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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。专题3第三单元共价键原子晶体-第三单元共价键原子晶体第1课时共价键课标要求1知道共价键的主要类型键和键。2能用键长、键能、键角等说明简单分子的性质。3认识配位键。课标解读1.理解共价键的本质。2理解共价键的饱和性和方向性，能用其解释有关事实。3能准确判断键、键，极性键和非极性键。4能初步比较共价键的极性强弱。5能用电子式表示共价键的形成过程。教学地位在微粒之间的作用力中，共价键的地位尤其突出：一是内涵丰富；二是高考考查的重点，每年的高考试题中均有涉及，也是研究原子晶体及化学反应热的重要载体。新课导入建议
2、在人类所接触的物质中，无论是自然界存在的，还是科学家们合成的，大多数是含有共价键的物质。生命活动不可缺少的物质(如氧气、水等)，各种性能优异的有机高分子材料以及治疗疾病的药物中，一般都含有共价键。共价键是一种重要的化学键。在必修2学习的基础上，这节课我们进一步更深入的学习共价键的相关知识。教学流程设计课标解读重点难点1.认识共价键的本质和特性，了解共价键的饱和性与方向性。2.了解共价键的基本类型。3.用电子式法表示共价化合物的形成过程。1.共价键的饱和性和方向性。(重点)2.共价键的基本类型。(难点)共价键的形成1.共价键的定义原子之间通过共用电子对形成的强烈的相互作用，叫做共价键。共价键的成
3、键微粒是原子。2共价键的形成过程(1)形成共价键的条件同种(电负性相同)或不同种非金属元素(电负性相差较小)，且原子的最外层电子未达饱和状态，当它们的距离适当，引力和斥力达平衡时，则原子间通过共用电子对形成共价键。(2)用电子式表示共价键的形成过程(以HCl为例)_。3共价键的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。4共价键的特征(1)饱和性成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。故在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。(2)方向性成键时，两个参与成
4、键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量就下降越多，形成的共价键越牢固。1是不是所有轨道形成的共价键均有方向性？【提示】不一定。s轨道与s轨道形成的共价键无方向性。共价键的类型1.键和键(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。(2)键：原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式发生重叠形成的共价键。(3)键：原子轨道沿核间连线方向以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。(4)键和键的判断方法一般规律是：共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键；共价叁键由一个键和两个键组成。2极性键和非极性键(1)非极性键两个成键原
5、子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。(2)极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对偏移的程度越大，共价键的极性越强。3配位键(1)定义：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)表示常用“”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH的结构式可表示为_，其实NH中4个NH键是完全相同的。2(1)试从以下两个角度，分析H2O2中存在的化学键类型：从原子轨道重叠方式：_从共用电子对是否发生偏移：_(2)共价键和离子键能否共存于同一物质中？举例说明。【提示】(1)HO键和OO键均为键。HO键为极性
6、键，OO键为非极性键。(2)可以共存于同一物质中，如NaOH中Na与OH之间为离子键，OH之间为共价键。共价键的饱和性和方向性【问题导思】为什么氢气分子是双原子分子而稀有气体分子都是单原子分子？C、N、O、F通过形成共价键达稳定结构时，形成共价键的数目各是多少？H2O分子中的两个HO键在同一直线上吗？【提示】氢原子K层上有1个电子，K层需2个电子才能达到稳定状态，故氢原子需1对共用电子对形成双原子分子；而稀有气体元素原子最外层均已达稳定结构，故均为单原子分子。C、N、O、F形成共价键的数目依次为4、3、2、1。不在同一直线上。1元素原子通过共价键形成稳定结构时，距达稳定结构差几个电子，一般就形
