2020版高考化学总复习 专题十一 微粒间作用力与物质性质教学案 苏教版 联系客服

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课时3 微粒间作用力与物质性质

[2020备考·最新考纲]

1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质;了解金属晶体常见的堆积方式。4.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。5.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。

考点一 晶体的常识和常见四种晶体性质

(考点层次B→共研、理解、整合)

1.晶体 (1)晶体与非晶体

结构特征 自范性 性质 特征 二者区 别方法 (2)晶胞 ①概念:描述晶体结构的基本单元。 ②晶体中晶胞的排列——无隙并置 a.无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 b.并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 (3)晶格能

①定义:气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJ·mol。 ②影响因素

a.离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。 b.离子的半径:离子的半径越小,晶格能越大。 ③与离子晶体性质的关系

晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,且熔点越高,硬度越大。 提醒:①具有规则几何外形的固体不一定是晶体,如玻璃。

②晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”,但不一定是最小的“平行

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晶体 结构微粒周期性有序排列 有 固定 各向异性 看是否有固定的熔点 对固体进行X-射线衍射实验 非晶体 结构微粒无序排列 无 不固定 各向同性 熔点 异同表现 间接方法 科学方法 六面体”。

2.四种晶体类型的比较

类型 比较 构成粒子 粒子间的相 互作用力 硬度 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子 晶体 阴、阳 离子 离子键 分子 范德华力 (某些含氢键) 较小 原子 金属阳离子、 自由电子 金属键 有的很大, 有的很小 有的很高, 有的很低 常见溶剂 难溶 共价键 很大 较大 熔、沸点 较低 很高 较高 大多易溶 于水等极 性溶剂 晶体不导电,水溶解性 相似相溶 难溶于任 何溶剂 一般不具有导电性,个别为半导体 导电、传热性 一般不导电,溶于水后有的导电 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属电和热的良导体 溶液或熔融态导电 部分非金属单质(如金刚石、硅、金属单质与合金晶体硼),部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱物质类别及举例 氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) (如Na、Al、Fe、(如KOH、NaOH)、青铜) 绝大部分盐(如NaCl) 3.晶体熔沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较

①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较 ①原子晶体:

原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高 如熔点:金刚石>碳化硅>硅。

②离子晶体:

a.一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。

b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。 ③分子晶体:

a.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

b.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。

d.同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

④金属晶体:

金属离子半径越小,离子电荷数越多,金属阳离子与自由电子静电作用越强,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。

提醒:①常温下为气态或液态的物质,其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。

②原子晶体中一定含有共价键,而分子晶体中不一定有共价键,如稀有气体的晶体。 ③原子晶体熔化时,破坏共价键,分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力,分子内的共价键不被破坏。

教材

VS

高考

1.(SJ选修3·P637改编)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( ) A.Si和CO2 C.CH4和H2O

B.NaBr和O2 D.HCl和KCl

解析 A项,晶体类型不同;B项,化学键和晶体类型均不同;D项,化学键和晶体类型均不同。 答案 C

2.(RJ选修3·P848、9、10整合)下列说法正确的是________。 A.Na2O和SiO2熔化克服的作用力属于同种类型

B.氯化钠和HCl溶于水克服的作用力均是离子键

C.HF、HCl、HBr、HI中的熔点HF反常高的原因是HF分子之间能形成氢键

D.某晶体的熔点为112.8 ℃,溶于CS2、CCl4等溶剂,可推导该晶体可能为分子晶体 解析 A项,Na2O和SiO2熔化克服的作用力分别为离子键和共价键;B项,NaCl和HCl溶于水克服的作用力分别是离子键和共价键。 答案 CD

3.(溯源题)(1)[2020·课标全国Ⅲ,37(5)]GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以________键键合。

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(2)[2020·课标全国Ⅰ,37(4)]CO能与金属Fe形式Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于________晶体。

(3)[2020·课标Ⅰ理综,37(1)]准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(4)[2020·重庆理综,8(3)]MgO的熔点比BaO的________(填“高”或“低”)。 答案 (1)原子晶体 共价 (2)分子 (3)X-射线衍射 (4)高

探源:本高考题组源于教材SJ选修3 P39“离子晶体”、P50“原子晶体”、P57“分子晶体”及其拓展,对晶体类型的判断及其熔沸点高低的比较进行了考查。

[拓展性题组]

题组一 晶体类型的判断

1.现有几组物质的熔点(℃)数据:

A组 金刚石:3 550 ℃ 硅晶体:1 410 ℃ 硼晶体:2 300 ℃ 二氧化硅:1 723 ℃ 据此回答下列问题: (1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

B组 Li:181 ℃ Na:98 ℃ K:64 ℃ Rb:39 ℃ C组 HF:-83 ℃ HCl:-115 ℃ HBr:-89 ℃ HI:-51 ℃ D组 NaCl:801 ℃ KCl:776 ℃ RbCl:718 ℃ CsCl:645 ℃