2019-2020年高三化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)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(xué) 知識(shí)點(diǎn)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(jié) 構(gòu) 組成粒子 陰、陽(yáng)離子 分子 原子 粒子間作用 離子鍵 范德華力 共價(jià)鍵 物 理 性 質(zhì) 熔、沸點(diǎn) 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(dǎo)電性 固體不導(dǎo)電,熔化或 溶于水后導(dǎo)電 不良 不良(半導(dǎo)體S) 典型實(shí)例 NaCl、NaOH Na O、CaC0 干冰、白磷 冰、硫磺 金剛石、Si0 晶體硅、SlC 二、常見(jiàn)晶體結(jié)構(gòu)分析 1.氯化鈉晶體是簡(jiǎn)單立方體結(jié)構(gòu),每個(gè)周圍有6個(gè),每個(gè)周圍有6個(gè),晶體中每個(gè)(或)周圍最近的等距離的(或)共有12個(gè),一個(gè)晶胞中有4個(gè)和4個(gè),1∶1 2.氯化銫晶體是立方體結(jié)構(gòu),每8個(gè)(或)構(gòu)成一個(gè)正方體,在正方體中心有一個(gè) (或),在每個(gè)(或)周圍,最近的等距離的(或)有6個(gè)。 3.二氧化碳晶體(干冰)是立方體結(jié)構(gòu),每8個(gè)構(gòu)成一個(gè)正方體,其6個(gè)面的中心有一個(gè),每個(gè)分子與12個(gè)分子緊鄰。 4.金剛石晶體是立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個(gè)C原子與另4個(gè)C原子以共價(jià)鍵形成正四面體結(jié)構(gòu),晶體中最小C環(huán)由6個(gè)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(jié)構(gòu),每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)氧原子與硅原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,形成以硅原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)。 學(xué)法建議 1.學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)要充分利用模型了解典型晶體的空間結(jié)構(gòu),糾正平面結(jié)構(gòu)的錯(cuò)覺(jué),培養(yǎng)空間想像能力??臻g想像能力較差的學(xué)生開(kāi)始可借助模型分析,慢慢地再放開(kāi)模型想像。理解晶體結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn),晶體質(zhì)點(diǎn)(原子、分子、離子)排列有規(guī)則,隔一定的距離重復(fù)出現(xiàn),有明顯的周期性;要注意與周期律、物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)內(nèi)容相聯(lián)系,要善于利用數(shù)學(xué)工具掌握計(jì)數(shù)規(guī)則,靈活應(yīng)用分析方法,如何借助已學(xué)過(guò)的典型晶體結(jié)構(gòu)(如氯化鈉晶體等)為模型進(jìn)行聯(lián)想、類比和遷移,培養(yǎng)知識(shí)的遷移能力和理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)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(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)就越高,如KF>KCI> KBr,。 (2)分子晶體:組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高,如 。 注:①分子晶體性質(zhì)比較時(shí),注意分子間有無(wú)氫鍵存在,有則首先考慮氫鍵的影響; ②在同分異構(gòu)體中,一般支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低,如沸點(diǎn)正戊烷>異戊烷>新戊烷;同分異構(gòu)體 的芳香烴及其衍生物其熔、沸點(diǎn)高低順序是鄰>間>對(duì)位化合物。 2.理解并掌握晶體類型與性質(zhì)的關(guān)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(diǎn)的比較。 (1)一般來(lái)說(shuō),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(jià)鍵鍵能通過(guò)原子半徑比較鍵長(zhǎng)(C>Si>SiC>Si)。 分子晶體的決定因素:①范氏力結(jié)構(gòu)組成相似時(shí),比較相對(duì)分子質(zhì)量(Ch>CBr>CC>C)。 ②相對(duì)分子質(zhì)量相同,比較 注:分子晶體性質(zhì)比較時(shí),注意分子間有無(wú)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(cè)、第二冊(cè)書(shū)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(gè)層次提高閱讀自學(xué)、理論聯(lián)系實(shí)際、運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如第二冊(cè)P124表5—3“幾種烯烴的物理性質(zhì)”,首先通過(guò)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(huì)有這樣的規(guī)律?