高考化学大一轮复习 专题5 微观结构与物质的多样性 第3单元 微粒之间的相互作用力与物质的多样性教师用书

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”第三单元微粒之间的相互作用力与物质的多样性浙江考试标准知识条目必考要求加试要求(1)化学键的含义aa(2)离子键、共价键的概念和成因bb(3)离子化合物、共价化合物的概念aa(4)简单离子化合物、共价分子的电子式bb(5)简单共价分子的结构模型、结构式aa(6)碳的成键特点与有机化合物的多样性的联系aa(7)分子间作用力的含义，分子间作用力对分子构成的物质的某些物理性质的影响ab(8)简单共价分子的空间结构和键能a(9)氢键的概念、形成条件和原因，氢键对物质性质的影响b(10)同素异形体与同素异形现象ab(11)同分异构体与同分异构现象ab(12)NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互间作用力aa(13)离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的形成方式aa(14)离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的主要特性a考点1| 化学键与物质类别的关系基础知识自查1化学键物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈相互作用。2离子键和共价键(1)概念离子键：使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用。共价键：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。(2)比较离子键共价键成键粒子阴、阳离子原子成键实质静电作用：包括阴、阳离子之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用静电作用：包括共用电子对与两核之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用形成条件活泼金属与活泼非金属化合一般是非金属与非金属化合3.离子化合物与共价化合物的概念(1)离子化合物：阴、阳离子通过静电作用形成的化合物。(2)共价化合物：直接相邻的原子间均以共价键结合形成的化合物。4.碳的成键特点(1)一个碳原子可以形成四对共用电子对；(2)两个碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合，分别构成碳碳单键、碳碳双键或碳碳叁键；(3)碳原子之间也可以共价键结合形成碳链，也可形成碳环，碳原子之间连接方式的多样性，是有机化合物种类繁多的原因之一。5分子间作用力(1)概念：将分子聚集在一起的一种作用力。(2)实质：分子之间的静电作用。(3)特点：存在于所有分子之间。作用力较小，比化学键弱得多。(4)影响因素：对于组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，分子间作用力越大。(5)对物质物理性质的影响(如熔点、沸点、溶解度等)。一般分子间作用力越大，物质的溶、沸点越高，如卤素单质的熔、沸点由高到低的顺序为I2Br2Cl2F2。6氢键(加试要求)(1)水分子间的氢键：一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间所形成的分子间作用力。(2)特点：可看成一种较强的分子间作用力；作用力的强弱：分子间作用力氢键化学键。(3)对物质性质的影响：使物质的熔、沸点出现反常的升高：如H2O的沸点比H2S的沸点高。水分子间所形成的氢键使冰的微观结构里存在较大的空隙，因此，相同温度下冰的密度比水小。 核心要点提升1化学键与物质类型的关系解读如下：(1)离子化合物中一定有离子键，可能含有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaCl等，复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2等。(4)稀有气体是单原子分子，不存在化学键。2判断离子化合物和共价化合物的三种方法(1)根据化学键的类型判断：凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。(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、含氧酸和大多数有机物都属于共价化合物。(3)根据化合物的性质来判断。一般离子化合物熔沸点较高，有些共价化合物熔沸点很高(如SiO2、SiC等)，多数共价化合物熔沸点较低(如CO2、H2O、CH3CH2OH)。熔融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。4化学键、分子间作用力和氢键的对比(加试要求)相互作用化学键分子间作用力氢键存在范围分子内相邻原子(离子)之间分子之间某些氢化物分子之间(如HF、H2O、NH3等)作用力比较强很弱比化学键弱，比分子间作用力强影响范围物质的物理性质及化学性质物质的物理性质物质的物理性质对物质性质的影响离子键：成键离子半径越小、离子所带电荷越多、离子键越强，离子化合物的熔、沸点越高；共价键：原子半径越小、共用电子对越多，共价键越强，单质或化合物的稳定性越大影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质；组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高分子间氢键的存在使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2OH2S，HFHCl【特别提醒】1.离子键的三个“一定”和两个“不一定”(1)三个“一定”离子化合物中一定含有离子键；含有离子键的物质一定是离子化合物；离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。