7、成几个共价键(几对共用电子对)。2原子轨道中，除s轨道呈球形对称外，p、d等轨道都有一定的空间取向，它们在成键时只有沿一定的方向靠近，达到最大程度的重叠，才能形成稳定的共价键，故形成的共价键之间存在一定的夹角。下列化学式及结构式中成键情况不合理的是()【解析】由共价键的饱和性可知：C、Si都形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S、Se都形成2个共价键。【答案】D1H2S分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是()A共价键的饱和性BS原子的电子排布C共价键的方向性DS原子中p轨道的形状【解析】S原子的价电子构型是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3px和3p
8、y轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90，这体现了共价键的方向性，是由轨道的伸展方向决定的。【答案】CD共价键的分类及键的极性判断【问题导思】乙烯分子中CC键与CC键的哪种键稳定？碳碳键中，键与键哪种键稳定？其他共价键中，键与键的稳定性有固定关系吗？HF键与HCl键相比，谁的极性更强些？【提示】键稳定。碳碳键中，键均比键稳定；其他共价键中，键不一定比键稳定。HF键的极性强。1共价键的分类分类标准类型共用电子对数单键、双键、叁键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式键、键2.非极性键和极性键的判断依据3极性键的极性强弱1因s电子云是球形的，故s电子和s电子
9、形成键时无方向性。两个s电子只能形成键，不能形成键。2两个原子间可以只形成键，但不能只形成键。(2012浙江高考节选)下列物质中，只含有极性键的分子是_，既含离子键又含共价键的化合物是_；只存在键的分子是_，同时存在键和键的分子是_。AN2BCO2CCH2Cl2DC2H4EC2H6FCaCl2GNH4Cl【解析】AG的结构式或电子式分别为AE是由分子构成的，F、G是由阴、阳离子构成的。由不同元素原子间形成的共价键为极性键，故B、C分子只含有极性键。共价单键均为键，共价双键或叁键中各含1个键，其他为键，故C、E分子中只存在键，A、B、D分子中同时存在键和键。F中只含离子键，G中NH与Cl之间为离
10、子键，NH中NH键为共价键。【答案】BCGCEABD2某有机物的结构式如下：(1)该分子中有_个键，_个键。(2)指出该分子中的极性键_。【解析】(1)除五条共价单键全部为键外，双键中1个键，另一个为键；叁键中1个为键，另两个为键，故键的总数为7，键的总数为3。(2)CH键为极性键，碳碳键均为非极性键。【答案】(1)73(2)CH键(或碳氢键)【教师备课资源】(教师用书独具)电子式和结构式1电子式是表示物质结构的一种式子，其写法是在元素符号的周围用“”或“”等表示原子或离子的最外层电子，并用n或n(n为正整数)表示离子所带电荷。书写时要注意以下几点：(1)同一个式子中的同一元素的原子的电子要用
11、同一符号，都用“”或“”。如Mg不能写成Mg。(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2既是镁离子的符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层一般是8电子结构，要分别表示出原子原来的电子与获得的电子，在表示阴离子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。如S2的电子式为，Cl的电子式为。复杂阳离子也要外加方括号，在方括号的右上角标明所带电荷电性及数目，如NH的电子式：。(3)离子化合物中阴阳离子个数比不是11时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。(4)写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。(5)要注意共价化合物与离子化合
12、物电子式的区别。前者不加方括号，不写表示电荷的符号，后者复杂阳离子和阴离子加方括号，括号外写表示电荷的符号。前者的共用电子对一般还要求表示出其组成电子来源于哪一原子。(6)一般来说，稳定物质的电子均成对，都达到稳定结构。(7)用电子式表示化学键形成过程时，式子中箭头左边写参加反应原子的电子式，多个时相同原子可以合并，并配以适当系数，但箭头右边产物的电子式中有多个相同原子时不可合并。2在结构式中，用一条短线“”表示由一对共用电子所形成的共价键(单键)，用“=”表示原子间共用两对电子形成的共价键(双键)，用“”表示原子间共用三对电子形成的共价键(叁键)。如HCl、O=C=O、HCCH等。下列电子式
13、书写正确的是()【解析】A项中遗漏了N原子上未参加成键的1对电子；B项中遗漏了Cl原子上未参加成键的3对孤对电子。D项电子式应为。【答案】C1在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是()A氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道B氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道C氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道D氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道【答案】C2(2013漳州高二质检)下列化合物分子中一定既含键又含键、既有极性键又有非极性键的是()AC2H6BHClCC2H4DN2【解析】中全部是单键，只含键，不含键，CH是极性键，CC是非极性键；HCl中含键，HCl是极性键；中C=C中含一个键和一个键，CH是极性键
