2019-2020年高中化學(xué) 1.1《離子晶體、分子晶體與原子晶體》學(xué)案 舊人教版選修.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.1《離子晶體、分子晶體與原子晶體》學(xué)案 舊人教版選修 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的初步知識 2．初步認識分子間作用力、氫鍵 3．培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和進一步認識“物質(zhì)的性質(zhì)決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)”的客觀規(guī)律 二、教學(xué)重、難點： 重點：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型；晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系 難點：離子晶體、分子晶體和原子晶體的熔、沸點的比較；導(dǎo)電性的比較；氫鍵 三、教學(xué)方法： 以學(xué)生自學(xué)為主，重點引導(dǎo)學(xué)生一起討論，教師展示模型進行精講，并以練習(xí)進行鞏固和提高。 四、教學(xué)設(shè)計： [自學(xué)]請同學(xué)看教材彩圖和P1頁的圖，閱讀緒論部分。 一、晶體的概念 1. 晶體：微觀粒子在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)的排列成而成具有規(guī)則的幾何外形的固體。 2. 晶胞：晶體中切割出一個能代表晶格一切特征的最小單元,稱為晶胞。[即晶體可重復(fù)的最小單元] [練習(xí)1]下列物質(zhì)哪些屬于晶體（ ），并指出構(gòu)成晶體的微粒。 A、二氧化碳氣體 B、玻璃 C、液態(tài)汞 D、干冰 E、冰 F、固態(tài)氖 G、萘 H、氫氧化鈉固體 I、金剛石 J、固態(tài)鐵 [自學(xué)]請閱讀教材P2—3頁離子晶體部分，并完成下列知識的整理。 3、離子晶體： 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體 陰陽離子 離子鍵 較大 較高 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)導(dǎo)電 大多數(shù)金屬氧化物、大多數(shù)鹽、強堿 [練習(xí)2]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖，圖中直線交點處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。 (1) 請將其代表Na+的用筆涂黑圓點，以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖？ (2) 確定晶體的晶胞，分析其構(gòu)成？ (3)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的Na+共有多少個? [答案] (1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞 (2)在晶胞中Na+與Cl-個數(shù)比為1:1. (3)12個 [講解時展示模型] [練習(xí)3]對于離子晶體，下列說法正確的是（ A ） A.固態(tài)離子化合物一定是離子晶體 B.離子晶體中一定含有離子鍵，不可能有非極性共價鍵 C.離子晶體的固態(tài).液態(tài)和其水溶液都能導(dǎo)電 D.碳酸鈣的分子式為：CaCO3 [練習(xí)4]教材P2頁上說“NaCl的熔點為8010C，沸點為14130C；CsCl的熔點為6450C，沸點為12900C。”。請你試著從離子鍵的角度分析其原因。 因為鈉離子的半徑比銫離子半徑小，故氯化鈉的離子鍵鍵能大于氯化銫，所以其熔沸點高一些。 [總結(jié)]：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，其離子鍵的鍵能越大，離子晶體的熔、沸點越高。 [練習(xí)5]下列物質(zhì)中，熔點最高的是（ D ），熔點最低的是（ C ） A、Na2O B、MgCl2 C、K2S D、Al2O3 [自學(xué)] 請閱讀教材P3—5頁分子晶體部分，并完成下列知識的整理。 4、分子晶體 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 分子間通過分子間作用力相結(jié)合而成的晶體 分子 范德瓦耳斯力、氫鍵 小 低 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)不導(dǎo)電 大多數(shù)非金屬單質(zhì)（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(shù)有機物（除有機鹽外） a、范德瓦耳斯力： ①定義：把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力，又稱范德瓦耳斯力。 ②大?。悍肿娱g作用力很弱，對組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)而言，分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，遠遠小于化學(xué)鍵的鍵能。 ③對化合物性質(zhì)的影響：分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。 b、氫鍵： ①定義：化合物分子中凡是和電負性較大的原子相連的氫原子都有可能再和同一分子或另一分子內(nèi)的另一電負性較大的原子相連接，這樣形成的鍵，叫氫鍵。 —OH —NO2 ②表示方法：氫鍵通常可用通式X-H…Y表示。X和Y代表F，O，N等電負性大、原子半徑較小，且含孤對電子的原子。 ③類型：分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。如：F—H….F， ④大?。簹滏I的鍵能在10-40KJ/mol，比范德瓦耳斯力稍大，比化學(xué)鍵鍵能小得多。原子的氧化性越強，其形成的氫鍵鍵能就越大。 ⑤對化合物性質(zhì)的影響：使化合物熔、沸點升高；使固體的體積和形狀的變化；改變物質(zhì)的溶解度等。 [練習(xí)6]下列說法中，正確的是（ C ） A.分子晶體中一定存在共價鍵，也可能存在離子鍵 B.構(gòu)成分子晶體的微粒一定是分子，不可能是離子或原子 C.碘的熔點和沸點較低，其原因是碘晶體中分子間作用力較弱 D.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致 E.冰.水和水蒸氣中都存在氫鍵 F.SiH4的沸點比CH4高，其主要原因為SiH4分子間會產(chǎn)生氫鍵，CH4則不會 [練習(xí)7]下列情況中，不存在氫鍵的是（ D ） A.純H2O中的H2O分子之間 B.液態(tài)HF中的HF分子之間 C.NH3H2O分子中的NH3與H2O之間 A： B： D.可燃冰CH4nH2O中的CH4與H2O之間 [練習(xí)8] 現(xiàn)有A、B兩有機物，結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示， 、 A可通過分子內(nèi)氫健形成了一個六元環(huán)， 而B只能通過分子間氫健締合 。 ⑴若用“ ”表示硝基、用“．．．”表示氫鍵，畫出A分子形成分子內(nèi)氫鍵時的結(jié)構(gòu)__ _ _。 ⑵A、B分別溶于水， 的溶解度稍大些。（填A(yù)或B） ⑶工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法分離A、B的混合物，則首先被蒸出的成分是__ ___。（填A(yù)或B） [練習(xí)9]下圖為二氧化碳晶體的一個晶胞[黑點表示二氧化碳分子]，請認真分析回答下列問題。 1、處于晶胞中頂點的二氧化碳分子屬于 8 個晶胞。 2、處于晶胞中面心的二氧化碳分子屬于 2 個晶胞。 3、一個二氧化碳晶胞中實際上有 4 個二氧化碳分子。 4、每個CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為 12 個。 