【大綱創(chuàng)新設(shè)計】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3節(jié)化學(xué)鍵晶體結(jié)構(gòu)

知識點1化學(xué)鍵分子結(jié)構(gòu)問題1：怎樣理解幾種不同類型的化學(xué)鍵？化學(xué)鍵、分子間作用力、氫鍵之間的區(qū)別與聯(lián)系？1．化學(xué)鍵：化學(xué)鍵是存在于

內(nèi)或晶體內(nèi)的

相鄰的兩個或多個

之間強烈的相互作用。這種相互作用的實質(zhì)均為

作用。分子直接原子電性鍵型比較離子鍵共價鍵金屬鍵定義使

結(jié)合成化合物的靜電作用原子間通過

形成的相互作用

和

之間形成的靜電作用陰陽離子共用電子對金屬陽離子自由電子(1)離子鍵、共價鍵、金屬鍵的比較第三節(jié)化學(xué)鍵晶體結(jié)構(gòu)成鍵粒子陰、陽離子原子金屬陽離子、自由電子特征無方向性和飽和性有方向性和飽和性無方向性和飽和性形成條件ⅠA、ⅡA族的

與ⅥA.ⅦA族的

.非金屬原子之間

單質(zhì)或

.存在及實例離子化合物中，如NaCl、MgO等非金屬單質(zhì)中，如N2、O2等；共價化合物，如HCl、CO2等；離子化合物中；如NaOH、NH4Cl等金屬單質(zhì)或合金中，如Fe、Mg等金屬元素非金屬元素金屬合金(2)極性共價鍵和非極性共價鍵2．分子間作用力與氫鍵、化學(xué)鍵的區(qū)別與聯(lián)系化學(xué)鍵分子間作用力氫鍵概念相鄰的兩個或多個原子間強烈的相互作用把分子在一起的作用力某些氫化物分子間存在的一種相互作用聚集范圍

內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間HF、H2O、NH3等分子間強度比較強烈比化學(xué)鍵

.比分子間作用力稍強性質(zhì)影響主要影響物質(zhì)的

性質(zhì)影響物質(zhì)的熔、沸點等物理性質(zhì)使HF、H2O、NH3等物質(zhì)的熔、沸點反常分子弱得多化學(xué)3.極性分子和非極性分子(1)極性分子：整個分子的電荷分布