14、，C=C是非极性键，C项符合题意；NN中含有一个键和2个键，NN是非极性键。【答案】C3CH4、NH3、H2O和HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是()ACH4、NH3、H2O、HFBHF、H2O、NH3、CH4CH2O、HF、CH4、NH3DHF、H2O、CH4、NH3【解析】键的极性即为共用电子对的偏向(或偏离)程度，偏向(或偏离)程度越大，键的极性越强。比较共价键的极性，应比较成键的两个原子电负性的大小。两原子电负性相差得越大，则键的极性越强。【答案】B4在下列化学反应中，反应时不形成配位键的是()HOH=H2O2H2O2=2H2OHClNH3=NH4ClBaCl2(NH4)2SO4
15、=BaSO42NH4ClFeCu2=CuFe2NaNH2H2O=NaOHNH3ABCD【解析】由结构可知：中各物质均不含有配位键，虽然NH中含有配位键，但在反应过程中该离子没有发生变化，故也没有形成新的配位键。只有中由于生成铵根离子而形成配位键。【答案】A5下列有关键和键的说法错误的是()A含有键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者B当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键C有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键，不能形成键D在分子中，化学键可能只有键而没有键【答案】D6分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质填空。ANH3BH2OCHClDCH4EC2H6FN2(1)所有价电
16、子都参与形成共价键的是_；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是_；(3)最外层有未参与成键的电子对的是_；(4)既有键又有键的是_。【解析】NH3中N原子与3个H原子形成3个键，还有一对孤电子对；H2O中O原子与2个H原子形成2个键，还有两对孤电子对；HCl中Cl原子与1个H原子形成1个键，还有三对孤电子对；CH4中C原子与4个H原子形成4个键，所有价电子都参与成键；C2H6中C原子分别与3个H原子及另外1个C原子形成4个键，所有价电子都参与成键；N2中N原子与另外1个N原子形成1个键，2个键，还有一对孤电子对。【答案】(1)D、E(2)C(3)A、B、C、F(4)F1下列各组物质中，所有化
17、学键都是共价键的是()AH2S和Na2O2BH2O2和CaF2CNH3和N2DHNO3和NaCl【解析】A项，Na2O2中既有离子键又有OO共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。【答案】C2下列说法正确的是()A含有共价键的化合物一定是共价化合物B分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C由共价键形成的分子一定是共价化合物D只有非金属原子间才能形成共价键【解析】A项的反例为NaOH、Na2O2等；C项的反例为Cl2等；D项的反例为AlCl3等。【答案】B3对键的认识不正确的是()A键不属于共价键，是另一种化学键B不是所有键都有方向性C分子
18、中含有共价键，则至少含有一个键D含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同【解析】共价键根据原子轨道的重叠方式不同分成了键和键，A不正确；由于s原子轨道呈球形对称，ss键无方向性，B正确；分子中只要有共价键，一定含有键，C正确；含有键的化合物与只含键的化合物不是一种物质，化学性质不同，D正确。【答案】A4下列有关化学键类型的叙述正确的是()A全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键B所有物质中都存在化学键C已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔中存在2个键(CH)和3个键(CC)D乙烷分子中只存在键，不存在键【解析】铵盐是离子化合物，含有离子键，但其中就没有金属元素，A项错；稀有气体的原子
19、本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙炔中存在3个键和2个键，2个CH键和碳碳叁键中的1个键是键，而碳碳叁键中的两个是键，C项错。【答案】D5(2013丽水高二质检)下列说法中，不正确的是()A一般情况下，键比键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DNH的4个键完全相同，其中的一个是配位键【解析】从原子轨道重叠程度看，键轨道重叠程度比键重叠程度小，故键稳定性低于键。在单质分子中存在键(如Cl2、H2)、键(N2中存在键和键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。【答案】C6(2013福州高二质检)下列跟氢原子形成的极性键极性最
