2020年高中化学专题1微观结构与物质的多样性第三单元从微观结构看物质的多样性第2课时不同类型的晶体讲义+素养练含解析苏教版必修2.doc
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1、第2课时 不同类型的晶体学习目标核心素养建构1.熟知晶体的类型及其分类依据,学会判断晶体类型的方法。2.知道晶体类型与物质性质的关系,会比较晶体的熔、沸点。知 识 梳 理一、晶体【自主思考】1.晶体的外部特征就是具有规则的几何外形,晶体的宏观外部特征与微观内部结构有什么关系?提示晶体的外部特征就是具有规则的几何外形,是因为在晶体内部构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列。即晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。二、几种常见的晶体类型1.离子晶体(1)概念:离子晶体是由离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成的。(2)构成粒子为阴、阳离子。(3)作用力为离子键。(4)性
2、质:熔点较高 、硬度较大。 固态时不导电,在熔融状态下或水溶液中能够导电。 2.分子晶体(1)概念:分子晶体是由分子所构成的物质所形成的晶体。(2)构成微粒:分子。(3)作用力:分子间作用力。(4)性质:硬度小,熔、沸点低,晶体不导电。3.原子晶体(1)概念:原子晶体是由原子间通过共价键结合形成的空间网状结构。 (2)构成微粒:原子。(3)作用力:共价键。(4)性质:熔、沸点高,硬度大,一般不导电。【自主思考】2.分析几种常见晶体模型(氯化钠晶体、干冰晶体、二氧化硅晶体),指出晶体内微粒间的关系?提示(1)离子晶体NaCl的结构由图中可以看出,构成氯化钠晶体的微粒是Na和Cl,微粒间的相互作用
3、力是离子键,氯化钠晶体中不存在氯化钠分子,所以NaCl不表示氯化钠的分子式,仅表示在NaCl晶体中钠离子与氯离子的个数比是11。在每个钠离子周围与它等距离最近的氯离子有6个,同样,与每个氯离子等距离最近的钠离子也为6个。每个钠离子周围与它等距离最近的钠离子有12个,同样,与每个氯离子等距离最近的氯离子也为12个。(2)分子晶体干冰晶体的结构模型从图中可看出,构成干冰晶体的微粒是CO2分子,微粒间的相互作用力是分子间作用力,二氧化碳分子位于立方体的8个顶点和六个面心,每个二氧化碳分子周围等距离紧邻有12个二氧化碳分子(同层4个,上层4个,下层4个)。干冰汽化时只需克服分子间作用力,对其分子内的共
4、价键无影响。(3)原子晶体二氧化硅晶体结构模型 从图中可以看出,构成石英晶体的微粒是Si原子和O原子。微粒间的相互作用力是共价键,在SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子紧邻成键,每个O原子与2个Si原子紧邻成键,晶体中Si原子数与O原子数之比为12,Si原子与SiO键数目之比为1 4。在石英晶体中,不存在SiO2分子,SiO2表示的意义是晶体中硅原子与氧原子的个数比为12。效 果 自 测1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)58.5 g NaCl晶体中含6.021023个NaCl分子。()(2)晶体中微粒间一定存在化学键。()(3)晶体一定是无色透明固体。()(4)晶体具有固定的熔
5、沸点。()答案(1)(2) (3)(4) 2.下列各组物质形成的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()A.SO2和SiO2 B.CO2和SO3C.NaCl和HCl D.H2O2和Na2O2解析SO2、SO3、CO2、H2O2、HCl是共价化合物,形成的是分子晶体;SiO2形成的是原子晶体;NaCl和Na2O2形成的是离子晶体。答案B探究一、几种常见晶体比较【合作交流】1.金刚石、氯化钠和雪花分别属于哪类晶体?构成的粒子分别是什么?提示原子晶体、碳原子;离子晶体、Na和Cl;分子晶体、H2O分子。2.干冰中含有哪几种作用?提示分子间作用力、共价键。【点拨提升】几种常见晶体比较晶体类型离子
6、晶体原子晶体分子晶体金属晶体组成晶体的微粒阳离子和阴离子原子分子阳离子和自由电子组成晶体微粒间的相互作用离子键共价键范德华力(有的还有氢键)金属键典型实例NaCl金刚石、晶体硅、SiO2、SiC冰(H2O)、干冰(CO2)铜、金、银、镁、铝晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低熔沸点较高(个别例外)导热性不良不良不良良好导电性固态不导电,熔化或溶于水能导电差差好机械加工性能不良不良不良较好硬度略硬而脆高硬度硬度较小相差幅度大【典题例证1】下表给出几种物质的熔、沸点:NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/801710180682 300沸点/1 4651 418
