2019-2020年高考化學一輪復習 專題6.3 物質結構（選修部分-分子結構、晶體結構）講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題6.3 物質結構（選修部分-分子結構、晶體結構）講案（含解析） 復習目標： 1、了解化學鍵的定義。了解離子鍵、共價鍵的形成。 2、了解共價鍵的主要類型(σ鍵和π鍵)。能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質。 3、了解極性鍵和非極性鍵。 4、了解晶體的組成微粒、相互左右及熔沸點高低的判斷 基礎知識回顧： 一、化學鍵概述 1、化學鍵 （1）含義：使 離子 相結合或 原子 相結合的作用力。 （2）特點：①短程有效 ②強烈的相互作用 （3）分類: 化學鍵 2、離子鍵和共價鍵 比較 離子鍵 共價鍵 極性鍵 非極性鍵 概念 使陰、陽離子結合成化合物的靜電作用 原子之間通過共用電子對所形成的相互作用 成鍵粒子 陰、陽離子 原子 特點 陰、陽離子間的相互作用 共用電子對偏向一方 共用電子對不偏向任一方 形成條件 ①活潑金屬和活潑非金屬通過得失電子形成陰、陽離子 ②帶正電荷原子團（NH ）與帶負電荷的陰離子之間發(fā)生強烈相互作用 ①不同非金屬元素的原子間 ②非金屬元素與不活潑的金屬元素之間 同種元素的原子間通過共用電子對結合 3、化學反應的實質 （1）化學鍵的形成 化學鍵的形成與原子結構有關，主要通過兩個方面來實現。 ①原子的價電子間的 轉移 ——離子鍵。 ②原子的價電子間的 共用 ——共價鍵。 （2）化學反應的本質 反應物分子內 舊鍵的斷裂 和產物分子中新鍵的形成 。 【典型例題1】下列敘述中，錯誤的是 (　　) A．只含非極性鍵的純凈物一定是單質 B．只含極性鍵的純凈物一定是化合物 C．只含離子鍵的純凈物一定存在金屬元素 D．純凈物中一定存在化學鍵 【遷移訓練1】下列物質中，既含有極性鍵又含有非極性鍵的是 (　　) A． B．CO2 C．Na2O2 D．NH4Cl 二、共價鍵及鍵參數 1、特征 具有飽和性和方向性。 2、分類 分類依據 類型 形成共價鍵的原子軌道重疊方式 σ鍵 電子云“頭碰頭”重疊 π鍵 電子云“肩并肩”重疊 形成共價鍵的電子對是否偏移 極性鍵 共用電子對發(fā)生偏移 非極性鍵 共用電子對不發(fā)生偏移 原子間共用電子對的數目 單鍵 原子間有一對共用電子對 雙鍵 原子間有兩對共用電子對 三鍵 原子間有三對共用電子對 注意：①只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很 大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，這時形成離子鍵。 ②同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。 3、鍵參數 ①概念 鍵參數 ②鍵參數對分子性質的影響 a．鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。 b． 【典型例題2】下列說法中正確的是 (　　) A．分子的鍵長越長，鍵能越高，分子越穩(wěn)定 B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵 C．水分子可表示為H—O—H，分子的鍵角為180° D．H—O鍵鍵能為462.8 kJ·mol－1，即18克H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×462.8 kJ 【遷移訓練2】下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是 (　　) A．σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成 B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉 C．雙鍵中一定有一個σ鍵，一個π鍵，三鍵中一定有一個σ鍵，兩個π鍵 D．氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵 三、分子間作用力和氫鍵 1、分子間作用力 （1）定義：把分子聚集在一起的作用力，又稱范德華力。 （2）特點 ①分子間作用力比化學鍵弱得多，它主要影響物質的熔點、沸點等物理性質，而化學鍵主要影響物質的化學性質。 ②分子間作用力存在于由共價鍵形成的多數共價化合物和絕大多數氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)非金屬 單質 分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質，微粒之間不存在分子間作用力。 （3）變化規(guī)律 一般說來，對于組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的熔、沸點也 越高。例如，熔、沸點：I2 > Br2 > Cl2 > F2。 2、氫鍵 ①定義：分子間存在著一種比分子間作用力稍強的相互作用。 ②形成條件 除H外，形成氫鍵的原子通常是N、O、F。 ③存在 氫鍵存在廣泛，如蛋白質分子、H2O、NH3、HF等分子之間。分子間氫鍵會使物質的熔點和沸點升高。 【典型例題3】下圖中每條折線表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物，其中a點代表的是 (　　) A．H2S B．HCl C．PH3 D．SiH4 【遷移訓練3】若不斷地升高溫度，實現“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是 (　　) A．氫鍵；分子間作用力；極性鍵 B．氫鍵；氫鍵；非極性鍵 C．氫鍵；極性鍵；分子間作用力 D．分子間作用力；氫鍵；非極性鍵 四、晶體的組成及性質 類型比較 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 離子晶體 構成粒子 分子 原子 金屬陽離子和自由電子 陰、陽離子 粒子間的相互作用力 分子間作用力（范德華力） 共價鍵 金屬鍵 離子鍵 硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大 熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高 溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 常見溶劑難溶 大多易溶于水等極性溶劑 導電、傳熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態(tài)導電 物質類別及舉例 大多數非金屬單質、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物（SiO2除 外）、絕大多數有機物（有機鹽除外） 部分非金屬單質(如金剛石、硅、晶體硼),部分非金屬化合物(如SiC、SiO2） 金屬單質 與合金（如Na、 Al、Fe、 青銅） 金屬氧化物（如K2O、Na2O）、強堿（如KOH、NaOH）、絕大部分鹽(如NaCl) 【典型例題4】【福建省漳州市七校xx屆高三第一次聯考化學試卷】下列變化需克服相同類型作用力的是(　　) A．碘和干冰的升華 B．硅和C60的熔化 C．氯化氫和氯化鉀的溶解 D．溴和汞的氣化 【遷移訓練4】【衡水中學xx學年高三第一學期期中考試試題】有四種晶體，其離子排列方式如下 圖所示，其中化學式不屬AB型的是 （ ） 考點詳析： 考點一：化學鍵與物質類別之間的關系 1、離子化合物、共價化合物與物質分類的關系 化合物類型 定義 與物質分類的關系 舉例 離子化合物 含有離子鍵的化合物 包括強堿、絕大多數鹽及活潑金屬的氧化物和過氧化物 NaCl、Na2O2、NaOH、NH4Cl等 共價化合物 只含有共價鍵的化合物 包括酸、弱堿、極少數鹽、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、大多數有機物等 H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3、H2O等 2、離子化合物、共價化合物的判斷方法 （1）根據化學鍵類型來判斷 一般來說，活潑的金屬原子和活潑的非金屬原子間形成的是離子鍵，同種或不同種非金屬原子間形成的是共價鍵。 含有離子鍵的化合物一定為離子化合物，僅含有共價鍵的化合物一定為共價化合物。 （2）根據化合物的類型來判斷 大多數堿性氧化物、強堿和鹽都屬于離子化合物；非金屬氫化物、非金屬氧化物、含氧酸都屬于共價化合物。 （3）根據化合物的性質來判斷 ①熔點、沸點較低的化合物是共價化合物。②溶于水后不能發(fā)生電離的化合物是共價化合物。③熔化狀態(tài)下能導電的化合物是離子化合物，不導電的化合物是共價化合物。 3．化學鍵與物質類別之間的關系 除稀有氣體無化學鍵外，其他物質內部都存在化學鍵?；瘜W鍵與物質類別關系規(guī)律可概括如下： ? 只含有極性共價鍵的物質一般是不同非金屬元素形成的共價化合物。如SiO2、HCl、CH4等。 ? 只含非極性共價鍵的物質是同種非金屬元素形成的單質。如Cl2、P4、金剛石等。 ? 即有極性鍵又有非極性鍵的物質一般為多原子（4個原子以上），且相同的原子至少有2個的非金屬元素形成的共價化合物，如：H2O2、C2H4等。 ? 只含離子鍵的物質主要是由活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物。