最后判斷1—丁烯和2—丁烯的熔、沸點(diǎn)誰(shuí)的高?結(jié)論是怎樣分析出來(lái)的?這樣能力會(huì)大有長(zhǎng)進(jìn)。 潛能開(kāi)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(yīng)該是 晶體。試根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)推測(cè)氮化碳晶體與金剛石晶體相比較,硬度更大的應(yīng)該是 晶體,熔點(diǎn)較低的應(yīng)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(yīng)為原子晶體,又C--C鍵鍵長(zhǎng)大于CIN鍵鍵長(zhǎng),故碳氮鍵的鍵能大于C--C鍵,硬度更大的是氮化碳,熔點(diǎn)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(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。 (1)在該物質(zhì)的晶體中,每個(gè)鈦離子周圍與它最接近的且等距離的鈦離子共有 個(gè)。 (2)該晶體中,元素氧、鈦、鈣的個(gè)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(dú)占有;鈦原子位于立方體頂點(diǎn),為8個(gè)立方體所共有,所以每個(gè)立方體擁有Ti原子為個(gè);氧原子位于立方體的棱邊,為4個(gè)立方體所共有,所以每個(gè)立方體擁有O原子為12=3個(gè)。 [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(guān)系,同時(shí)還涉及化學(xué)鍵鍵能與鍵長(zhǎng)及鍵長(zhǎng)與原子半徑的關(guān)系。判斷晶體類型的主要依據(jù)是:①看構(gòu)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(shí)融會(huì)貫通,此類問(wèn)題就迎刃而解了。 思維診斷 解這類題時(shí),首先要仔細(xì)閱讀題給信息,打破平面思維定勢(shì),注意將信息、空間結(jié)構(gòu)、性質(zhì)聯(lián)系起來(lái),建立完整的立體形象。常見(jiàn)的解答技巧——點(diǎn)、面、線、心分析法,先仔細(xì)觀察粒子所處的位置,在立方晶形中粒子數(shù)目的計(jì)數(shù)方法是: (1)處于頂點(diǎn)的原子或離子同時(shí)為8個(gè)晶胞共有,每個(gè)晶胞占有1/8; (2)處于棱上的原子或離子同時(shí)為4個(gè)晶胞共有,每個(gè)晶胞占有1/4; (3)處于面上的原子或離子同時(shí)為2個(gè)晶胞共有,每個(gè)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(dá)標(biāo)訓(xùn)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(diǎn)及常見(jiàn)的性質(zhì)判斷 2.下列晶體由原子直接構(gòu)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(gòu)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(jià)鍵 B.原子晶體的熔點(diǎn)肯定高于其他晶體 C.由分子組成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一般較低 D.原子晶體中除去極性共價(jià)鍵外不可能存在其他類型的化學(xué)鍵 答案:3.C;A選項(xiàng)離子晶體中有時(shí)也含非極性共價(jià)鍵,例Na2O2;B選項(xiàng)SiO2的熔點(diǎn)為1 723℃,而鎢(W)熔點(diǎn)為3 410℃;C選項(xiàng)分子晶體一般熔點(diǎn)較低; D選項(xiàng)金剛石晶體C—C間為非極性共價(jià)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(gòu)成晶體的粒子是原子 5.下列各組物質(zhì)汽化或熔化時(shí),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(xiàng)二氧化碳克服共價(jià)鍵;C選項(xiàng)硝酸鉀克服的是離子鍵,苯克服分子間作用力;D選項(xiàng)食鹽克服離子鍵 6.下列各晶體中,含有的化學(xué)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(jià)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(jié)構(gòu)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(diǎn)從高到低的順序是 ( ) A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ 答案: 7.A 熔點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵強(qiáng)弱,共價(jià)鍵強(qiáng)弱又與各原子的原子半徑有關(guān),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(diǎn)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(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,熔、沸點(diǎn)依次升高,A選項(xiàng)HF可形成氫鍵,出現(xiàn)反常;B選項(xiàng)鉀的熔點(diǎn)高于干冰;D選項(xiàng)堿金屬隨著相對(duì)分子質(zhì)量增加,熔點(diǎn)依次降低 9.