2022年高考化学一轮复习教案化学键与晶体类型.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第八讲 化学键与晶体类型 考试大纲要求1懂得离子键、共价键的涵义,明白键的极性;2明白几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体)及其性质;学问规律总结一、化学键与分子间作用力表 4-1 化学键与分子间作用力的比较概念化学键分子间作用力叫做分子间相邻的原子间剧烈的相互作用叫把分子集合在一起的作用力,化学键作用力,又称范德华力作用范畴分子或晶体内分子之间作用力强弱较强与化学键相比弱得多影响的性质主要影响化学性质主要影响物理性质(如熔沸点)二、化学键的分类表 4-2 离子键、共价键和金属键的比较化学键类型离子键共价键金属键概念阴、

2、阳离子间通过静电原子间通过共用电子金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学作用所形成的化学键对所形成的化学键键成键微粒阴阳离子原子金属阳离子和自由电子成键性质静电作用共用电子对电性作用形成条件活泼金属与活泼的非金非金属与非金属元素金属内部属元素实例NaCl、MgO HCl、H2SO4Fe、Mg 三、共价键的类型表 4-3 非极性键和极性键的比较概念非极性键极性键同种元素原子形成的共价键不同种元素原子形成的共价键,共用电子对发生偏移原子吸引电子才能相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子才能强的原子成键原子电性电中性显电性形成条件由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成四、分子的极性名

3、师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1非极性分子和极性分子表 4-4 非极性分子和极性分子的比较非极性分子 极性分子形成缘由 整个分子的电荷分布匀称,对称 整个分子的电荷分布不匀称、不对称存在的共价键 非极性键或极性键 极性键分子内原子排列 对称 不对称2常见分子的类型与外形表 4-5 常见分子的类型与外形比较分子类型分子外形键角键的极性分子极性代表物A 球形180非极性非极性He、Ne A2直线形非极性H2、O2AB 直线形极性极性HCl、NO ABA 直线形极性非极性CO2、CS2ABA 角形极性

4、极性 180H2O、SO2A4正四周体形60非极性非极性P4AB3平面三角形120极性非极性BF3、SO3AB3三角锥形 120极性极性NH3、NCl3AB4正四周体形109 28极性非极性CH4、CCl4AB3C 四周体形 109 28极性极性CH3Cl、CHCl3AB2C2四周体形极性极性 109 28CH2Cl23分子极性的判定(1)只含有非极性键的单质分子是非极性分子;(2)含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子;(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的为极性分子;留意:判定 ABn 型分子可参考使用以下体会规律:如中心原子A 的化合价的肯定值等于该

5、元素所在的主族序数,就为非极性分子,如不等就为极性分子;如中心原子有孤对电子(未参加成键的电子对)就为极性分子,如无孤对电子就为非极性分子;五、晶体类型1分类表 4-6 各种晶体类型的比较名师归纳总结 存在微粒离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体第 2 页,共 12 页阴阳离子原子分子金属离子、 自由电子微粒间作用离子键共价键范德华力金属键主要性质硬而脆,易溶于质地硬,不溶于大硬度小, 水溶金属光泽, 是- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 极性溶剂,熔化学习必备欢迎下载液能够导电,电 和 热 的 良多数溶剂,导电性实例时能够导电,溶差,熔沸点很高溶沸点低导体

6、, 熔沸点沸点高金刚石氨、氯化氢高或低食盐晶体镁、铝2物质溶沸点的比较(1)不同类晶体:一般情形下,原子晶体 离子晶体 分子晶体(2)同种类型晶体:构成晶体质点间的作用大,就熔沸点高,反之就小;离子晶体:离子所带的电荷数越高,离子半径越小,就其熔沸点就越高;分子晶体:对于同类分子晶体,式量越大,就熔沸点越高;原子晶体:键长越小、键能越大,就熔沸点越高;(3)常温常压下状态 熔点:固态物质 液态物质 沸点:液态物质 气态物质3“ 相像相溶” 规律 极性分子组成的溶质易溶于由极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于由非 极性分子组成的溶剂;思维技巧点拨一、化学键及分子极性的判定【例 1】以下

