2018-2019版高中化學(xué) 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)本專題重難點(diǎn)突破學(xué)案 蘇教版選修3.docx

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專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 本專題重難點(diǎn)突破 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.了解共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵形成、分類、成鍵特點(diǎn)及存在。2.能根據(jù)晶體的組成、結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)判斷晶體類型。3.了解晶體熔、沸點(diǎn)的變化規(guī)律，理解晶體性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。4.能利用均攤法進(jìn)行晶胞的分析和計(jì)算。 一、σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)的判斷 例1　甲、乙、丙三種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)如下： 甲： 乙： 丙：CH2===CHCN (1)甲分子中有________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵，________(填“有”或“沒有”)非極性鍵。 (2)乙分子中每個(gè)碳原子形成________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。 (3)丙分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為________。 (4)上述分子中既存在極性鍵又存在非極性鍵的是________。 答案　(1)8　2　有　(2)3　1　(3)2∶1　(4) 甲、丙 解析　(1)甲分子中有3個(gè)C—H σ鍵，2個(gè)C—C σ鍵，2個(gè)C—O σ 鍵，1個(gè)O—H σ鍵；C===C和C===O中分別有1個(gè)π鍵；有C—C、C===C非極性鍵。 (2)乙分子中C與O原子之間形成1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，C與兩個(gè)Cl原子之間分別形成1個(gè)σ鍵。 (3)丙分子中含有1個(gè)C===C鍵，1個(gè)C≡N鍵，3個(gè)C—H鍵和1個(gè)C—C鍵，故丙分子中共有6個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵。 方法規(guī)律——σ鍵、π鍵存在的規(guī)律 (1)共價(jià)單鍵全部是σ鍵。 (2)共價(jià)雙鍵中，一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵。 (3)共價(jià)叁鍵中，一個(gè)是σ鍵、兩個(gè)是π鍵。 二、化學(xué)鍵的分類及存在 例2　(1)下列關(guān)于化學(xué)鍵的各種敘述正確的是_____________________________。 A．含有金屬元素的化合物一定是離子化合物 B．共價(jià)化合物中一定不存在離子鍵 C．由多種非金屬元素組成的化合物一定是共價(jià)化合物 D．由不同種元素組成的多原子分子中，一定只存在極性鍵 (2)鐵是生活中常用的一種金屬，其常見的離子有Fe2＋、Fe3＋，其中Fe2＋可用K3[Fe(CN)6](赤血鹽)溶液檢驗(yàn)。 ①鐵單質(zhì)中化學(xué)鍵為________(填名稱)。 ②K3[Fe(CN)6]晶體中各種微粒的作用力有______(填字母)。 a．金屬鍵 b．共價(jià)鍵 c．配位鍵 d．離子鍵 答案　(1)B　(2)①金屬鍵　②bcd 解析　(1)含有金屬元素的化合物，可能為共價(jià)化合物，如氯化鋁，A項(xiàng)錯(cuò)誤；含離子鍵的化合物一定為離子化合物，則共價(jià)化合物中一定不存在離子鍵，B項(xiàng)正確；由多種非金屬元素組成的化合物，可能為離子化合物，如銨鹽，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由不同種元素組成的多種原子分子中可存在極性鍵和非極性鍵，如H2O2中存在極性鍵和非極性鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)①鐵單質(zhì)中含金屬鍵。②K3[Fe(CN)6]屬于配位化合物又屬于離子化合物，含配位鍵、離子鍵，CN－中含有共價(jià)鍵。 易誤提醒　 (1)活潑的金屬與非金屬之間形成的不一定是離子鍵，如AlCl3，多種非金屬元素之間也可以形成離子鍵，如銨鹽。 (2)物質(zhì)中含有陽離子不一定含有陰離子，如金屬單質(zhì)中含有金屬陽離子和自由電子，沒有陰離子。但是物質(zhì)中含有陰離子則一定含有陽離子。 三、晶體類型的判斷 例3　(2017北京四中月考)(1)判斷下列晶體類型。 ①SiI4：熔點(diǎn)為120.5℃，沸點(diǎn)為271.5℃，易水解，為__________。 ②硼：熔點(diǎn)為2300℃，沸點(diǎn)為2550℃，硬度大，為______________。 ③硒：熔點(diǎn)為217℃，沸點(diǎn)為685℃，溶于氯仿，為______________。 ④銻：熔點(diǎn)為630.74℃，沸點(diǎn)為1750℃，可導(dǎo)電，為__________________。 (2)三氯化鐵常溫下為固體，熔點(diǎn)為282℃，沸點(diǎn)為315℃，在300℃以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為______________(填晶體類型)。 答案　(1)①分子晶體?、谠泳w　③分子晶體④金屬晶體　(2)分子晶體 解析　(1)①SiI4為低熔點(diǎn)化合物，為分子晶體；②晶體硼熔點(diǎn)高，硬度大，是典型的原子晶體；③硒熔、沸點(diǎn)低，易溶于CHCl3，為分子晶體；④銻可導(dǎo)電，為金屬晶體。(2)FeCl3熔、沸點(diǎn)低，易溶于水及有機(jī)溶劑，應(yīng)為分子晶體。 四、晶體熔、沸點(diǎn)的比較 例4　下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高的順序排列的是(　　) A．NH3、CH4、NaCl、Na B．H2O、H2S、MgSO4、SO2 C．CH4、H2O、NaCl、SiO2 D．Li、Na、K、Rb、Cs 答案　C 解析　C項(xiàng)中SiO2是原子晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CH4是氣態(tài)。 