2022年高考化学一轮复习 专题6.3 物质结构（选修部分-分子结构、晶体结构）讲案（含解析）

2022年高考化学一轮复习 专题6.3 物质结构（选修部分-分子结构、晶体结构）讲案（含解析）复习目标：1、了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。2、了解共价键的主要类型(键和键)。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3、了解极性键和非极性键。4、了解晶体的组成微粒、相互左右及熔沸点高低的判断基础知识回顾：一、化学键概述1、化学键（1）含义：使 离子 相结合或 原子 相结合的作用力。（2）特点：短程有效 强烈的相互作用 （3）分类:化学键2、离子键和共价键比较离子键共价键极性键非极性键概念使阴、阳离子结合成化合物的静电作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子阴、阳离子原子特点阴、阳离子间的相互作用共用电子对偏向一方共用电子对不偏向任一方形成条件活泼金属和活泼非金属通过得失电子形成阴、阳离子带正电荷原子团（NH ）与带负电荷的阴离子之间发生强烈相互作用不同非金属元素的原子间非金属元素与不活泼的金属元素之间同种元素的原子间通过共用电子对结合3、化学反应的实质（1）化学键的形成化学键的形成与原子结构有关，主要通过两个方面来实现。原子的价电子间的 转移 离子键。原子的价电子间的 共用 共价键。（2）化学反应的本质反应物分子内 旧键的断裂 和产物分子中新键的形成 。【典型例题1】下列叙述中，错误的是 ()A只含非极性键的纯净物一定是单质B只含极性键的纯净物一定是化合物C只含离子键的纯净物一定存在金属元素D纯净物中一定存在化学键【迁移训练1】下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是 ()A BCO2 CNa2O2 DNH4Cl二、共价键及键参数1、特征具有饱和性和方向性。2、分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式键电子云“头碰头”重叠键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对注意：只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。3、键参数概念键参数键参数对分子性质的影响a键能越大，键长越短，分子越稳定。b【典型例题2】下列说法中正确的是()A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的A族(除H外)和A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子的键角为180DHO键键能为462.8 kJmol1，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2462.8 kJ【迁移训练2】下列关于键和键的理解不正确的是()A键能单独形成，而键一定不能单独形成B键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转C双键中一定有一个键，一个键，三键中一定有一个键，两个键D气体单质中一定存在键，可能存在键三、分子间作用力和氢键1、分子间作用力（1）定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。（2）特点分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属 单质 分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。 （3）变化规律 一般说来，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也 越高。例如，熔、沸点：I2 Br2 Cl2 F2。2、氢键定义：分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用。形成条件 除H外，形成氢键的原子通常是N、O、F。存在氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。【典型例题3】下图中每条折线表示元素周期表中第AA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()AH2S BHCl CPH3 DSiH4【迁移训练3】若不断地升高温度，实现“雪花水水蒸气氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是()A氢键；分子间作用力；极性键B氢键；氢键；非极性键C氢键；极性键；分子间作用力D分子间作用力；氢键；非极性键四、晶体的组成及性质类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力（范德华力）共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（SiO2除 外）、绝大多数有机物（有机盐除外）部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),部分非金属化合物(如SiC、SiO2）金属单质 与合金（如Na、Al、Fe、 青铜）金属氧化物（如K2O、Na2O）、强碱（如KOH、NaOH）、绝大部分盐(如NaCl)【典型例题4】【福建省漳州市七校xx届高三第一次联考化学试卷】下列变化需克服相同类型作用力的是()A碘和干冰的升华 B硅和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解 D溴和汞的气化【迁移训练4】【衡水中学xx学年高三第一学期期中考试试题】有四种晶体，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属AB型的是 （ ）考点详析：考点一：化学键与物质类别之间的关系1、离子化合物、共价化合物与物质分类的关系化合物类型 定义 与物质分类的关系 举例 离子化合物 含有离子键的化合物 包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物 NaCl、Na2O2、NaOH、NH4Cl等 共价化合物 只含有共价键的化合物 包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等 H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3、H2O等 2、离子化合物、共价化合物的判断方法（1）根据化学键类型来判断一般来说，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的是共价键。含有离子键的化合物一定为离子化合物，仅含有共价键的化合物一定为共价化合物。（2）根据化合物的类型来判断大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。（3）根据化合物的性质来判断熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物是共价化合物。3化学键与物质类别之间的关系除稀有气体无化学键外，其他物质内部都存在化学键。化学键与物质类别关系规律可概括如下： 只含有极性共价键的物质一般是不同非金属元素形成的共价化合物。如SiO2、HCl、CH4等。 只含非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质。如Cl2、P4、金刚石等。 即有极性键又有非极性键的物质一般为多原子（4个原子以上），且相同的原子至少有2个的非金属元素形成的共价化合物，如：H2O2、C2H4等。 只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物。如Na2S、CaCl2等。 既有离子键又有极性键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2等。 仅由非金属元素形成的离子化合物，如铵盐NH4Cl、NH4NO3等。 金属元素和非金属元素间可能存在共价键。如AlCl3等。 非金属性较强的元素的氢化物（H2O、NH3、HF等）易形成氢键，但氢键属于一种特殊的分子间作用力。3、物质的溶解或熔化与化学键变化（1）离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。（2）共价化合物的溶解过程有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。（3）单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。4、化学键对物质性质的影响（1）对物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。