7、表达正确选项 A.P4和 NO2都是共价化合物 B.CCl4和 NH3都是以极性键结合的极性分子 C.在 CaO和 SiO2 晶体中,都不存在单个小分子D.甲烷的结构式:是对称的平面结构,所以是非极性分子【解析】P4 和 NO2 分子中都含有共价键,但 P4 是单质,应选项 A 错误; CCl4是含有极性键的非极性分子,应选项 B 错误;原子晶体、离子晶体和金属晶体中不存在小分子,只有分子晶体中才存在小分子,应选项 C 正确;甲烷分子为正四周体形的非极性分子,应选项 D 错误;此题正确答案为 C;【例 2】关于化学键的以下表达中,正确选项A.离子化合物可能含共价键 C.离子化合物中含离子键B.

8、共价化合物可能含离子键 D.共价化合物中不含离子键【解析】凡含有离子键的化合物不管是否含有共价键,肯定属于离子化合物,所以共价化合物中不行能含有离子键;此题正确答案为 ACD;二、熔沸点判定名师归纳总结 【例 3】碳化硅( SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位第 3 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载置是交替的;在以下三种晶体金刚石、晶体硅、碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是A. B. C. D.【解析】由于题给的三种物质都属于原子晶体,而且结构相像都是正四周体形的空间网状结构,所以晶体的熔

9、点由微粒间的共价键强弱打算,这里共价键强弱主要由键长打算,可近似地看作是成键原子的半径之和,由于硅的原子半径大于碳原子,所以键的强弱次序为 CCCSiSi Si ,熔点由高到低的次序为金刚石 碳化硅 晶体硅;此题正确答案为 A;三、晶体结构学问的应用【例 4】图 4-1 是石英晶体平面示意图,它实际上是立体的网状结构,其中硅、氧原子数之比为 _;原硅酸根离子 SiO4 4-的结构如图 4-2 所示,二聚硅酸根离子 Si 2O7 6-中,只有硅氧键,它的结构可表示为 _;【解析】由图 4-1 可以看出:每个硅原子四周结合 4 个氧原子,同时每个氧原子跟 2名师归纳总结 个硅原子结合,因此二氧化硅

10、晶体(石英)是由氧、硅原子按原子个数12 组成的立体空间第 4 页,共 12 页网状结构的原子晶体;Si 2O76-只有硅氧键,依据SiO44-的结构图可得Si 2O76-的结构图见图4-3 ;【例 5】(1)中学化学教材中图示了NaCl 晶体结构, 它向三维空间延长得到完善晶体;NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同, Ni2+与最邻近O 2-的核间距离为a 10-8cm,运算 NiO晶体的密度(已知NiO 的摩尔质量为74.7g/mol );(2)自然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某氧化镍晶体中就存在如图 4-4 所示的缺陷:一个Ni 2+空缺,另有两个Ni2+被两个

11、Ni 3+所取代;其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni 和 O 的比值却发生了变化;某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试运算该晶体中Ni3+与 Ni2+的离子数之比;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 【解析】学习必备欢迎下载,详细如下:处于顶晶胞中阴、阳离子个数的确定通常采纳“ 原子分割法”点的离子,同时为 8 个晶胞共有,每个离子有 1/8 属于晶胞;处于棱上的离子,同时为 4个晶胞共有,每个离子有 1/4 属于晶胞;处于面上的离子,同时为 2 个晶胞共有,每个离子有 1/2 属于晶胞;处于内部的 1 个离子,就完全属于该晶胞,该离子数目为 1;要确