如Na2S、CaCl2等。 ? 既有離子鍵又有極性鍵的物質，如NaOH、K2SO4等；既有離子鍵又有非極性鍵的物質，如Na2O2等。 ? 僅由非金屬元素形成的離子化合物，如銨鹽NH4Cl、 NH4NO3等。 ? 金屬元素和非金屬元素間可能存在共價鍵。如AlCl3 等。 ? 非金屬性較強的元素的氫化物（H2O、NH3、HF等）易形成氫鍵，但氫鍵屬于一種特殊的分子間作用力。 3、物質的溶解或熔化與化學鍵變化 （1）離子化合物的溶解或熔化過程 離子化合物溶于水或熔化后均電離成自由移動的陰、陽離子，離子鍵被破壞。 （2）共價化合物的溶解過程 ①有些共價化合物溶于水后，能與水反應，其分子內共價鍵被破壞，如CO2和SO2等。 ②有些共價化合物溶于水后，與水分子作用形成水合離子，從而發(fā)生電離，形成陰、陽離子，其分子內的共價鍵被破壞，如HCl、H2SO4等。 ③某些共價化合物溶于水后，其分子內的共價鍵不被破壞，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 （3）單質的溶解過程 某些活潑的非金屬單質溶于水后，能與水反應，其分子內的共價鍵被破壞，如Cl2、F2等。 4、化學鍵對物質性質的影響 （1）對物理性質的影響 金剛石、晶體硅、石英、金剛砂等物質硬度大、熔點高，就是因為其中的共價鍵很強，破壞時需消耗很多的能量。 NaCl等部分離子化合物，也有很強的離子鍵，故熔點也較高。 （2）對化學性質的影響 N2分子中有很強的共價鍵，故在通常狀況下，N2很穩(wěn)定，H2S、HI等分子中的共價鍵較弱，故它們受熱時易分解。 【典型例題5】下列反應過程中，同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成的反應是(　　) A．NH4ClNH3↑＋HCl↑ B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 【遷移訓練5】短周期元素X、Y、Z所在的周期數依次增大，它們的原子序數之和為20，且Y2－與Z＋核外 電子層的結構相同。下列化合物中同時存在極性和非極性共價鍵的是 (　　) A．Z2Y B．X2Y2 C．Z2Y2 D．ZYX 考點二：化學用語的正確表達 1、電子式的書寫及常見錯誤 概念 在 元素符號 周圍，用“·”或“×”來表示原子的最外層層電子（價電子）的式子 書寫 微粒的種類 電子式的表示方法 注意事項 舉例 原子 元素符號周圍標明 價電子少于或等于4時以單電子分布，多于4時多出部分以電子對分布 ? 陽離子 單原子 離子符號 右上方標明電荷 Mg2+ 多原子 元素符號緊鄰鋪開，周圍標清電子分布 用“[ ]”，右上方標明_電荷__ ? 陰離子 單原子 元素符號周圍合理分布價電子及所獲電子 用“［］”，右上方標明電荷 ? 多原子 元素符號緊鄰鋪開，合理分布價電子及所獲電子 相同原子不得1、加和，用“［］”，右上方標明_電荷 ? 單質及 化合物 離子化合物 由陽離子電子式和陰離子電子式組成 同性不相鄰，離子合理分布 ? 單質及共價化合物 各原子緊鄰鋪開，標明價電子及成鍵電子情況 原子不加和，無“［］”，不標明電荷 ? 離子化合物形成過程 原子電子式→離子化合物電子式 電子轉移方向及位置，用弧形箭頭，變化過程用“→”，同性不相鄰，合理分布 ? 共價化合物形成過程 原子電子式→共價化合物電子式 無電子轉移不用“→”，不用“［］”，不標明電荷 ? 【注意】電子式書寫時常見的錯誤 （1）漏寫未參與成鍵的電子，如：N2：N??N，應寫為。 （2）化合物類型不清楚，漏寫或多寫[　]及錯寫電荷數，如： （3）書寫不規(guī)范，錯寫共用電子對，如：N2的電子式為N??N，不能寫成，更不能寫成或。 （4）不考慮原子間的結合順序，如HClO的結構式為H—O—Cl而非H—Cl—O。 （5）不考慮原子最外層有幾個電子，均寫成8電子結構，如CH的電子式為而非。 （6）不考慮AB2型離子化合物中2個B是分開寫還是一起寫。如：CaBr2、CaC2的電子式分別為。 2、結構式 （1）含義：用一根短線“-”表示一對共用電子對，忽略其他電子的式子。 （2）特點：僅表示成鍵情況，不代表空間構型，如H2O的結構式可表示為H-O-H或 都行。 【典型例題6】氯水中存在多種微粒，下列有關粒子的表示方法正確的是 (　　) A．氯氣的電子式： B．氫氧根離子的電子式： C．次氯酸分子的結構式：H—O—Cl D．HClO的電子式： 【遷移訓練6】下列電子式書寫正確的是 (　　) 考點三：晶體類型的判斷 1、依據組成晶體的粒子和粒子間的作用判斷 離子晶體的粒子是陰、陽離子，粒子間的作用是離子鍵；原子晶體的粒子是原子，原子間的作用是共價鍵；分子晶體的粒子是分子，分子間的作用為分子間作用力，即范德華力；金屬晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。 