，例如

等。(2)非極性分子：整個分子的電荷分布

，如

等。不均勻CH3Cl、NH3均勻CCl4、PCl5思維延伸非極性分子的判定(1)非極性鍵形成的單質(zhì)分子一定是非極性分子(O3除外)。(2)以極性鍵結(jié)合的多原子分子是否是極性分子，決定于分子中各鍵的空間排列。例：A—B型分子一定屬于極性分子；B—A—B型(AB2)若為直線形則為非極性分子，如CO2；AB3型若為平面三角形(鍵的夾角為120°)則為非極性分子，如BF3；AB4型若為正四面體或正方形(夾角為109°28′或90°)，則為非極性分子，如CH4。(3)對于既含有極性鍵，又有非極性鍵的物質(zhì)，如乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)整個分子電荷分布是對稱的，所以它們是非極性分子，而如乙醇(C2H5OH)的整個電荷分布不對稱,因而是極性分子。知識點2化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)問題2：常見晶體有哪幾種類型？與化學(xué)鍵等“作用力”有何關(guān)系？思維延伸考點1化學(xué)鍵的強弱與物質(zhì)性質(zhì)間的關(guān)系1．共價鍵的強弱決定于成鍵原子半徑的大小和成鍵原子之間形成的共用電子對數(shù)；成鍵原子半徑越小，形成共用電子對數(shù)越多，共價鍵越強。2．影響離子鍵強弱的因素：離子半徑和電荷；離子半徑越小，電荷數(shù)越多，離子鍵越強，形成的離子化合物熔點越高。3．共價鍵的參數(shù)的應(yīng)用共價鍵的參數(shù)有鍵長(單位：10-10m)、鍵能(單位：kJ/mol)和鍵角(單位：度)。(1)根據(jù)鍵長和鍵能可以判斷共價鍵的強弱，鍵長越短、鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(2)根據(jù)鍵角可以判斷分子的空間構(gòu)型和分子的極性。要點深化(1)分子內(nèi)共價鍵的強弱只決定分子的穩(wěn)定性和分子的化學(xué)性質(zhì)，與分子構(gòu)成的分子晶體的物理性質(zhì)幾乎無關(guān)。(2)氫鍵既影響某些晶體的物理性質(zhì)，又與某些晶體的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，如HF較難電離。(3)比較晶體性質(zhì)時大都比較物理性質(zhì)。例1(2009·上海)在通常條件下，下列各組物質(zhì)的性質(zhì)排列正確的是()A．熔點：CO2>KCl>SiO2B．水溶性：HCl>H2S>SO2C．沸點：乙烷>戊烷>丁烷D．熱穩(wěn)定性：HF>H2O>NH3解析：本題考查常見物質(zhì)的性質(zhì)，解答時要聯(lián)系元素的非金屬性的強弱等來分析，中等難度。選項A中SiO2是原子晶體，熔點最高，而分子晶體CO2的熔點最低；選項B中在通常情況下溶解性：SO2>H2S；烷烴的沸點一般是隨碳原子數(shù)增多而增大，故選項C中沸點最高的應(yīng)是戊烷，最低的是乙烷；一般情況下，非金屬性元素的非金屬性越強，其相應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性越強，可見選項D正確。答案：D1．(2010·改編題)下列各組物質(zhì)的熔點變化規(guī)律與它們的化學(xué)鍵無關(guān)的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點依次升高B．Li、Na、K、Rb的熔點依次降低C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低D．晶體硅、碳化硅、金剛石的熔點依次升高

解析：選項A，F(xiàn)2、Cl2、Br2、I2的熔點依次升高是由于分子間作用力逐漸增大引起的，與化學(xué)鍵無關(guān)。選項B，Li、Na、K、Rb的熔點依次降低，是由于金屬鍵依次減弱引起的。選項C，NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低，是由于離子鍵逐漸減弱引起的。選項D，Si、SiC、金剛石的熔點依次升高，是由于共價鍵依次增強引起的。

答案：A變式練習(xí)考點2均攤法確定晶體的化學(xué)式均攤是指每個晶胞(一般為平行六面體)平均擁有的粒子數(shù)目。求晶體中粒子個數(shù)比的方法是：1．處于頂點的粒子，同時為8個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞；2．處于棱上的粒子同時為4個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞；3．處于面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有屬于該晶胞；4．處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞。要點深化(1)晶胞是晶體內(nèi)的最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，一般題目中直接給出。(2)原子晶體中無單個分子存在，一般分析“局部”或晶胞的組成，如金剛石的組成：①微觀構(gòu)型：正四面體；②每個C原子參與12個六元環(huán)的組成；③每個C原子跟4個C原子形成4個單鍵；④C原子數(shù)∶C—C鍵鍵數(shù)=1∶2C原子數(shù)∶六元環(huán)數(shù)=1∶2例2(2008·海南化學(xué)，24)已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是()A．ZXY3B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y12解析：由晶胞可知X占據(jù)8個頂點，屬于該晶胞的X=8×=1；Y占據(jù)12條棱的中間，屬于該晶胞的Y=12×=3；Z占據(jù)該晶胞的體心，屬于該晶胞的Z=1，故該化合物的化學(xué)式為ZXY3。答案：A2．(2009·武漢四校模擬)下列關(guān)于晶體的說法一定正確的是()A．分子晶體中都存在共價鍵B．CaTiO3晶體中每個Ti4+與12個O2-緊相鄰C．SiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結(jié)合D．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高變式練習(xí)解析：一個Ti4+被12個由4個Ti4+構(gòu)成的正四邊形共有，而每個正四邊形中有一個O2-(如題圖)。關(guān)于說法正確與否的判斷，一般是絕對時學(xué)會找反例，相對時學(xué)會找正例。A項，可用稀有氣體形成的晶體去說明；C項要注意SiO2是原子晶體，每個硅原子與四個氧原子以共價鍵結(jié)合；D項，常溫下碘是固體，汞是液體。答案：B客觀題綜合比較不同類型的化學(xué)鍵及不同類型的晶體的性質(zhì)?？碱}一(2009·海南，19-2)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的表述均正確，且存在因果關(guān)系的是()表述1表述2A在水中，NaCl的溶解度比I2的溶解度大NaCl晶體中Cl-與Na+間的作用力大于碘晶體中分子間的作用力B通常條件下，CH4分子比PbH4分子穩(wěn)定性高Pb的原子半徑比C的大，Pb與H之間的鍵能比C與H間的小C在形成化合物時，同一主族元素的化合價相同同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同DP4O10、C6H12O6溶于水后均不導(dǎo)電P4O10、C6H12O6均屬于共價化合物審題視點：(1)首先分析表述1中性質(zhì)是否科學(xué)正確，(2)若表述1正確，再分析表述2的解釋是否與表述1對應(yīng)。思路點撥：選項A，NaCl溶于水是離子晶體的特性，I2是非極性分子在水中的溶解度小；選項B，分子的穩(wěn)定性與鍵能有關(guān)，所以正確；選項C，形成化合物不一定是最高價或最低價，所以不與最外層電子數(shù)存在因果關(guān)系；選項D，因P4O10溶于水后發(fā)生了反應(yīng)，所以不能證明P4O10是共價化合物。標準答案：B

