2018高中化學 專題1 微觀結構與物質的多樣 第三單元 從微觀結構看物質的多樣性 第2課時 不同類型的晶體導學案 蘇教版必修2.doc
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第2課時 不同類型的晶體 知識條目 必考要求 加試要求 1.NaCl、金剛石、足球烯、干冰、石英中微粒的空間排列方式及相互間作用力 a a 2.離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體的形成方式 a a 3.離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體的主要特性 a 能力要求 1.熟知晶體的類型及其分類依據，學會判斷晶體類型的方法。2.知道晶體類型與物質性質的關系，會比較晶體的熔、沸點。 一、不同類型的晶體結構 1．晶體 (1)晶體具有規(guī)則的幾何外形，構成晶體的微粒有離子、分子、原子。 (2)常見的晶體類型有離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體。 (3)晶體有固定的熔、沸點。 2．下圖為氯化鈉晶體結構示意圖，回答下列問題： (1)構成氯化鈉晶體的微粒是Na＋和Cl－，微粒間的相互作用力是離子鍵，晶體類型是離子晶體。 (2)氯化鈉晶體中不存在氯化鈉分子，所以NaCl不表示氯化鈉的分子式，僅表示在NaCl晶體中鈉離子與氯離子的個數比是1∶1。 3．下圖為干冰晶體結構示意圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)構成干冰晶體的微粒是CO2分子，微粒間的相互作用力是分子間作用力，晶體類型是分子晶體。 (2)干冰汽化時只需克服分子間作用力，對其分子內的共價鍵無影響。 4．下圖為石英晶體結構示意圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)構成石英晶體的微粒是Si原子和O原子。微粒間的相互作用力是共價鍵，晶體類型是原子晶體。 (2)在石英晶體中，每個硅原子與4個氧原子結合，每個氧原子形成2個Si—O鍵。 (3)石英晶體的空間結構是正四面體型的空間網狀結構。 (4)在石英晶體中，不存在SiO2分子，SiO2表示的意義是晶體中硅原子與氧原子的個數比為1∶2。 1.根據晶體結構判斷晶體類型 (1)先看晶體結構微粒種類：離子、分子、原子。 (2)再看微粒間的相互作用力：離子鍵、分子間作用力、共價鍵。 2．物質類別與晶體類型 (1)離子化合物(強堿和大多數鹽)都是離子晶體； (2)共價分子(單質或化合物)是分子晶體； (3)常見的原子晶體，如二氧化硅、碳化硅、金剛石、晶體硅等。 1．下列有關晶體的敘述中，錯誤的是( ) A．離子晶體中一定含有離子鍵 B．原子晶體中，只存在共價鍵 C．構成分子晶體的物質中不存在共價鍵 D．稀有氣體的原子易形成分子晶體 答案 C 解析 化學鍵與晶體類型往往是一起考查的，注意理解化學鍵與物質類別的關系。如含有離子鍵的晶體一定是離子晶體等。 2．下列各晶體中，含有的化學鍵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 答案 D 解析 SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4均含有共價鍵，除SiO2外形成的晶體為分子晶體；SiO2形成的晶體為原子晶體，NaCl形成的晶體為離子晶體。 思維啟迪 原子晶體和分子晶體中不可能有離子鍵，離子晶體中可能有共價鍵；原子晶體和離子晶體中不可能存在分子間作用力。 二、不同類型晶體的特征 1．請分析下表中所列的幾種晶體的熔點、硬度，指出它們各屬于哪一類晶體，并歸納出各類晶體性質的特點。 晶體 氯化鈉 氯化鋇 金剛石 二氧化硅 硫 白磷 熔點/℃ 801 1 560 >3 550 1 723 112.8 44.1 硬度 較硬 較硬 很硬 硬而脆 脆 軟 晶體類型 離子晶體 原子晶體 分子晶體 晶體特性 熔點較高硬度較大 熔點很高硬度很大 熔點較低硬度較小 2.不同類型晶體之間熔點、硬度大小關系如何？ 答案 一般地，晶體熔點、硬度的大小順序為原子晶體>離子晶體>分子晶體。 3．為什么不同類型的晶體熔點、硬度有較大差異？ 答案 原子晶體、離子晶體、分子晶體中的結構微粒間的相互作用力分別為共價鍵、離子鍵、分子間作用力，且依次減弱，這就決定了要改變微粒的位置或狀態(tài)所需能量的多少，也就造成了性質上的差異。因此，一般來說晶體熔點、硬度是原子晶體>離子晶體>分子晶體。 晶體熔、沸點的比較 (1)若晶體類型不同時，一般為原子晶體>離子晶體>分子晶體。 (2)若晶體類型相同時： ①離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷數越多，熔、沸點越高。 ②原子晶體中，原子的半徑越小，共價鍵的鍵長越短，熔、沸點越高。 ③分子晶體中若分子結構相似，相對分子質量越大，熔、沸點越高(若形成氫鍵，其熔、沸點反常高)。 3．分子晶體的熔點通常都在200 ℃以下，下列數據是對應物質的熔點。據此作出的下列判斷中正確的是( ) 物質 熔點/℃ Na2O 920 NaCl 801 AlF3 1 291 AlCl3 190 BCl3 －107 Al2O3 2 073 CO2 －57 SiO2 1 723 A.NaCl晶體熔化時，吸收的熱量用于破壞離子鍵 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體 C．碳和硅是同一主族，故CO2和SiO2的晶體類型相同 D．兩種含鈉化合物是離子晶體，三種含鋁化合物也是離子晶體 答案 A 解析 A項，NaCl晶體屬于離子晶體，吸收的熱量用于破壞離子鍵，故A正確；B項，表中AlCl3、BCl3和干冰的熔點都在200 ℃以下，都屬于分子晶體，故B錯誤；C項，C和Si同主族，但氧化物的晶體類型不同，分別屬于分子晶體和原子晶體，故C錯誤；D項，氧化鈉、氯化鈉屬于離子晶體，但AlCl3屬于分子晶體，故D錯誤。 4．下列有關晶體的說法中，正確的是( ) A．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定 B．原子晶體中共價鍵越強，其熔點越高 C．冰融化時，水分子中的共價鍵發(fā)生斷裂 D．氯化鈉熔化時離子鍵沒被破壞 答案 B 解析 分子間作用力主要影響物質的物理性質，而與分子的穩(wěn)定性無關，分子的穩(wěn)定性取決于構成分子的化學鍵的強弱，故A不正確；原子晶體熔、沸點的高低，取決于晶體內共價鍵的強弱，所以B正確；冰融化時，克服的是分子間作用力，而不是共價鍵，C不正確；NaCl是離子晶體，熔化時Na＋和Cl－之間的距離發(fā)生變化，晶體中的離子鍵被破壞，D錯誤。 1．離子晶體、分子晶體、原子晶體比較 晶體類型 離子晶體 分子晶體 原子晶體 結構微粒 陰、陽離子 分子 原子 微粒間作用 離子鍵 分子間作用力 共價鍵 主要特性 熔、沸點較高略硬而脆 熔、沸點低硬度小 熔、沸點很高硬度很大 導電性 熔化或溶于水導電 部分溶于水導電 不導電 2.金屬單質(如銅、鋁等)為金屬晶體，其結構微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的相互作用力是金屬鍵，其晶體具有良好導電性的原因是晶體中含有自由電子。 1．下列不屬于晶體的特點的是( ) A．具有規(guī)則的幾何外形 B．具有固定的沸點 C．具有固定的熔點 D．一定是無色透明的固體 答案 D 2．已知C3N4晶體很可能具有比金剛石還大的硬度，且原子間均以單鍵結合。下列關于C3N4晶體的說法正確的是( ) A．C—N鍵是非極性共價鍵 B．C3N4晶體中C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要長 C．C3N4燃燒過程包括共價鍵的斷裂和生成 D．C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結合 答案 C 解析 C—N鍵是由不同種原子形成的共價鍵，是極性共價鍵，A項錯誤；N的原子半徑比C小，故C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要短，B項錯誤；化學反應的實質是舊鍵斷裂和新鍵生成，C項正確；C3N4晶體中C與N之間以共價鍵結合，D項錯誤。 3．氮氧化鋁(AlON)屬于原子晶體，是一種超強透明材料，下列描述錯誤的是( ) A．AlON和石英的化學鍵類型相同 B．AlON和石英晶體類型相同 C．AlON和Al2O3的化學鍵類型不同 D．AlON和Al2O3晶體類型相同 答案 D 解析 本題考查化學鍵、物質結構的相關知識，意在考查學生對晶體類型和化學鍵等概念的掌握。AlON與石英(SiO2)均為原子晶體，所含化學鍵均為共價鍵，故A、B正確；Al2O3是離子晶體，晶體中含離子鍵，不含共價鍵，故C項正確、D項錯誤。 4．如表所示的五種元素中，W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數之和為22。下列說法正確的是( ) X Y W Z T A．X、Y、Z三種元素最低價氫化物的沸點依次升高 B．由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價鍵 C．物質WY2、W3X4、WZ4均有熔點高、硬度大的特性 D．T元素的單質具有半導體的特性，T與Z元素可形成化合物TZ4 答案 D 解析 由W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數之和為22，及W、X、Y、Z、T在元素周期表中的位置關系，確定這五種元素分別是X為氮、Y為氧、Z為氯、W為硅、T為鍺。