20、强的是()AFBClCBrDI【答案】A7下列分子含有的电子数目与HF相同，且只有2个极性共价键的是()ACO2BN2OCH2ODCH4【解析】HF分子含有10个电子，CO2分子含有22个电子，N2O分子含有22个电子，H2O分子含有10个电子，CH4分子含有10个电子。其中H2O分子含有2个HO极性共价键，CH4分子含有4个CH极性共价键。【答案】C8下列关于键和键的理解不正确的是()A键能单独形成，而键一定不能单独形成B键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转C双键中一定有一个键、一个键，叁键中一定有一个键、两个键D气体单质中一定存在键，可能存在键【解析】p电子云重叠时，首先头碰头最大重叠形
21、成键，py、pz电子云垂直于px所在平面，只能“肩并肩”地重叠形成键，双键中有一个键、一个键，叁键中有一个键、两个键，键不能单独形成，A、B正确。键特征是轴对称，键呈镜面对称，不能绕键轴旋转，C正确。稀有气体为单原子分子，不存在化学键，D不正确。【答案】D9下列结构图中“”代表原子序数从110的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。(示例：O2=)根据各图表示的结构特点，写出上述分子的化学式：A：_，B：_，C：_，D：_。【解析】A图是NH3分子。因为N原子有一对电子未参加成键，3个价电子用于形成3个单键，而与N原子相连
22、的原子只有一个价电子，故只可能是H原子。B图是HCN，这是因为中间一个原子成4个键，所以是C原子，左边原子只有一个价电子，故为H原子，而右边原子显然是N原子。C图是，从图可看出，最上面的原子是O原子，它用2个价电子与C原子形成双键，左、右两边与C相连的显然是N原子，同理与N原子相连的两个只含1个价电子的原子显然是H原子。D图是BF3，在110号元素中价电子为7的只有F原子，每个F原子各用一个价电子与中间原子形成单键，而中间一个原子只有3个价电子，应该是B原子，故该分子为BF3。【答案】NH3HCNCO(NH2)2BF310A、B、C、D、E是中学化学常见的分子和离子，它们都有10个电子，且A是
23、由5个原子核组成的微粒，它们之间可发生如下变化：AB=CD，BE=2D，且D与大多数酸性氧化物及碱性氧化物均能反应。(1)写出A的电子式：_；写出E的电子式：_；(2)写出B、C、D、E的化学式：B_，C_，D_，E_；(3)用电子式表示D的形成过程：_。(4)C中含有_(填“极性键”或“非极性键”)，从重叠方式看应属_键。(5)用结构式表示E中配位键的形成过程_。【解析】中学阶段10电子微粒有：分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4阳离子：Na、Mg2、Al3、NH、H3O阴离子：F、O2、N3、OH、NH由5个原子核组成的微粒有CH4、NH，由AB=CD知A为NH，B为OH；由BE=2D
24、，E为H3O，D为H2O，同时知C为NH3。【答案】11有三种物质AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物质种类最多；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同，则：(1)A、B、C、D的元素名称分别是_、_、_、_。(2)AD4分子中含有的共价键类型为_(填“键”或“键”)。(3)D的负一价阴离子的电子排布式为_，B2C2的电子式为_，属_(填“离子化合物”或“共价化合物”)。【解析】A在自然界中形成的物质种类最多，是碳元素；淡黄色固体B2C2是Na2O2，即B为Na，C为氧；元素D的负一价阴离子的电子
25、层结构与氩原子相同，D为Cl。【答案】(1)碳元素钠元素氧元素氯元素(2)键(3)1s22s22p63s23p6离子化合物第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体课标要求1能用键能、键长说明简单分子的某些性质。2了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。课标解读1.利用键能比较共价键的强弱及共价型分子的稳定性。2利用键能会计算化学反应的反应热。3知道金刚石、二氧化硅晶体的结构特点。4会比较原子晶体的熔、沸点高低及硬度大小。教学地位1共价键的键长、键能可以判断物质的稳定性，也可以计算化学反应的反应热。因此，本节内容可与元素周期律、化学反应的热效应建立密切关系。
26、2原子晶体的空间结构可以培养学生空间想象能力。3原子晶体是晶体结构的一个分支，属于高考命题的热点内容。新课导入建议由上节课我们知道，2个气态氢原子形成HH键要放出能量，那么要拆开HH键需要吸收能量。在必修2中我们已经学习了化学反应的实质：拆开所有反应物中的化学键，同时形成生成物中的化学键的过程。若已知拆开1mol任意化学键吸收的能量，便可计算任意化学反应的热效应，确定化学反应的热化学方程式。本节课将解决上述问题。教学流程设计课标解读重点难点1.认识影响共价键键能的主要因素，分析化学键的极性强弱，把握键能与化学反应热之间的内在联系。2.深化对原子晶体及其一般性质的认识。1.影响共价键键能的因素及