高分解密對于離子晶體較易溶于水及相似相溶原理掌握不夠深刻，導(dǎo)致錯選A項；D項中表述1不正確，P4O10溶于水后與水發(fā)生反應(yīng)生成H3PO4，可以導(dǎo)電。

主觀題與元素周期律（表）知識相聯(lián)系，考查物質(zhì)的組成和性質(zhì)考題二(2009·全國Ⅰ理綜，29)(15分)已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸。回答下列問題：(1)W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是________；(2)Q的具有相同化合價且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化物是________________；原子晶體NO2和N2O4

(3)R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價的化合物的化學(xué)式是_____________________________________________________；(4)這5種元素的氫化物分子中，①立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點從高到低排列次序是(填化學(xué)式)____________________，其原因是________________________________________________________；②電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是_____________________________________________________；(5)W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(各物質(zhì)用化學(xué)式表示)是______________________________________________________As2S5

NH3、AsH3、PH3

NH3分子間存在氫鍵，所以沸點最高，相對分子質(zhì)量AsH3大于PH3，分子間作用力AsH3大于PH3，故AsH3沸點高于PH3SiH4正四面體，PH3三角錐形，H2S角形(V形)SiCl4+4NH3Si(NH2)4+4HCl，3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑作答與批改實錄點評錯誤原因：1.回答第(2)問時，未明題目要求，答非所問。2.回答第(3)問時未能正確推出R和Y兩元素，且不熟悉主族元素的元素符號。3.回答第(4)問①時未注意到“立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物”這一信息的含義，敘述原因也是錯誤的，未掌握好“NH3”分子間可形成氫鍵這一特殊知識點。4.回答第(4)問②時未明確題目要求是“寫化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)”，且未掌握對幾種常見分子的立體結(jié)構(gòu)的描述，如CO2分子是“直線型”分子。點撥解答本題的關(guān)鍵是推出五種元素的名稱并會寫元素符號。欲推出五種元素，必須將題干已知條件與問題中給出的信息相結(jié)合，W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，通常應(yīng)是SiCl4或CCl4，又W與Q可形成高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，那么W為Si；根據(jù)第(2)問的信息，可確定Q為N，由N和Si在周期表中的位置，再結(jié)合Y的最高價氧化物的水化物是強酸推出Y是S、X是P、R是As。題后反思分析這類試題必須依據(jù)元素周期表，化學(xué)鍵及分子結(jié)構(gòu)(立體結(jié)構(gòu)類型等)，等電子體(如18電子微粒有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、K+、Ca2+、S2-等)，元素化合物的性質(zhì)(如NO2與N2O4在常溫下可相互轉(zhuǎn)變)等知識為基礎(chǔ)。抓突破點時不僅要在題干中尋找，還要在問題中給出的信息中挖掘。*(高考題改編)短周期元素Q、R、T、W、X在元素周期表中的位置如右圖所示，其中，T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等。請回答下列問題：(1)T的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。(2)元素的非金屬性(原子的得電子能力)：Q________W(填“強于”或“弱于”)。(3)由Q與X兩種元素形成的化合物是一種常用的滅火劑，該化合物的化學(xué)式為________，它是________分子(填“極性”或“非極性”)。其分子空間構(gòu)型為_____________________________________________。弱于CCl4