A項，NH3、H2O、HCl三種氫化物沸點的高低順序為H2O>NH3>HCl，錯誤；B項，由N、O、H三種元素形成的化合物NH4NO3中存在離子鍵，錯誤；C項，SiO2、Si3N4、SiCl4中SiO2、Si3N4為原子晶體，熔點高、硬高大，SiCl4為分子晶體，熔點低、硬度小，錯誤；D項，鍺為半導體材料，可以形成GeCl4，正確。 5．(1)①NaCl、②干冰、③冰、④Na2O2、⑤白磷(P4)、⑥硫黃、⑦Na2CO3 以上物質中屬于離子晶體的是________(填序號，下同)；屬于分子晶體的是________。 (2)氯化鋇是無色晶體，溶于水，水溶液能導電，熔點963 ℃，沸點1 560 ℃。它可能屬于________晶體。 答案 (1)①④⑦ ②③⑤⑥ (2)離子 解析 (1)NaCl、Na2O2、Na2CO3均為離子化合物，形成離子晶體；干冰、冰、白磷、硫黃均由分子構成，形成分子晶體。(2)據BaCl2的性質可知BaCl2應為離子晶體。 [基礎過關] 題組一 晶體的結構微粒及其相互作用 1．下列說法錯誤的是( ) A．含有離子鍵的晶體一定是離子晶體 B．離子晶體中一定不含共價鍵 C．Na2O和SiO2的晶體中都不存在單個分子 D．干冰與氖晶體熔化時克服的微粒間的作用力的類型相同 答案 B 解析 不是能寫出化學式的物質中就存在分子，例如離子晶體、原子晶體中都不存在分子。干冰與氖晶體都是分子晶體，熔化時克服的是分子間作用力。 2．已知X、Y、Z、W、N、U、V是短周期的主族元素，原子序數依次增大。X與N同主族，且與W都能形成A2B、A2B2型化合物；Z、W的單質常溫下均為無色氣體；Y原子的L層電子數是K層電子數的2倍；U原子的最外層電子數是其電子層數的2倍。下列說法不正確的是( ) A．N的單質的晶體屬于金屬晶體；U的氫化物的球棍模型示意圖為 B．工業(yè)上V的單質的制備可以電解熔融的NV C．Z的最高價氧化物對應的水化物能與其氣態(tài)氫化物反應生成鹽 D．X、Y、Z、W四種元素(按順序)可組成原子個數比為5∶1∶1∶3的化合物，也可形成結構式為的化合物 答案 B 解析 由題干信息推斷：X、Y、Z、W、N、U、V分別為H、C、N、O、Na、S、Cl。工業(yè)制Cl2是通過電解飽和NaCl溶液實現的，B項不正確。Na的單質的晶體屬于金屬晶體，H2S分子為“V”形；NH3與HNO3反應生成NH4NO3；H、C、N、O形成的NH4HCO3中原子個數比為5∶1∶1∶3，HNCO的結構式為，A、C、D項正確。 3．下列說法正確的是( ) A．Na2O2晶體中陰離子與陽離子數目之比為1∶1 B．只有非金屬元素之間才能形成共價化合物 C．分子晶體中一定含有共價鍵，離子晶體不可能存在共價鍵 D．在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子 答案 D 解析 A項中Na2O2的電子式為，晶體中陰、陽離子數目之比為1∶2，不是1∶1，A項錯誤；B項中如BeCl2和AlCl3均為共價化合物，B項錯誤；C項中稀有氣體元素的原子本身已達到穩(wěn)定結構，當其呈現晶體狀態(tài)時，沒有共價鍵，只存在分子間作用力，離子晶體中也可能存在共價鍵，如過氧化鈉，故C項錯誤；D項晶體中只要有陰離子存在，那么就一定存在陽離子，故D項正確。 題組二 晶體類型的判斷 4．下列物質屬于分子晶體的化合物的是( ) A．石英 B．氯化鈉 C．干冰 D．鈉 答案 C 5．下列各組物質熔化或升華時，所克服的粒子間作用力屬于同種類型的是( ) A．Na2O和SiO2熔化 B．冰和金剛石熔化 C．氯化鈉和蔗糖熔化 D．碘和干冰升華 答案 D 解析 A項，Na2O熔化克服離子鍵、SiO2熔化克服共價鍵，類型不同，故A錯誤；B項，冰是分子晶體、金剛石是原子晶體，晶體類型不同，克服的作用力不同，故B錯誤；C項，氯化鈉熔化克服離子鍵，蔗糖熔化克服分子間作用力，類型不同，故C錯誤；D項，碘和干冰均屬于分子晶體，升華時均克服分子間作用力，類型相同，故D項正確。 6．下列說法錯誤的是( ) A．含有陰離子的化合物一定含有陽離子 B．原子晶體中只存在共價鍵，不存在其他類型的化學鍵 C．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定 D．構成分子晶體的微粒中不一定含有共價鍵 答案 C 解析 A項，化合物呈電中性，含有陰離子的化合物一定含有陽離子，正確；B項，原子晶體中所有原子間均以共價鍵相結合，不存在其他類型的化學鍵，正確；C項，晶體中分子間作用力大小與分子穩(wěn)定性無關，分子穩(wěn)定性與分子內共價鍵有關，錯誤；D項，稀有氣體形成的分子晶體中不存在共價鍵，正確。 題組三 晶體的性質比較 7．下列各組物質中前者的熔點高于后者的是( ) A．干冰與固態(tài)二硫化碳 B．NaCl晶體與KCl晶體 C．晶體硅與金剛石 D．干冰與碘晶體 答案 B 解析 離子半徑Na＋
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