖為高溫超導領域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結構,該結構是具有代表性的最小重復單元。 (1)在該物質(zhì)的晶體中,每個鈦離子周圍與它最接近的且等距離的鈦離子共有 個。 (2)該晶體中,元素氧、鈦、鈣的個數(shù)比是 。 從所給模型圖中可看出鈣原子位于立方體中心,被該立方體單獨占有;鈦原子位于立方體頂點,為8個立方體所共有,所以每個立方體擁有Ti原子為個;氧原子位于立方體的棱邊,為4個立方體所共有,所以每個立方體擁有O原子為12=3個。 [答案](1)5 (2) 3:1:l 思維診斷 此題涉及晶體類型與晶體性質(zhì)的關系,同時還涉及化學鍵鍵能與鍵長及鍵長與原子半徑的關系。判斷晶體類型的主要依據(jù)是:①看構成晶體的粒子(分子、原子、離子);②看粒子間的相互作用;③看題干所給信息,如某些典型性質(zhì)等。只要將這些知識融會貫通,此類問題就迎刃而解了。 思維診斷 解這類題時,首先要仔細閱讀題給信息,打破平面思維定勢,注意將信息、空間結構、性質(zhì)聯(lián)系起來,建立完整的立體形象。常見的解答技巧——點、面、線、心分析法,先仔細觀察粒子所處的位置,在立方晶形中粒子數(shù)目的計數(shù)方法是: (1)處于頂點的原子或離子同時為8個晶胞共有,每個晶胞占有1/8; (2)處于棱上的原子或離子同時為4個晶胞共有,每個晶胞占有1/4; (3)處于面上的原子或離子同時為2個晶胞共有,每個晶胞占有1/2; (4)處于內(nèi)部的原子或離子,完全屬于該晶胞。 知能達標訓練 1.下列晶體中屬于原子晶體的是 ( ) A.氖 B.食鹽 C.干冰 D.金剛石 答案:1.D 根據(jù)原子晶體的組成特點及常見的性質(zhì)判斷 2.下列晶體由原子直接構成,且屬于分子晶體的是 ( ) A.干冰 B.固態(tài)氖 C.白磷 D.三氯化鋁 答案:2.B 氖(Ne)是單原子分手,是分子晶體,干冰、白磷、AlCl3是由分子構成的分子晶體 3.下列敘述中正確的是 ( ) A.離子晶體中肯定不含非極性共價鍵 B.原子晶體的熔點肯定高于其他晶體 C.由分子組成的物質(zhì)其熔點一般較低 D.原子晶體中除去極性共價鍵外不可能存在其他類型的化學鍵 答案:3.C;A選項離子晶體中有時也含非極性共價鍵,例Na2O2;B選項SiO2的熔點為1 723℃,而鎢(W)熔點為3 410℃;C選項分子晶體一般熔點較低; D選項金剛石晶體C—C間為非極性共價鍵 4.下列物質(zhì)的晶體中不存在分子的是 ( ) 答案: 4.AsiO2是原子晶體;構成晶體的粒子是原子 5.下列各組物質(zhì)汽化或熔化時,所克服的粒子間作用力完全相同的是 ( ) A.碘的升華和干冰汽化 B.2氧化硅和干冰熔化 C.苯和硝酸鉀熔化 D.食鹽和冰熔化 答案: 5.A碘和干冰都是分子晶體,克服分子間作用力;B選項二氧化碳克服共價鍵;C選項硝酸鉀克服的是離子鍵,苯克服分子間作用力;D選項食鹽克服離子鍵 6.下列各晶體中,含有的化學鍵類型相同且晶體類型也相同的一組是 ( ) 答案: 6.D都是共價鍵,NaCl形成的是離子鍵;SiO2形成原子晶體,NaCl形成離子晶體,形成的都是分子晶體 7.碳化硅這種結構類似于金剛石的晶體,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石;②晶體硅;③碳化硅中,它們的熔點從高到低的順序是 ( ) A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ 答案: 7.A 熔點高低取決于共價鍵強弱,共價鍵強弱又與各原子的原子半徑有關,C的原子半徑小于Si的原子半徑 8.下列各組物質(zhì)中,熔點由高到低的是 ( ) A.HI、HBr、HCl、HF B.石英、食鹽、干冰、鉀 C. D.Li、Na、K、Rb 答案: 8.CD組成和結構相似的物質(zhì),隨著相對分子質(zhì)量的增加,熔、沸點依次升高,A選項HF可形成氫鍵,出現(xiàn)反常;B選項鉀的熔點高于干冰;D選項堿金屬隨著相對分子質(zhì)量增加,熔點依次降低 9.下列化學式能表示物質(zhì)分子的是 ( ) 答案: 9.C Na2SO4、KCl是離子晶體,構成粒子是離子;SiO2是原子晶體,構成粒子是原子;CO2是分子晶體,構成粒子是分子 10.結合課本上干冰晶體圖分析每個C02分子周圍距離相等且最近的OQ分子數(shù)目為 ( ) A.6 B.8 C.10 D.12 答案: 10.D 根據(jù)干冰結構特點,干冰晶體是一種立方面心結構,每個CO2周圍等距離最近的CO2有12個(同層4個,上層4個,下層4個) 11.