非極性正四面體(4)由T與X兩種元素形成的化合物其熔點為102℃，沸點為184℃，該化合物的化學(xué)式為_____，它形成的晶體是

_____晶體(填類型)，它的水溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________。(5)W有許多同素異形體，其中一種同素異形體都是由如下圖所示的W8分子組成的。該分子中存在________個共價鍵，該物質(zhì)完全燃燒時的化學(xué)方程式為___________________________________________________。W8的環(huán)狀結(jié)構(gòu)圖AlCl3(或Al2Cl6)分子Al3++4OH-AlO2-+2H2O8S8+8O28SO2

(6)R有多種氧化物，其中甲的相對分子質(zhì)量最小。在一定條件下，2L的甲氣體與0.5L的氧氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒有氣體殘留，所生成R的含氧酸鹽只有一種，則該含氧酸鹽的化學(xué)式是___________________。NaNO2

思路點撥：由T的相對位置→T為第三周期元素T是Al元素Q是C、R是N、W是S、X是Cl。(3)C與Cl形成滅火劑是CCl4，類似于CH4是正四面體構(gòu)型，非極性分子。(4)Al與Cl形成AlCl3，由AlCl3熔點判斷它為分子晶體。(5)在S8分子中每個S原子與其它2個S原子形成2個共價鍵，可見每個S8分子內(nèi)含有8個“S—S”鍵。(6)N的氧化物中NO相對分子質(zhì)量最小，NONO2。分析1LNO、1LNO2與NaOH反應(yīng)為：NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O。高分解密將短周期元素原子結(jié)構(gòu)特征，元素在周期表中的位置、典型代表元素(H、F、Cl、O、N、C、S及Na、Mg、Al)的性質(zhì)熟記于心，準確推斷出每種元素是解答這類題的關(guān)鍵，如本題中的相對位置就確定了Q、R必為第二周期元素，再結(jié)合T的結(jié)構(gòu)特征推出T為Al，這是解本題的切入點。規(guī)律支持比較不同物質(zhì)熔點時，(1)首先要分析出物質(zhì)所屬晶體類型，熔點由高到低的順序一般是：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。同一晶體類型的物質(zhì)比較晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)粒子間的作用力強弱。(2)合金的熔、沸點一般說比它各組分純金屬的熔、沸點低。如：鋁硅合金＜純鋁(或硅)。(3)在高級脂肪酸油脂中，不飽和程度越大，熔、沸點越低。(4)有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高。如熔、沸點：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S；HF>HBr>HI>HCl。1．(5分)(2010·改編題)石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料(結(jié)構(gòu)示意圖如圖)，可由石墨剝離而成，具有極好的應(yīng)用前景。下列說法正確的是()A．石墨烯與石墨互為同位素B．0.12g石墨烯中含6.02×1022個碳原子C．石墨烯是一種有機物D．石墨烯中碳原子間以共價鍵結(jié)合解析：同位素的研究對象是原子，A選項錯誤；0.12g石墨烯的物質(zhì)的量為0.01mol，所含碳原子個數(shù)為6.02×1021，B選項錯誤；有機物一般含有碳、氫元素，C選項錯誤；由圖示可知，石墨烯中碳原子間均以共價鍵結(jié)合，D選項正確。答案：D2．(5分)(2010·西南師大附中月考)自1990年以來，對C60的研究報道很多，其中有堿金屬K與C60在回流的甲苯中攪拌反應(yīng)，得到堿金屬化合物K3C60。其晶體是由K+和C-所構(gòu)成的離子晶體，如圖是K3C60的一個晶胞結(jié)構(gòu)圖，其中僅標出了C-在晶胞中的分布(為面心立方體)，該晶胞中含K+數(shù)為()A．3個B．4個C．8個D．12個解析：由晶胞結(jié)構(gòu)，結(jié)合“均攤法”可得晶胞中含有C-的數(shù)目為8×+6×=4，再根據(jù)化學(xué)式K3C60可得K+數(shù)為12個。答案：D3．(5分)(2010·西南師大附中月考)下列說法中正確的是()A．H2O分子間含有氫鍵，所以水的熔點、沸點比H2S高B．質(zhì)量相等的金剛石和石墨晶體中所含C—C鍵的數(shù)目之比為4∶3C．晶體中只要有陽離子就一定有陰離子D．非金屬氧化物都是分子晶體；構(gòu)成分子晶體的粒子一定含有共價鍵