27、键能的应用。(重点)2.用共价键的键能计算化学反应的反应热。(难点)3.比较原子晶体的熔、沸点。(重难点)共价键的键能与化学反应的反应热1.键能(1)定义：在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。(2)影响因素：温度和压强。(3)与物质稳定性的关系键能越大共价键越牢固共价型分子越稳定。2键长(1)定义：两原子间形成共价键时，原子核间的平均间距。(2)与共价键强弱的关系键长越短键能越大共价键越强。3键能与反应热的关系E1、E2分别表示反应物和生成物的键能HE1E21氮元素的非金属性较强，氮气分子化学性质为什么不活泼？
28、【提示】由于N2分子中存在NN键，氮氮键键能大，不易拆开，所以化学性质不活泼。原子晶体1.概念所有原子间通过共价键结合形成的晶体。2常见的原子晶体(1)某些非金属单质，如：晶体硼、晶体硅、晶体Ge、金刚石等。(2)某些非金属化合物，如：金刚砂(SiC)、二氧化硅、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等。3性质原子晶体一般有很高的熔点、沸点和很大的硬度。2“具有共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗？为什么？【提示】不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，但它们都不是原子晶体；再如NaOH中既含有共价键又含有离子键，它属于离子晶体；金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共
29、价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。共价键键能的应用【问题导思】键NNN=NNN键能/kJmol1159418946由上表数据可知N2分子中，1个键和两个键的键能各是多少？共价键的键能与反应热的关系怎样？【提示】键：159kJmol1；2个键的键能分别为259kJmol1和528kJmol1。H反应物分子中的键能总和生成物分子中的键能总和。1运用共价键的键能可以判断共价型分子的稳定性。在其他条件相同时，共价键键能越大，共价型分子或晶体的化学稳定性就越强；共价键键能越小，共价型分子或晶体的化学稳定性就越弱。2运用共价键的键能可以确定化学反应的反
30、应热H反应物分子中的键能总和生成物分子中的键能总和。(1)反应物分子中的键能总和小于生成物分子中的键能总和，则此反应为放热反应，H0；(2)反应物分子中的键能总和大于生成物分子中的键能总和，则此反应为吸热反应，H0。下表为某些化学键的键能(kJmol1)：键ClClBrBrIIHClHBrHIHH键能243193151431366298436(1)下列氢化物中，最稳定的是_。AHClBHBrCHIDHF(2)1molH2在1molCl2中燃烧，生成2molHCl气体，放出热量_kJ。(3)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是_
31、。推测1molH2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热_(填“多”或“少”)。【解析】稳定性是化学性质，与键能的大小有关，由于键能HCl键HBr键HI键，故推测键能HF键HCl键，键能越大，分子越稳定，所以HF最稳定。H2Cl2=2HCl，断键吸收436kJ243kJ679kJ的能量，成键放出2431862kJ的能量，反应共放出183kJ的能量。由此可分别算出H2和Br2、I2反应放出的能量为103kJ和9kJ，可判断出三者放出热量关系为Cl2Br2I2。【答案】(1)D(2)183(3)Cl2多1根据例1第(2)问，写出Cl2(g)与H2(g)反应生成HCl(g)的热化学方程式：_。【答
32、案】Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H183kJmol1原子晶体的结构及熔、沸点高低比较【问题导思】金刚石中，每个碳原子与几个碳原子成键？与同一碳原子成键的原子围成什么空间构型？二氧化硅晶体的化学式是如何确定的？【提示】4正四面体。在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，而每个O原子与2个Si原子成键，晶体中硅原子与氧原子个数比为12，因此二氧化硅的化学式为SiO2。1原子晶体的结构(1)结构特点原子晶体是原子间以共价键结合而形成的空间网状结构，因此晶体中不存在单个分子。(2)两种典型原子晶体的结构a金刚石晶体在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。晶体