c、相似相溶原理：即相近相溶原理。 [自學(xué)] 請閱讀教材P5—7頁原子晶體部分，并完成下列知識的整理。 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 原子 共價鍵 大 高 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)不導(dǎo)電 金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅、碳化硅、晶體硼等 [練習(xí)10]右圖是二氧化硅和金剛石晶體的部分結(jié)構(gòu)圖，請回答下列問題。 1、二氧化硅晶體中黑色原子代表 O 原子。 2、構(gòu)成二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的最小環(huán)是由 12 個原子構(gòu)成的，其中有 6 個氧原子。1 mol SiO2中有 4 mol硅氧鍵。 3、構(gòu)成金剛石晶體結(jié)構(gòu)的最小環(huán)是由 6 個原子構(gòu)成的。 4、晶體硅也是原子晶體，其結(jié)構(gòu)類似金剛石，請分析晶體硅和金剛石哪個的熔點高？[金剛石] [自我檢測題] 一、選擇題 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 2．下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是（ ） A．固態(tài)氫 B．固態(tài)氖 C．磷 D．三氧化硫 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)其熔點一定較低 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(xué)鍵 4．下列各組物質(zhì)中，形成的晶體完全是分子晶體的是（ ） A．CO2、Ar、SiO2 B．H2O、CO2、I2 C．PH4I、H2O2、CCl4 D．SO3、SiC、Al2Cl6 5．下列各組物質(zhì)氣化或熔化時，所克服的微粒間作用力完全相同的是（ ） A．碘的升華和干冰氣化 B．二氧化硅和干冰熔化 C．苯和硝酸鉀熔化 D．食鹽和冰熔化 6．下列各晶體中，含有的化學(xué)健類型相同且晶體類型也相同的一組是（ ） A．SiO2和SO2 B．SiO2和NaCl C．NaCl和HCl D．CCl4和CH4 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，它們的熔點從高到低的順序是（ ） A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 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．CI4、CBr4、CCl4、CF4 D．Li、Na、K、Rb 9．下列過程中，共價鍵被破壞的是（ ） A．碘升華 B．溴蒸氣被木炭吸附 C．酒精溶于水 D．HCl氣體溶于水 10．在金剛石的晶體中，含有由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個碳原子上任意兩個C--C鍵間的夾角是（ ） A．6個120 B．5個108 C．4個10928′ D．6個10928′ 11．共價鍵、離子鍵、分子間作用力都是微粒間的作用力，下列物質(zhì)中含有以上兩種作用力的晶體是（ ） A．SiO2 B．CCl4 C．NaCl D．NaOH 二、填空題 12．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，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。 13．參考下表中數(shù)據(jù)，回答有關(guān)問題 物質(zhì) NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔點／℃ 995 801 755 651 —90. 2 —70. 4 5．2 120．5 物質(zhì) NaCl KCl RbCl CsCl SiCl4 GeCl4 SnCL4 PbCl4 熔點／℃ 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(guān)，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(guān)，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(yīng)硅的鹵化物熔點高的多,這與__________有關(guān)，因為___________，故前者熔點遠遠高于后者。 14．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) 硬度(moh) >3823 5100 10 1683 2628 7．0 2573 2823 9．5 (1)晶體硼的晶體類型屬于_________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(jié)構(gòu)單元是由___________個B原子構(gòu)成，其中B—B鍵間的夾角是_______________。 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．B H2是雙原子分子，氖(Ne)是單原子分子是分子晶體，P包括白磷(P4)、紅磷，其不是單原子分子，SO3是多原子分子。 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1723℃，而鎢(W)熔點3410℃ 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．B SiO2是原子晶體；PH4I與NH4Cl一樣是離子化合物;SiC是原子晶體 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；C選項食鹽克服離子鍵 6．D．SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4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，SO2、HCl、CCl4、CH4形成的都是分子晶體 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(guān)，C的原子半徑小于Si的原子半徑 8．CD 組成和結(jié)構(gòu)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．D HCl是共價化合物，溶于水在水分子作用下電離生成H＋或Cl－，共價鍵被破壞 10．D 根據(jù)金剛石的棱型結(jié)構(gòu)特點可知最小環(huán)上碳原子數(shù)為6個，任意兩個C—C鍵間夾角為10928′ 11．BD A選項SiO2只有共價鍵；B選項CCl4既有共價鍵，又有分子間作用力；C選項只有離子鍵；D選項NaOH既有共價鍵，又有離子鍵 12．x:y＝4:3 a：b＝1：1 4個c 4個d 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有，位于立方體頂點的微粒為8個立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為四個立方體共有，位于立方體面的微粒為兩個立方體共有，所以x:y＝l：61／8＝4：3；a:b=1:81／8＝1：1；丙晶胞中c離子為121／4+1＝4(個)；d離子為81／8+61／2＝4(個) 13．(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；范德華力 (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。 14．(1)原子 (2)12；60 根據(jù)B的熔沸點、硬度可知應(yīng)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)1／53＝0．6，則20個面共有B原子數(shù)為0．620＝12，B—B鍵夾角為60