12、定NiO 的密度,就应确定单位体积中 NiO 分子的个数,再结合 NiO 的摩尔质量求算出该晶体中NiO 的质量,最终求出密度;此题解答如下:(1)如图 4-5 所示,以立方体作为运算单元,此结构中含有 Ni 2+ O 2-离子数为: 41= 18 2(个),所以 1 mol NiO 晶体中应含有此结构的数目为 6.02 10 231=12.04 10 23(个),又因2一个此结构的体积为(a 10-8cm)3,所以 1 mol NiO 的体积应为 12.04 10 23 (a 10-8)cm 3,NiO 的摩尔质量为74.7g/mol ,所以 NiO 晶体的密度为12.041074.7a10

13、83=62(g/cm3)23a3(2)解法一(列方程) :设 1 mol Ni 0.97O 中含 Ni 3+为 x mol,Ni解得 x=0.06,y=0.91,故 nNi3+nNi 2+=6 91 2+为 y mol,就得解法二(十字交叉) :由化学式Ni0.97 O求出 Ni 的平均化合价为2/0.97 ,就有故 nNi3+nNi2+=6 91;基础学问名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1化学键化定义相邻的原子之间剧烈的相互作用学键类型的化学键离子键形成间通过共价键(电子云概念间通过重叠)所形

14、成的化学键成键微粒作用方式实例CaCl2、Na2O2、NaOH、NaH Cl2、CCl4、H2O、HF、HNO3 用电子 式表MgCl2: N2: 示形成过程CO2: 2.共价键的极性与分子的极性分子组成空 间 构 型常 见 分 子键的极性分子极性双 原 子N2O2Cl2HCl CO NO 三 原 子CO2CS2四 原 子H2O H2S BF3NH3五 原 子CH4CCl4CH3Cl CH2Cl23摸索:非极性键是否只存在于单质分子中?4晶体类型与性质类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体微粒微粒间作用力熔沸点性硬度导电性导热性质 延展性溶解性典 型 实 例NaCl KBr等金刚石、二氧

15、H2 O2、冰、Fe、Cu、Hg、合金等化硅等干冰等一、挑选题名师归纳总结 1以下物质的化学式中,具有非极性键的离子化合物是()第 6 页,共 12 页A.Na2O B.MgF2C.NaOH D.Na2O2 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2实现以下变化时,需克服相同类型作用力的是()A.二氧化硅和干冰的熔化 B.液溴和液汞的气化C.食盐和冰的熔化 D.纯碱和烧碱的熔化3溴化碘( IBr)的化学性质似卤素单质,能跟大多数金属反应生成金属卤化物,能跟某些非金属单质反应生成相应卤化物,能跟水反应,其化学方程为IBr+H2OHBr+HIO

16、,以下有关 IBr 的表达中,正确选项()A.固体 IBr 是分子晶体B.在许多反应中 IBr 是强氧化剂C.IBr 跟水反应时,它既是氧化剂又是仍原剂D.跟 NaOH 溶液反应生成NaBr 和 NaIO )D4以下分子的结构中,原子的最外层不能都满意8 电子稳固结构的是(A.CO2B.PCl3C.CCl4D.NO2 D2O)中的5已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(原子发生氢交换;又知次磷酸(H3PO2)也可跟 D2O 进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不再能跟 D2O 发生氢交换;由此可推断出 H3PO2的分子结构是()6以下电子式中,正确选项()7以下表达正确选项()A.

17、两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键B.含有非极性键的化合物不肯定是共价化合物C.只要是离子化合物,其熔点就肯定比共价化合物的熔点高D.只要含有金属阳离子,就此物质中必定存在阴离子名师归纳总结 8NH 键能的含义是()第 7 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A.由 N 和 H 形成 1 mol NH3所放出的热量B.把 1 mol NH 3的键全部拆开所吸取的热量C.拆开 6.02 10 23 个 N H 键所吸取的能量D.形成 1 个 NH 键所放出的热量9在短周期中的X 和 Y两元素可组成化合物XY3