33、中CCC夹角为109.5。最小环上有6个碳原子。晶体中C原子个数与CC键数之比为1(4)12。b二氧化硅晶体在晶体中每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按12的比例组成。最小环上有12个原子。2原子晶体熔、沸点高低及硬度大小比较依据一般来说，原子半径之和越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔、沸点越高，(如熔点：金刚石碳化硅晶体硅)硬度越大。一般情况下，原子晶体的熔、沸点比离子晶体的熔、沸点高。单质硼有无定形和晶体两种，参照下表数据填空：金刚石晶体硅晶体硼熔点(K)382316832573沸点(K)510026282823摩
34、氏硬度107.09.5(1)晶体硼属于_晶体，理由是_。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如下图所示)，其中有20个由等边三角形组成的面和一定数目的顶点，每一个顶点上各有一个硼原子通过图形的观察和推算，此基本结构单元由_个硼原子构成，其中BB键的键角是_。(3)请比较三者熔点高低的顺序，由此说明C、Si、B非金属性强弱的关系：_。【解析】(1)由所给数据，可知晶体硼的熔、沸点很高，硬度很大，比较其熔、沸点，硬度均介于金刚石和晶体硅之间，而金刚石和晶体硅都是原子晶体，故晶体硼也是原子晶体。(2)方法1：晶体硼结构单元有20个正三角形，每个硼原子被5个三角形共用，每个三角形
35、只占有个硼原子，故硼原子数20312。正三角形的各个角均为60，故BB键的键角为60。方法2：由所给图示，可以看出第一层有3个B原子，第二层6个，第三层3个，共12个B原子。(3)原子晶体的熔、沸点与共价键的键能有关，而键能大小与原子的非金属性有关，非金属性越强，形成的共价键的键能越大，破坏它需要的能量越高，则熔、沸点越高，故非金属性CBSi。【答案】(1)原子晶体硼的熔、沸点，硬度均介于金刚石和晶体硅两种原子晶体之间，故晶体硼是原子晶体(2)1260(3)CBSi2(原创题)据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物
36、薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。(1)该碳氮化合物可能属于_晶体。(2)该碳氮化合物比金刚石坚硬的原因是_。(3)试推断该碳氮化合物的化学式_。【解析】(1)由于金刚石为原子晶体，该碳氮化合物比金刚石还硬，说明其属于原子晶体。(2)金刚石中存在CC键，碳氮化合物中存在CN键，由于原子半径r(C)r(N)，所以CC键的键能小于CN键的键能，硬度大于金刚石。(3)在晶体中，1个C原子与4个N原子形成共价键，1个N原子与3个C原子形成共价键，故C、N原子个数比为34，所以化学式为C3N4。【答案】(1)原子(2)由于原子半径r(N)HH键键能，但氢的原子半径远小于氮原子，键长是成键两原子的
37、核间距，HH键的键长NN键的键长，B错；氧气中氧原子间以共价双键结合，C错；氮分子键能比氯分子的大，D正确。【答案】D原子晶体1下列说法正确的是()A键能越大，表示该分子越容易受热分解B共价键都具有方向性C在分子中，两个成键的原子之间的距离叫键长DHCl的键能为431.8kJmol1，HBr的键能为366kJmol1，这可以说明HCl比HBr稳定【解析】键能越大，分子越稳定，A项错，D项正确。HH键没有方向性，B项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C项错。【答案】D2在30gSiO2晶体中，含有SiO键的物质的量为()A1molB1.5molC2molD2.5mol【解析】1molS
38、iO2中含4molSiO键，30gSiO2是0.5mol，含有SiO键的物质的量为2mol。【答案】C3据美国科学杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是()A该晶体由CO2分子构成B该晶体易汽化，可用作制冷材料C一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应D该晶体中C、O原子个数比为12【解析】高熔点、高硬度是原子晶体的特点，故该二氧化碳晶体是原子晶体。【答案】CD4碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是()A熔点从高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅B熔
39、点从高到低的顺序是金刚石晶体硅碳化硅C三种晶体中的结构单元只有金刚石是正四面体结构D三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，可知碳化硅也为原子晶体，且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小于硅原子半径，所以键长长短顺序为CCCSiSiSi，所以，熔点顺序是金刚石碳化硅晶体硅。晶体硅是半导体，单向导电。【答案】A5.化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347根据表中数据回答下列问题：(1)如下图所示立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4