7、160572 500判断下列有关说法中错误的是()A.SiCl4是分子晶体B.单质B可能是原子晶体C.AlCl3加热能升华D.NaCl中离子键的强度比MgCl2中的小解析由表中所给熔、沸点数据,可知SiCl4的熔、沸点最低,应为分子晶体;单质B的熔、沸点最高,因此为原子晶体;AlCl3的沸点低于熔点,故可升华;NaCl的熔点高于MgCl2的熔点,表明NaCl中离子键的强度比MgCl2中的大。答案D【学以致用1】下列每组物质发生状态变化时,所克服的微粒间的相互作用属于同种类型的是()A.食盐和蔗糖熔化 B.钠和硫熔化C.碘和干冰升华 D.二氧化硅和氧化钠熔化解析食盐、氧化钠均为离子晶体,熔化时破
8、坏离子键;碘、干冰、蔗糖、硫均为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力;二氧化硅为原子晶体,熔化时破坏共价键;钠为金属晶体,熔化时破坏金属键。答案C探究二、晶体熔沸点比较【合作交流】3.不同类型晶体之间熔点大小关系如何?提示一般地,晶体熔点的大小顺序为:原子晶体离子晶体分子晶体。4.为什么不同类型的晶体熔点、硬度有较大差异?提示原子晶体、离子晶体、分子晶体中的结构微粒间的相互作用力分别为共价键、离子键、分子间作用力,且依次减弱,这就决定了要改变微粒的位置或状态所需能量的多少,也就造成了性质上的差异。因此,一般来说晶体熔点、硬度大小顺序为:原子晶体离子晶体分子晶体。【点拨提升】熔沸点高低判断1.先看晶
9、体的类型不同晶体类型的物质其熔点的一般规律为:原子晶体离子晶体分子晶体;但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞、铯等。2.同一晶体类型的物质,需比较晶体内部结构粒子间作用力,作用力越大,熔沸点越高(1)原子晶体:要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚石碳化硅晶体硅。(2)离子晶体:要比较离子键的强弱,一般地说,阴、阳离子的电荷数越大,离子半径越小,则离子间作用就越强,其离子晶体熔沸点越高。如熔点:MgONaClKCl。(3)分子晶体:含有氢键的分子晶体,熔沸点较高。若无氢键,且组成和结构相似的物质,
10、相对分子质量越大,熔沸点越高,如:熔沸点: HIHBrHCl。由上述可知,同类晶体熔沸点比较思路为:原子晶体共价键键能键长原子半径;分子晶体分子间作用力相对分子质量;离子晶体离子键强弱离子所带电荷多少、离子半径。【典题例证2】下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是()A.金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅B.CI4CBr4CCl4CF4C.MgOO2N2H2OD.金刚石生铁纯铁钠解析A中同属原子晶体,熔沸点高低主要看共价键强弱,显然晶体硅碳化硅,A错误;B中都是组成结构相似的分子晶体,熔沸点高低取决于相对分子质量的大小,B正确;C中水在常温下是液体,很明显H2OO2N2,C错误;D中生铁为铁合金,熔点
11、低于纯铁,错误。答案B【学以致用2】有关晶体的下列说法中,正确的是()A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定B.原子晶体中共价键越强,熔点越高C.冰融化时水分子中共价键发生断裂D.氯化钠熔化时离子键未被破坏解析A选项中晶体中分子间作用力大小与分子的稳定性没有关系;C选项中冰融化时水分子中共价键不发生断裂;D选项中氯化钠熔化时离子键被破坏。答案B1.下列物质呈固态时必定属于分子晶体的是()A.非金属氧化物 B.金属氧化物C.非金属单质 D.常温下呈气态的物质解析二氧化硅是非金属氧化物,属于原子晶体,故A错误;氧化钠是金属氧化物,属于离子晶体,故B错误;金刚石是非金属单质,属于原子晶体,故C错误;