2、依據物質的性質分類判斷 金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強堿（如NaOH、KOH等）和絕大多數的鹽類是離子晶體。大多數非金屬單質（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiO2外）、酸、絕大多數有機物（除有機鹽外）是分子晶體。常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質與合金屬于金屬晶體。 3、依據晶體的熔點判斷 離子晶體的熔點較高，常在幾百至一千多度。原子晶體的熔點高，常在一千至幾千度。分子晶體熔點低，常在幾百度以下至很低溫度。金屬晶體的熔點差別很大。 4、依據導電性判斷 固態(tài)不導電、熔融態(tài)能導電的一定是離子晶體。原子晶體一般為非導體。分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子，也能導電。金屬晶體是電的良導體。 5、依據硬度和機械性能判斷 離子晶體硬度較大或略硬而脆；原子晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數硬度差別大，且具有延展性。 【典型例題7】【衡水中學xx學年高三第一學期期中考試試題】氮氧化鋁(AlON)屬原子晶體，是一種超強透明材料，下列描述錯誤的是 （ ） A．AlON和石英的化學鍵類型相同 B．AlON和石英晶體類型相同 C．AlON和（工業(yè)上通過電解法制備鋁用的）Al2O3的化學鍵類型不同 D．AlON和（工業(yè)上通過電解法制備鋁用的）Al2O3晶體類型相同 【遷移訓練7】【河北省保定市高陽中學xx學年高三12月月考試卷】下列敘述正確的是（ ） A．原子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔沸點越高 B．分子晶體中，分子間作用力越大，該分子越穩(wěn)定 C．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，熔沸點越高 D．某晶體溶于水中，可電離出自由移動的離子，該晶體一定是離子晶體 考點四：晶體熔、沸點高低的判斷 1、不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律 原子晶體>離子晶體>分子晶體 金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等沸點很高，而汞、鎵、銫等沸點很低。 2、原子晶體 在原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如熔點:金剛石>石英>碳化硅>硅。 3、離子晶體 一般來說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點: MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。 4、分子晶體 （1）分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 （2）組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 （3）組成和結構不相似的物質（相對分子質量接近），分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。 （4）同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低。 5、金屬晶體 金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na晶體硅 C．熔點由高到低：Na>Mg>Al D．晶格能由大到小：NaF> NaCl> NaBr>NaI （3）CaF2結構如圖Ⅰ所示，Cu形成晶體的結構如Ⅲ所示，Ⅱ為H3BO3晶體結構圖(層狀結構，層內的H3BO3分子通過氫鍵結合) ①圖I所示的晶體中與Ca2+離子最近且等距離的Ca2+離子數為 ， 圖III中未標號的Cu原子形成晶體后周圍最緊鄰的Cu原子數為 ； ② H3BO3晶體中B原子雜化方式______ ; CNO-的形狀為____________; ③三種晶體中熔點高低的順序為 (填空化學式)， H3BO3晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為 （4）碳的某種單質的晶胞如右圖所示，一個晶胞中有_____個碳原子；若該晶體的密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶體中最近的兩個碳原子之間的距離為_ ____cm(用代數式表示)