2022年高考化学一轮复习教案化学键与晶体类型 .pdf

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1、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理解离子键、共价键的涵义，了解键的极性。2了解几种晶体类型（离子晶体、原子晶体、分子晶体）及其性质。知识规律总结一、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化学键分子间作用力概念相邻的原子间强烈的相互作用叫化学键把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力作用范围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、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对

2、所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学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属元素非金属与非金属元素金属内部实例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非极性键极性键概念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能力相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力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、分子的极性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归

3、纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页学习必备欢迎下载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原因整个分子的电荷分布均匀，对称整个分子的电荷分布不均匀、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常见分子的类型与形状表 4-5 常见分子的类型与形状比较分子类型分子形状键角键的极性分子极性代表物A 球形非极性He、Ne A2直线形非极性非极性H2、O2AB 直线形极性极性HCl、NO ABA 直线形180极性非极性CO2、CS2ABA 角形180极性极性H2O、SO2A4正四面体形60非极性非极性P4AB3平面三

4、角形120极性非极性BF3、SO3AB3三角锥形120极性极性NH3、NCl3AB4正四面体形10928极性非极性CH4、CCl4AB3C 四面体形10928极性极性CH3Cl、CHCl3AB2C2四面体形10928极性极性CH2Cl23分子极性的判断（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。注意：判断 ABn型分子可参考使用以下经验规律：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；若中心原子有孤对电子（未参与成键

5、的电子对）则为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。五、晶体类型1分类表 4-6 各种晶体类型的比较离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体存在微粒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 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页学习必备欢迎下载极性溶剂，熔化时能够导电，溶沸点高多数溶剂，导电性差，熔沸点很高液能够导电，溶沸点低电 和 热 的 良导体， 熔沸点高或低实例食盐晶体金刚石氨、氯化氢镁、铝2物质溶沸点的比较（1）不同类晶体：

6、一般情况下，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，则熔沸点高，反之则小。离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。分子晶体：对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。原子晶体：键长越小、键能越大，则熔沸点越高。（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 “相似相溶”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断【例 1】下列叙述正确的是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 Ca

7、O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，故选项A错误。 CCl4是含有极性键的非极性分子，故选项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，故选项C 正确。甲烷分子为正四面体形的非极性分子，故选项D 错误。本题正确答案为C。【例 2】关于化学键的下列叙述中，正确的是A.离子化合物可能含共价键B.共价化合物可能含离子键C.离子化合物中含离子键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，一定属于离子化合物，所以共价化合物中不

8、可能含有离子键。本题正确答案为ACD 。二、熔沸点判断【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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页学习必备欢迎下载置是交替的。在下列三种晶体金刚石、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，而且结构相似都是正四面体形的空间网状结构，所以晶体的熔点由微粒间的共价键强弱决定，这里共价键强弱主要由键长决定，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，所以键的强弱顺序为CCC

9、SiSi Si ，熔点由高到低的顺序为金刚石碳化硅 晶体硅。本题正确答案为A。三、晶体结构知识的应用【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SiO44-的结构如图4-2 所示，二聚硅酸根离子Si2O76-中，只有硅氧键，它的结构可表示为_。【解析】由图 4-1 可以看出：每个硅原子周围结合4 个氧原子，同时每个氧原子跟2个硅原子结合，因此二氧化硅晶体（石英）是由氧、硅原子按原子个数12 组成的立体空间网状结构的原子晶体。Si2O76-只有硅氧键，根据SiO44-的结构图可得Si2O76-的结构图见图4-3 。【例 5】（1）

10、中学化学教材中图示了NaCl 晶体结构， 它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl 相同， Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a10-8cm，计算 NiO晶体的密度（已知NiO 的摩尔质量为74.7g/mol ） 。（2）天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Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个 Ni3+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，试计算该晶体中Ni3+与 Ni2+的离子数之比。精选学习资料 - - - - - - - - -

11、名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页学习必备欢迎下载【解析】晶胞中阴、阳离子个数的确定通常采用“原子分割法”，具体如下：处于顶点的离子，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，则完全属于该晶胞，该离子数目为1。要确定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，最后求出密度。本题解答如下：（1）如图 4-5 所示，以立方体作为计算单元，此结构中含

12、有Ni2+ O2-离子数为： 481=21（个），所以 1 mol NiO 晶体中应含有此结构的数目为6.02 102321=12.041023（个），又因一个此结构的体积为（a10-8cm）3，所以 1 mol NiO 的体积应为12.041023（a10-8）cm3，NiO 的摩尔质量为74.7g/mol ，所以 NiO 晶体的密度为3823)10(1004.127.74a=362a（g/cm3）（2）解法一（列方程） ：设 1 mol Ni0.97O 中含 Ni3+为 x mol，Ni2+为 y mol，则得解得 x=0.06,y=0.91，故 n(Ni3+)n(Ni2+)=691 解法

13、二（十字交叉） ：由化学式Ni0.97O求出 Ni 的平均化合价为2/0.97 ，则有故 n(Ni3+)n(Ni2+)=691。基础知识精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页学习必备欢迎下载1化学键化定义学键类型相邻的原子之间强烈的相互作用离子键共价键概念间通过形成的化学键间通过（电子云重叠）所形成的化学键成键微粒作用方式实例CaCl2、Na2O2、NaOH、NaH Cl2、CCl4、H2O、HF、HNO3 用电子式表示形成过程MgCl2: N2: 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

14、 子键的极性分子极性双 原 子N2O2Cl2HCl CO NO 三 原 子CO2CS2H2O H2S 四 原 子BF3NH3五 原 子CH4CCl4CH3Cl CH2Cl23思考：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性质熔沸点硬度导电性导热性延展性溶解性典 型 实 例NaCl KBr等金刚石、二氧化硅等H2 O2、冰、干冰等Fe、Cu、Hg、合金等一、选择题1下列物质的化学式中，具有非极性键的离子化合物是（）A.Na2O B.MgF2C.NaOH D.Na2O2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