12、常温下呈气体的物质,说明其熔、沸点都很低,属于分子晶体,故D正确。答案D2.下列各组物质中前者的熔点高于后者的是()A.干冰与固态二硫化碳 B.NaCl晶体与KCl晶体C.晶体硅与金刚石 D.干冰与碘晶体解析离子半径NaKCl;原子半径C晶体硅。答案B3.下列说法正确的是()A.原子晶体中的相邻原子都以共价键相结合B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂D.Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为11解析金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高,如Hg常温下为液态,B错;干冰为分子晶体,升华时克服分子间作用力,分子内共价键不变,C错;Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1
13、2,D错。答案A4.下列物质中,化学式能准确表示物质的分子组成的是()A.氯化钠晶体(NaCl) B.干冰(CO2)C.水晶(SiO2) D.氩气(Ar2)解析A项,氯化钠晶体是离子晶体,而离子晶体中没有单个分子,错误;C项,SiO2是原子晶体,原子晶体中没有单个分子,错误;D项,氩气是单原子分子,错误。答案B5.(1)K2SO4熔化,粒子间克服了_的作用;二氧化硅熔化,粒子间克服了_的作用;碘的升华,粒子间克服了_的作用。(2)下列六种晶体:CO2、NaCl、Na、Si、CS2、金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为_(填序号)。(3)A、B、C、D四种晶体的性质如下,判断其晶体类型:A:固态时
14、能导电,能溶于盐酸,_。B:能溶于CS2,不溶于水,_。C:固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,_。D:固态、液态时均不导电,熔点为3 500 ,_。解析(1)K2SO4是离子晶体,离子晶体熔化时需要克服离子键;二氧化硅是原子晶体,原子晶体熔化时需克服共价键;碘为分子晶体,熔化时需克服分子间作用力。(2)先把六种晶体分类。原子晶体:;离子晶体:;金属晶体:;分子晶体:。由于C原子半径小于硅原子半径,所以金刚石的熔点高于晶体硅的熔点。CO2和CS2同属于分子晶体,CS2的熔点高于CO2。Na在常温下呈固态,而CS2是液态,CO2是气态,所以Na的熔点高于CS2和CO2的熔点。(3)据四种晶体的
15、性质即可判断四种晶体分别为金属晶体、分子晶体、离子晶体、原子晶体。答案(1)离子键共价键分子间作用力(2)(3)金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体课时作业基础巩固1.我们熟悉的食盐、金属、刨冰、钻石、水晶等都是晶体;而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中,正确的是()A.是否具有规则几何外形的固体B.是否具有固定组成的物质C.是否具有美观对称的外形D.内部构成微粒是否在空间呈有规则的重复排列解析有规则几何外形或美观对称的固体不一定都是晶体,如玻璃; 具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也具有固定的组成。晶体和非晶体的本质区别在于微观结构不同。答案D2.下列
16、晶体中属于原子晶体的是()A.氖 B.食盐C.干冰 D.金刚石解析氖、干冰属于分子晶体,食盐属于离子晶体,金刚石属于原子晶体。答案D3.下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关的是()A.F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析A项,F2、Cl2、Br2、I2形成的晶体为分子晶体,熔化时仅破坏分子间作用力,与化学键无关;B项,热稳定性是指物质受热分解的难易程度,而HX分解时要破坏HX键,从HF到HI其键能依次减小,故其稳定性依次减弱;C项,由于金刚石中
17、碳碳键的键能大于晶体硅中硅硅键的键能,因此金刚石的硬度、熔点、沸点较晶体硅高;D项,NaX为离子晶体,熔化时破坏离子键。答案A4.下列说法正确的是()A.氯化氢溶于水能电离出H、Cl,所以氯化氢是离子化合物B.碘晶体受热转变成碘蒸气,破坏了共价键C.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体D.加热氧化镁使之熔化克服的是共价键解析氯化氢是共价化合物,故A项错误;碘晶体受热转变成碘蒸气,破坏了分子间作用力,故B项错误;CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故C项正确;加热氧化镁使之熔化克服的是离子键,故D项错误。答案C5.下表列出的对晶体的说明中,错误的是(
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