下列化學(xué)式能表示物質(zhì)分子的是 ( ) 答案: 9.C Na2SO4、KCl是離子晶體,構(gòu)成粒子是離子;SiO2是原子晶體,構(gòu)成粒子是原子;CO2是分子晶體,構(gòu)成粒子是分子 10.結(jié)合課本上干冰晶體圖分析每個(gè)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(jié)構(gòu)特點(diǎn),干冰晶體是一種立方面心結(jié)構(gòu),每個(gè)CO2周圍等距離最近的CO2有12個(gè)(同層4個(gè),上層4個(gè),下層4個(gè)) 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(gè)數(shù)比是 ,乙中a與b的個(gè)數(shù)比是 ,丙晶胞中有 個(gè)c離子,有 個(gè)d離子。 答案: 11.處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨(dú)占有,位于立方體頂點(diǎn)的粒子為8個(gè)立方體共有,位于立方體棱邊的粒子為4個(gè)立方體共有,位于立方體面的粒子為2個(gè)立方體共有,所以;丙晶胞中c離子為個(gè);d離子為個(gè) 12.參考下表中數(shù)據(jù),回答有關(guān)問(wèn)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(diǎn)與 有關(guān),隨 增大, 減小,故熔點(diǎn)依次降低。 (2)硅的鹵化物及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點(diǎn)與 有關(guān),隨著 增大,則 增大,故熔點(diǎn)依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)硅的鹵化物熔點(diǎn)高得多,這與 有關(guān),因?yàn)? ,故前者熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。 答案: 12.(1)離子半徑;離子半徑;靜電作用 (2)相對(duì)分子質(zhì)量;相對(duì)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(diǎn)取決于離子鍵的強(qiáng)弱,硅的鹵化物為分子晶體,其熔點(diǎn)取決于分子間作用力,而離子鍵比分子間作用力強(qiáng)得多。 13.單質(zhì)硼有無(wú)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(diǎn)/K 沸點(diǎn)/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(jié)構(gòu)單元是由B原子構(gòu)成的正二十面體,其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)B原子。通過(guò)觀察圖形及推算,可知此結(jié)構(gòu)單元是由于 個(gè)B原子構(gòu)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(diǎn)、硬度可知應(yīng)為原子晶體,又根據(jù)圖示可看出,每個(gè)面平均擁有的B原子數(shù),則20個(gè)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(diǎn)為190℃(Pa),但它在180℃即開(kāi)始升華。 (1)氯化鋁是 。(填“離子化合物…‘共價(jià)化合物”) (2)在500K和Pa時(shí),它的蒸氣密度(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))為11.92gL,試確定氯化鋁在蒸氣狀態(tài)時(shí)的化學(xué)式為 。 (3)無(wú)水氯化鋁在空氣中劇烈“發(fā)煙”,其原因是 。 (4)設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn),判斷氧化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是 . 答案: 1.(1)共價(jià)化合物(2) (3)氯化鋁與空氣中的水發(fā)生水解反應(yīng)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(yàn)其是否導(dǎo)電,若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物。 分析:根據(jù)氯化鋁熔點(diǎn)低及在180℃時(shí)開(kāi)始升華,判斷其為共價(jià)化合物。氯化鋁蒸氣時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量即11.9222.4=267,所以分子式為Al2Cl6。 2.簡(jiǎn)答下列問(wèn)題: 有機(jī)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(gè)磷原子以 鍵與另外的 個(gè)磷原子相結(jié)合成 結(jié)構(gòu),鍵角為 。如果把一個(gè)白磷分子的每一個(gè)p--p都打開(kāi)插入一個(gè)氧原子,則一共可結(jié)合 個(gè)氧原子,這樣得到化合物的分子式為 。 答案: 3.共價(jià);三;正四面體;60;6P4O6白磷的分子式為P4,結(jié)構(gòu)為,插入氧原子后為- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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