方法規(guī)律——比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路 首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；二是看物質(zhì)所屬類型，一般是原子晶體>離子晶體>分子晶體(注意：不是絕對的，如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路：原子晶體→共價(jià)鍵鍵能→鍵長→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑。 五、四種類型的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的對比 例5　下列有關(guān)晶體的說法正確的是(　　) A．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(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高 C．冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂 D．氯化鈉熔化時(shí)離子鍵未被破壞 答案　B 解析　分子的穩(wěn)定性由分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定，而與分子間作用力的大小無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原子晶體中只存在共價(jià)鍵，共價(jià)鍵越強(qiáng)，破壞共價(jià)鍵所需的能量越多，熔點(diǎn)越高，B項(xiàng)正確；冰在融化時(shí)克服的是氫鍵和范德華力，水分子內(nèi)部共價(jià)鍵并沒有斷裂，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯化鈉熔化時(shí)，離子間的距離變大，離子鍵被破壞，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 六、晶胞分析及化學(xué)式的確定 例6　鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表，由荷蘭菲利浦實(shí)驗(yàn)室首先研制出來。它的最大優(yōu)點(diǎn)是容易活化。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示： 則它的化學(xué)式為(　　) A．LaNi2B．La2Ni3C．La2Ni5D．LaNi5 答案　D 解析　根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，面心上的原子為2個(gè)晶胞所共有，頂點(diǎn)上的原子為6個(gè)晶胞所共有，內(nèi)部的原子為整個(gè)晶胞所有，所以晶胞中La原子個(gè)數(shù)為3，Ni原子個(gè)數(shù)為15，則鑭系合金的化學(xué)式為LaNi5。 易誤警示 (1)晶胞中關(guān)于粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算，關(guān)鍵是分析晶胞中任意位置的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞共有。對于由獨(dú)立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。 (2)在使用均攤法計(jì)算晶胞中的微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀。不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有。如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心上的微粒依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。 七、有關(guān)晶胞密度的計(jì)算 例7　(1)Cu的一種氯化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球表示銅原子，白球表示氯原子)，該氯化物的化學(xué)式是________。若該晶體的密度為ρgcm－3，以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的邊長a＝________nm。 (2)用晶體的X射線衍射法對Cu的測定得到以下結(jié)果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如圖)，已知該晶體的密度為9.00gcm－3，Cu的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，只要求列式表示)。 (3)一種銅金合金晶胞如圖所示(Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心)，則該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比為__________，若該晶胞的邊長為apm，則合金的密度為________gcm－3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。 答案　(1)CuCl　 (2) (3)1∶3　 解析　(1)晶胞中銅原子的個(gè)數(shù)是4，氯原子的個(gè)數(shù)是8＋6＝4，所以該氯化物的化學(xué)式為CuCl。根據(jù)m＝Vρ可知(a10－7 cm)3ρgcm－3＝99.5 gmol－1，解得a＝ nm。 (2)Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)Cu原子為研究對象，與之距離最近的Cu原子位于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用，所以Cu的配位數(shù)為12，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有銅原子數(shù)為8＋6＝4，設(shè)晶胞的邊長為a cm，則a3 cm3ρgcm－3NAmol－1＝464 gmol－1，所以a＝，晶胞面對角線為a cm，面對角線的為Cu原子半徑，所以Cu原子半徑為 cm。 (3)在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)為8＝1，Cu原子個(gè)數(shù)為6＝3，所以該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比為1∶3，晶胞體積V＝(a10－10 cm)3，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是3、Au原子個(gè)數(shù)是1，則ρ＝gcm－3＝gcm－3。 方法規(guī)律 (1)晶體密度的求解過程：確定晶胞中微粒數(shù)(設(shè)為N個(gè))→求該微粒的物質(zhì)的量(N/NA)→用物質(zhì)的量乘以摩爾質(zhì)量得到晶胞的質(zhì)量→晶胞的質(zhì)量除以晶胞的體積得到密度。 (2)在計(jì)算晶胞密度時(shí)，一定注意單位之間的換算，一般情況下邊長的單位是pm，而密度的單位是gcm－3，沒有進(jìn)行單位換算或沒有正確進(jìn)行換算(即1pm＝10－10cm)，則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。