18、,以下说法正确选项()A.如 X 的原子序数为m,就 Y 的必为 m-4 B.XY3的晶体肯定是离子晶体C.X与 Y可能属同一周期,也可能分属不同周期D.X原子半径大于 Y原子的半径10带静电的有机玻璃棒靠近以下液体的细流,细流会发生偏转的是()A.苯 B.二硫化碳 C.溴水 D.四氯化碳11以下化学式可表示一个分子的是()A.SiO2 B.NH4Cl C.CCl4 D.C 12以下各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是()A.SO2和 SiO2 B.NaCl和 HCl C.CCl4和 KCl D.CO2和 H2O 13NH3、H2S是极性分子, CO2、BF3、CCl4等是极性

19、键构成的非极性分子;依据上述实例可推出 ABn 型分子是非极性分子的体会规律是()A.分子中不能含有氢原子B.在 ABn分子中 A 原子没有孤对电子C.在 ABn分子中 A 的相对原子质量小于 B的相对原子质量D.分子中每个共价键的键长应相等二、非挑选题14下表所列数据是在不同物质中氧氧之间的键长和键能的实测数据,其中 a 和 b 尚未测出,但依据一个较为牢靠的原就可估量a、b、c、d 的大小次序为 _,该原就可简述为_;键长( pm)键能( kJ/mol )_O22-149 a -O2128 b O2121 c=494 + O2112 d=628 15在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的

20、碳原子环,其中最小的环上有(填数字)个碳原子,每个碳原子上的任意两个CC 键的夹角都是 _(填角度);名师归纳总结 16如图 4-6,直线交点处的圆圈为NaCl 晶体中 Na+离子或 Cl-离子所处的位置;第 8 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载这两种离子在空间三个相互垂直的方向上都是等距离排列的;(1)请将其中代表Na +离子的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl 晶体的结构示意图;(2)晶体中,在每个Na+离子的四周与它最接近的且距离相等的Na +离子共有 _个;(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞;在

21、NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的 Na +或 Cl-离子为该晶胞与其相邻的晶胞所共有;一个晶胞中,Cl-离子的个数等于_,即_(填运算式) ,Na+离子的个数等于_,即 _(填运算式);(4)设 NaCl 的摩尔质量为 M g/mol ,食盐晶体的密度为 g/cm 3,阿伏加德罗常数为 NA;食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为 _cm;17(1)图 4-7 为 CO2分子晶体结构的一部分; 观看图形,试说明每个 CO2分子四周有 _个与之紧邻等距的 CO2 分子;( 2 ) 试 判 断 : CO2 、 CS2 、 SiO2 晶 体 的 沸 点 由 高 到 低 排 列 的

22、顺 序 是_(填写相应物质的编号) ;18晶体具有规章的几何外形,晶体中最基本的重复单位称为晶胞;NaCl 晶体结构如图4-8 所示;已知 FexO 晶体晶胞结构为 NaCl 型,由于晶体缺陷,度为 g/cm 3,晶胞边长为 4.28 10-10m;x 值小于 1;测知 FexO 晶体密名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载(1)FexO 中 x 值(精确至 0.01)为 _;(2)晶体中的 Fe 分别为 Fe 2+、Fe 3+,在 Fe 2+和 Fe 3+的总数中, Fe 2+所占分数 (用小数表示

23、,精确至 0.001)为 _;(3)此晶体化学式为 _;(4)与某个 Fe 2+(或 Fe 3+)距离最近且等距离的 O 2-围成的空间几何构型外形是 _;(5)在晶体中,铁元素的离子间最短距离为 _m;19现有 A、B、C三种物质, A 为气态氢化物,分子式为RH3,含 R 为 82.4%,B 是另一气态氢化物, A+B C,C 与碱液共热放出A; C的水溶液加入稀HNO3 酸化后,滴入AgNO3 溶液,产生不溶性的白色沉淀,回答以下问题:(1)写出 A 的名称和电子式,并指出它是否是极性分子?其稳固性比 PH3、H2O 如何?(2)写出 B 的名称和电子式,并指出它是否是极性分子?其稳固性