解析：選項A，由于H2O分子間存在氫鍵，其熔點、沸點比H2S高；選項B，金剛石中C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)目之比為1∶2，石墨中C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)目之比為2∶3，故它們的質(zhì)量相等時其C—C鍵數(shù)目之比為4∶3；選項C，金屬晶體中存在陽離子但無陰離子；選項D，如SiO2是原子晶體，稀有氣體形成的晶體為分子晶體，但不含有任何化學(xué)鍵。

答案：B4．(5分)(2010·湖南師大附中期中考題)觀察下列模型并結(jié)合有關(guān)信息，判斷下列說法不正確的是()A．單質(zhì)B12屬原子晶體，其結(jié)構(gòu)單元中含有30個B—B鍵，含20個正三角形B．SF6是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C．固態(tài)硫S8屬于原子晶體D．HCN的結(jié)構(gòu)式為H—CN解析：由B12的熔點可判斷它屬于原子晶體，在B12中每個B原子與其它5個B原子形成共價鍵，可見共價鍵數(shù)為=30個，正三角形有20個，A項正確；SF6分子呈對稱結(jié)構(gòu)，是由6個極性鍵構(gòu)成的非極性分子，B項正確；C項中S8分子構(gòu)成的晶體只能是分子晶體，C項不正確。根據(jù)H只能形成一個共價鍵，N形成三個共價鍵，C形成四個共價鍵，判斷D項正確。答案：C5．(10分)(2010·鄭州11中期中考題)歸納整理是科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法之一。在學(xué)習(xí)了氧族元素的各種性質(zhì)后，可歸納整理出如下表所示的表格(部分)。請根據(jù)表回答下列問題：(1)硒的熔點范圍可能是________。(2)碲的化合價可能有________。(3)硫、硒、碲的氫化物水溶液的酸性由強至弱順序是________(填化學(xué)式)。(4)氫硒酸有較強的________(填“氧化性”或“還原性”)，因此放在空氣中長期保存易變質(zhì)，其可能發(fā)生的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。113～450℃-2、+4、+6H2Te>H2Se>H2S還原性2H2Se+O22Se+2H2O(5)右圖所示為氧族元素單質(zhì)與H2反應(yīng)過程中的能量變化(△H)示意圖，其中a、b、c、d分別表示氧族中某一元素的單質(zhì)，H為相同物質(zhì)的量的單質(zhì)與H2反應(yīng)的反應(yīng)熱。則：b代表

(寫單質(zhì)名稱)。硒解析：由單質(zhì)沸點的變化特點，不難得出硒的熔點范圍113～450℃，由硫、硒的化合價不難推出碲的可能化合價。根據(jù)鹵素形成的氣態(tài)氫化物難易及在水中的酸性強弱，可靈活遷移到硫、硒、碲的氫化物水溶液的酸性強弱及單質(zhì)與H2反應(yīng)的反應(yīng)熱變化特點。*