（2）对化学性质的影响N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。【典型例题5】下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是()ANH4ClNH3HClBNH3CO2H2O=NH4HCO3C2NaOHCl2=NaClNaClOH2OD2Na2O22CO2=2Na2CO3O2【迁移训练5】短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2与Z核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是 ()AZ2Y BX2Y2 CZ2Y2 DZYX考点二：化学用语的正确表达1、电子式的书写及常见错误概念 在 元素符号 周围，用“”或“”来表示原子的最外层层电子（价电子）的式子 书写微粒的种类电子式的表示方法 注意事项 举例 原子元素符号周围标明价电子少于或等于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布 阳离子单原子 离子符号右上方标明电荷Mg2+ 多原子元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“ ”，右上方标明_电荷_阴离子单原子元素符号周围合理分布价电子及所获电子 用“”，右上方标明电荷多原子元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所获电子 相同原子不得1、加和，用“”，右上方标明_电荷单质及化合物离子化合物由阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布 单质及共价化合物各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“”，不标明电荷 离子化合物形成过程原子电子式离子化合物电子式 电子转移方向及位置，用弧形箭头，变化过程用“”，同性不相邻，合理分布 共价化合物形成过程原子电子式共价化合物电子式 无电子转移不用“”，不用“”，不标明电荷 【注意】电子式书写时常见的错误（1）漏写未参与成键的电子，如：N2：NN，应写为。（2）化合物类型不清楚，漏写或多写及错写电荷数，如：（3）书写不规范，错写共用电子对，如：N2的电子式为NN，不能写成，更不能写成或。（4）不考虑原子间的结合顺序，如HClO的结构式为HOCl而非HClO。（5）不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构，如CH的电子式为而非。（6）不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写。如：CaBr2、CaC2的电子式分别为。2、结构式（1）含义：用一根短线“-”表示一对共用电子对，忽略其他电子的式子。（2）特点：仅表示成键情况，不代表空间构型，如H2O的结构式可表示为H-O-H或都行。【典型例题6】氯水中存在多种微粒，下列有关粒子的表示方法正确的是()A氯气的电子式：B氢氧根离子的电子式：C次氯酸分子的结构式：HOClDHClO的电子式：【迁移训练6】下列电子式书写正确的是()考点三：晶体类型的判断1、依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断 离子晶体的粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键；原子晶体的粒子是原子，原子间的作用是共价键；分子晶体的粒子是分子，分子间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。2、依据物质的性质分类判断 金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质与合金属于金属晶体。3、依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在几百至一千多度。原子晶体的熔点高，常在一千至几千度。分子晶体熔点低，常在几百度以下至很低温度。金属晶体的熔点差别很大。4、依据导电性判断 固态不导电、熔融态能导电的一定是离子晶体。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电。金属晶体是电的良导体。5、依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度差别大，且具有延展性。【典型例题7】【衡水中学xx学年高三第一学期期中考试试题】氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是 （ ）AAlON和石英的化学键类型相同 BAlON和石英晶体类型相同CAlON和（工业上通过电解法制备铝用的）Al2O3的化学键类型不同 DAlON和（工业上通过电解法制备铝用的）Al2O3晶体类型相同【迁移训练7】【河北省保定市高阳中学xx学年高三12月月考试卷】下列叙述正确的是（ ）A原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高 B分子晶体中，分子间作用力越大，该分子越稳定C分子晶体中，共价键键能越大，熔沸点越高D某晶体溶于水中，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体考点四：晶体熔、沸点高低的判断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 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，而汞、镓、铯等沸点很低。2、原子晶体 在原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点:金刚石石英碳化硅硅。3、离子晶体一般来说，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: MgOMgCl2NaClCsCl。4、分子晶体（1）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H2OH2TeH2SeH2S。（2）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SnH4GeH4SiH4CH4。（3）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CON2，CH3OHCH3CH3。（4）同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。5、金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。【典型例题8】【衡水中学xx学年高三第一学期期中考试试题】下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小无关的是（ ）F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高 HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱金刚石、碳化硅、晶体硅熔点逐渐降低 NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低A 仅 B C D 考点：考查了化学键的知识。【迁移训练8】【湖北武穴中学xx年12月月考】决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。（1）下图是石墨的结构，其晶体中存在的作用力有 （填序号） A键 B键 C氢键 D配位键 E分子间作用力 F金属键 G离子键（2）下面关于晶体的说法不正确的是_A晶体熔点由低到高：CF4CCl4CBr4碳化硅晶体硅C熔点由高到低：NaMgAl D晶格能由大到小：NaF NaCl NaBrNaI（3）CaF2结构如图所示，Cu形成晶体的结构如所示，为H3BO3晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合) 图I所示的晶体中与Ca2+离子最近且等距离的Ca2+离子数为 ，图III中未标号的Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为 ； H3BO3晶体中B原子杂化方式_ ; CNO-的形状为_;三种晶体中熔点高低的顺序为 (填空化学式)，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为 （4）碳的某种单质的晶胞如右图所示，一个晶胞中有_个碳原子；若该晶体的密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个碳原子之间的距离为_ _cm(用代数式表示)