15、结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页学习必备欢迎下载2实现下列变化时，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，下列有关 IBr 的叙述中，正确的是（）A.固体 IBr 是分子晶体B.在很多反应中IBr 是强氧化剂C.IBr跟水反应时，它既是氧化剂又是还原剂D.跟 NaOH 溶液反应生成NaBr 和 NaIO 4下列分子的结构中，原子的最外层不

16、能都满足8 电子稳定结构的是（）A.CO2B.PCl3C.CCl4D.NO2 5已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D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下列电子式中，正确的是（）7下列叙述正确的是（）A.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一定是共价化合物C.只要是离子化合物，其熔点就一定比共价化合物的熔点高D.只要含有金属阳离子，则此物质中必定存在阴离子8NH 键能的含义是（）精选学习资料 - - - -

17、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页学习必备欢迎下载A.由 N 和 H 形成 1 mol NH3所放出的热量B.把 1 mol NH3的键全部拆开所吸收的热量C.拆开 6.02 1023个 N H 键所吸收的能量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，下列说法正确的是（）A.若 X的原子序数为m，则 Y的必为 m-4 B.XY3的晶体一定是离子晶体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下列液体的细流，细流会发生偏转的是（）A.苯B.二硫化

18、碳C.溴水D.四氯化碳11下列化学式可表示一个分子的是（）A.SiO2B.NH4Cl C.CCl4D.C 12下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（）A.SO2和 SiO2B.NaCl和 HCl C.CCl4和 KCl D.CO2和 H2O 13NH3、H2S是极性分子， CO2、BF3、CCl4等是极性键构成的非极性分子。根据上述实例可推出 ABn型分子是非极性分子的经验规律是（）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、非选择题14下表所列数据是在不同

19、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，但根据一个较为可靠的原则可估计a、b、c、d 的大小顺序为 _，该原则可简述为_。键长（ pm）键能（ kJ/mol ）O22-149 a O2-128 b O2121 c=494 O2+112 d=628 15在金刚石的网状结构中，含有由共价键形成的碳原子环，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）。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -

20、第 8 页，共 12 页学习必备欢迎下载这两种离子在空间三个互相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+离子的周围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_（填计算式） ，Na+离子的个数等于_，即 _（填计算式）。（4）设 NaCl 的摩尔质量为M g/mol ，食盐晶体的密度为g/cm3，阿伏加德罗常数

21、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。观察图形，试说明每个CO2分子周围有 _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 顺 序 是_（填写相应物质的编号）。18晶体具有规则的几何外形，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，x 值小于 1。测知 FexO 晶体密度为g/cm3，晶胞边长为4.2810-10m。精选学习资料 - - - - - - -

22、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页学习必备欢迎下载（1）FexO 中 x 值（精确至0.01）为 _。（2）晶体中的Fe分别为 Fe2+、Fe3+，在 Fe2+和 Fe3+的总数中， Fe2+所占分数 （用小数表示，精确至 0.001）为 _。（3）此晶体化学式为_。（4）与某个Fe2+（或 Fe3+）距离最近且等距离的O2-围成的空间几何构型形状是_。（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

23、加入稀HNO3酸化后，滴入AgNO3溶液，产生不溶性的白色沉淀，回答下列问题：（1）写出 A的名称和电子式，并指出它是否是极性分子？其稳定性比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？其稳定性比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，具体指明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

24、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）写出下列元素的符号：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知识1化学键化定义学键类型相邻的原子之间强烈的相互作用离子键共价键概念离子间通过静电作用形成的化原子间通过共用电子对（电子云重精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

25、 10 页，共 12 页学习必备欢迎下载学键叠）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、HF、HNO3 用电子式表示形成过程MgCl2: N2: 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HCl CO NO 极性键极性分子三 原 子直线型CO2CS2极性键非极性分子折线型H2O H2S 极性键极性分子四 原 子平面正三角形BF3极性键极性分子三角锥NH3极性键极性分子五 原 子正四

26、面体CH4CCl4极性键非极性分子四面体CH3Cl CH2Cl2极性键非极性分子3思考：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性质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、少部分小导电性不良（熔融或水溶液导电）绝缘体半导体不良晶体、熔融均导电导热性不良不良不良良延展性不良不良不良良溶解性易 溶 于 极 性 溶剂 难 溶 于 有 机溶剂不溶相似相溶难溶（ Na 等与水反应）1.D 2.B 3.C 4.D 5.B 6.C 7.D 8.C 9.D

27、10.C 11.C 12.D 13.B 14.dcba 键长越短，键能越大15.6 109 28精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页学习必备欢迎下载(2)12 (3)4;Cl-个数 =881+621=4；4；Na+个数 =1241+1=4 （ 4）d=2)2(23ANM17.(1)12 (2) 18.(1)0.92 (2)0.826 (3)20.76Fe30.16FeO (4) 正八面体（5）3.0310-10 19.(1)氨电子式略极性分子稳定性： H2ONH3PH3;(2)氯化氢电子式略极性分子稳定性： HFHClHBrH2S 酸性 :HBrHClH2SHF ； （3）氯化铵电子式略N H极 性 键NH4+、 Cl-离 子 键离 子 化 合 物（ 4 ） NH3+HClNH4Cl NH4Cl+NaOHNaCl+NH3 +H2O NH4+OH-NH3+H2O NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3Cl-+Ag+AgCl20.(1)Na、Si、P;(2)氯化镁电子式略； （3）Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O;(4)原子， 4n 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页