24、比 HF、H2S、HBr 如何?其水溶液的酸性比 HF、HBr、H2S如何?(3)写出 C的名称和电子式,详细指明 C物质中各部分的化学键,指出 C 形成的晶体类型;(4)写出上述有关的化学方程式或离子方程式;20A、B、C、D、 E、F 为原子序数依次增大的主族元素;已知A、 C、F 三原子的最外层共有 11 个电子,且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应,均能生成盐和水,D 元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4,E 元素原子次外层电子数比最外层电子数多3;回答:(1)写出以下元素的符号:A_、D_、E_;(2)用电子式写出 B、F 形成的化合物的电子式 _;(3)A、C两种

25、元素最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_;(4)D 的固态氧化物是 _晶体,含 n molD 的氧化物的晶体中含 DO 共价键为 _mol ;参考答案化学键与晶体结构基础学问1化学键化定义相邻的原子之间剧烈的相互作用学名师归纳总结 键类型离子间通过离子键原子间通过共价键(电子云重第 10 页,共 12 页概念静电作用形成的化共用电子对- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学键学习必备欢迎下载叠)所形成的化学键成键微粒阴、阳离子原子作用方式阴阳离子间的静电作用原子间通过共用电子对作用实例CaCl2、Na2O2、NaOH、NaH Cl2、CCl4、H2O、

26、HF、HNO3 用电子 式表MgCl2: N2: 示形成过程CO2: 2.共价键的极性与分子的极性分子组成空 间 构 型常 见 分 子键的极性分子极性双 原 子直线型N2O2Cl2非极性键非极性分子三 原 子直线型HCl CO NO 极性键极性分子CO2CS2极性键非极性分子四 原 子折线型H2O H2S 极性键极性分子平面正三角形BF3极性键极性分子五 原 子三角锥NH3极性键极性分子正四周体CH4CCl4极性键非极性分子四周体CH3Cl CH2Cl2极性键非极性分子3摸索:非极性键是否只存在于单质分子中?4晶体类型与性质类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体微粒阴、阳离子原子分子金属

27、阳离子和自由电子微粒间作用力离子键共价键分子见作用力金属键熔沸点较高很高低一般较高、少部分低硬度硬而脆大小一般较大、少部分小性导电性不良(熔融或水绝缘体不良晶体、熔融均导电溶液导电)半导体导热性不良不良不良良质延展性不良不良不良良溶解性易 溶 于 极 性 溶不溶相像相溶难溶( Na 等与水反应)剂 难 溶 于 有 机溶剂1.D 2.B 3.C 4.D 5.B 6.C 7.D 8.C 9.D 10.C 11.C 12.D 13.B 名师归纳总结 14.dcba 键长越短,键能越大第 11 页,共 12 页15.6 10928 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -

28、 - 212 34;Cl-个数 =81+61学习必备欢迎下载1+1=4 ( 4)d=32MA22=4;4;Na +个数 =12824N名师归纳总结 17.112 2 18.10.92 20.826 3Fe 20.76Fe 30.16O 4 正八面体第 12 页,共 12 页(5)3.03 10-10 19.1氨电子式略极性分子稳固性: H2ONH3PH3;2氯化氢电子式略 H极性分子稳固性: HFHClHBrH2S 酸性 :HBrHClH2SHF;( 3)氯化铵 NH4 + 、 Cl- 离 子 键 离 子 化 合 物( 4 ) NH3+HCl电子式略N极 性 键NH4Cl NH4Cl+NaOHNaCl+NH3 +H2O NH4 +OH-NH3 +H2O NaCl+AgNOAgCl +NaNO3Cl-+Ag +AgCl-20.1Na、Si、P;2氯化镁电子式略; (3)AlOH3+OHAlO2-+2H2O;4原子, 4n - - - - - - -

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