現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞:(甲中x處于晶胞的中心,PbCl乙中a處于晶胞的中心),可推知:甲晶體中x與y的個數(shù)比是 ,乙中a與b的個數(shù)比是 ,丙晶胞中有 個c離子,有 個d離子。 答案: 11.處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有,位于立方體頂點的粒子為8個立方體共有,位于立方體棱邊的粒子為4個立方體共有,位于立方體面的粒子為2個立方體共有,所以;丙晶胞中c離子為個;d離子為個 12.參考下表中數(shù)據(jù),回答有關問題: 物質(zhì) NaF NaCl NaBR NaI SiF SiCl SiBr SiI NaCl KCl RbCl RbCl SiCl GeCl SnCl PbCl / 995 801 755 651 -90.2 -70.4 5.2 120.5 801 776 715 646 -70.4 -49.5 -36.2 -15.0 (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與 有關,隨 增大, 減小,故熔點依次降低。 (2)硅的鹵化物及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與 有關,隨著 增大,則 增大,故熔點依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點比相應硅的鹵化物熔點高得多,這與 有關,因為 ,故前者熔點遠遠高于后者。 答案: 12.(1)離子半徑;離子半徑;靜電作用 (2)相對分子質(zhì)量;相對分子質(zhì)量;分子間作用力 (3)晶體類型;因鈉的鹵化物為離子晶體,其熔點取決于離子鍵的強弱,硅的鹵化物為分子晶體,其熔點取決于分子間作用力,而離子鍵比分子間作用力強得多。 13.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下列數(shù)據(jù)回答: 金剛石 晶體硅 晶體硼 熔點/K 沸點/K 莫氏硬度 >3823 5100 10 1683 2628 7.0 2573 2823 9.5 (1)晶體硼的晶體類型屬于是 晶體。 (2)已知晶體硼的基本結構單元是由B原子構成的正二十面體,其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點,每個頂點各有一個B原子。通過觀察圖形及推算,可知此結構單元是由于 個B原子構成,其中LB鍵間的夾角是 。 答案: 13.(1)原子 (2)12;60根據(jù)B的熔沸點、硬度可知應為原子晶體,又根據(jù)圖示可看出,每個面平均擁有的B原子數(shù),則20個面共有B原子數(shù)為0.620=12,B—B鍵夾角為60。 綜合能力溯練 1.已知氯化鋁的熔點為190℃(Pa),但它在180℃即開始升華。 (1)氯化鋁是 。(填“離子化合物…‘共價化合物”) (2)在500K和Pa時,它的蒸氣密度(換算為標準狀況時)為11.92gL,試確定氯化鋁在蒸氣狀態(tài)時的化學式為 。 (3)無水氯化鋁在空氣中劇烈“發(fā)煙”,其原因是 。 (4)設計一個可靠的實驗,判斷氧化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設計的實驗是 . 答案: 1.(1)共價化合物(2) (3)氯化鋁與空氣中的水發(fā)生水解反應產(chǎn)生HCl氣體,HCl在空氣中形成酸霧而“發(fā)煙”。 (4)在其熔融狀態(tài)下,試驗其是否導電,若不導電是共價化合物。 分析:根據(jù)氯化鋁熔點低及在180℃時開始升華,判斷其為共價化合物。氯化鋁蒸氣時相對分子質(zhì)量即11.9222.4=267,所以分子式為Al2Cl6。 2.簡答下列問題: 有機物多難溶于水,為什么乙醇和乙酸可與水互溶? 答案: 2.乙醇的醇羥基(C2H5)、乙酸的羧基()均可和水(H-O-H)互相形成分子間的氫鍵,形成締合分子,故可表現(xiàn)為互溶。 3.在白磷分子中,每個磷原子以 鍵與另外的 個磷原子相結合成 結構,鍵角為 。如果把一個白磷分子的每一個p--p都打開插入一個氧原子,則一共可結合 個氧原子,這樣得到化合物的分子式為 。 答案: 3.共價;三;正四面體;60;6P4O6白磷的分子式為P4,結構為,插入氧原子后為- 配套講稿:
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