(2)两个“不一定”离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等；含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3。2有关分子间作用力2个问题(1)由分子构成的物质发生三态变化时，克服的是分子间作用力，无化学键被破坏。(2)分子间作用力对物质的稳定性等化学性质无影响，只影响物质的物理性质。典型例题讲解(2016浙江10月选考试题)下列说法不正确的是()ACl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小B石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，加热熔化时需破坏共价键C氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性D水电解生成氢气和氧气，有化学键的断裂和形成【解析】Cl、Br、I是同主族元素，Cl2、Br2、I2的分子结构相似，相对分子质量越大分子间作用力依次增大，A错误；石英中硅原子和氧原子以共价键结合，加热熔化时需破坏共价键，B正确；氢氧化钠是离子化合物，在熔融状态下离子键被破坏，形成自由移动的离子，具有导电性，C正确；水电解时断裂氢氧原子间的共价键，氢原子之间和氧原子之间分别形成共价键生成氢气和氧气，D正确。【答案】A(2015浙江10月选考真题)下列说法正确的是()AHCl属于共价化合物，溶于水能电离出H和ClBNaOH是离子化合物，该物质中只含有离子键CHI气体受热分解的过程中，只需克服分子间作用力D石英和干冰均为原子晶体【解析】NaOH中不仅含有离子键，还含有共价键，B错误；HI受热分解为H2和I2，除克服分子间作用力外，还需破坏共价键，C错误；干冰为固体CO2，为分子晶体，D错误。【答案】A(1)并不是所有物质中都存在化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。(2)有化学键变化的过程或变化不一定是化学变化。如NaCl熔化变成自由移动的Na和Cl，HCl溶于水电离成H和Cl等，只有化学键的断裂没有新化学键的形成，没有发生化学变化。题组对点训练1(2016浙江宁波3月学考模拟)下列说法正确的是()ANaCl和HCl都是离子化合物BMgCl2和SO2化学键类型相同CI2和干冰都为分子晶体D冰融化的过程中存在共价键的断裂CHCl是由氢原子和氯原子通过共用电子对形成的共价化合物，A错误；MgCl2中是离子键，SO2中含有共价键，B错误；冰融化过程中只破坏了水分子间的分子间作用力，而没有破坏分子内的共价键，D错误。2下列变化需克服相同类型作用力的是()A碘和干冰的升华BKCl和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解DNH4Cl和I2的受热变化AB项，KCl熔化克服离子键，C60熔化克服分子间作用力；C项，HCl溶解克服共价键，KCl溶解克服离子键；D项，NH4Cl受热分解克服化学键，I2受热克服分子间作用力。3(2017浙江台州市选考质量评估)下列说法正确的是()A碘升华时需要克服分子间作用力，不破坏共价键BNaCl和HCl溶于水都电离出Cl，故它们都存在离子键C干冰和水分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D离子化合物在任何状态下都能导电A碘单质是分子晶体，碘升华时需要克服的是分子间作用力，不破坏共价键，A正确；NaCl是离子化合物，溶于水会电离产生Na和Cl，HCl是共价化合物，溶于水也可以电离出Cl，但HCl中只存在共价键，不存在离子键，B错误；水分子中H原子最外层是2个电子的结构，所以不是每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，C正确；离子化合物在固体状态下不能导电，D错误。4在“石蜡液体石蜡石蜡蒸气裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是()A范德华力、范德华力、范德华力B范德华力、范德华力、共价键C范德华力、共价键、共价键D共价键、共价键、共价键B石蜡液体石蜡石蜡蒸气属于物质的三态变化，是物理变化，破坏的是分子间作用力。石蜡蒸气裂化气需要经过裂化，裂化是化学变化，破坏的是共价键。5(加试题)下列现象与氢键有关的是()NH3的熔、沸点比A族其他元素氢化物的高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小水分子高温下很稳定ABC DB氢键主要影响物质的物理性质，如使熔沸点升高、溶解度变大等；而水分子高温下很稳定是因为分子中OH键很稳定。6(2017浙江湖州模拟)W、X、Y、Z为短周期内除稀有气体元素外的四种元素。它们的原子序数依次增大，其中只有Y是金属元素，Y的最外层电子数和W的最外层电子数相等，Y、Z两种元素的质子数之和为W、X两种元素的质子数之和的3倍。由此可知： 【导学号：81640078】(1)元素W为_(填元素符号，下同)，X为_，Y为_，Z为_。(2)上述元素中任意三种组成的既含有离子键又含有共价键的化合物有_(填化学式，至少写三种)。(3)四种元素两两组合，形成的共价化合物有_(填化学式，至少写三种)。(4)上述四种元素可组成化合物_(填化学式)，其中含有的化学键为_键和_键。【解析】(1)Y为金属且与非金属W的最外层电子数相等，故Y为Na，W为H，另依据Y、Z质子数之和是W、X质子数之和的3倍，则X为O，Z为S。(4)四种元素形成的化合物为NaHSO4或NaHSO3等，其中均含离子键、共价键。【答案】(1)HONaS(2)Na2SO4、Na2SO3、NaHS、NaOH等(任写三种)(3)SO2、H2O、H2S、H2O2、SO3等(任写三种)(4)NaHSO4(或NaHSO3等)离子共价考点2| 描述粒子结构的化学用语同素异形体同分异构体基础知识自查1电子式(1)概念在元素符号周围用“”或“”来表示原子、离子的最外层电子的式子。(2)典型实例(3)用电子式表示离子化合物的形成过程左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，之间用“”连接，右边相同的离子不能合并，左边可以用箭头表示电子的得失方向(也可以不用)。如2结构式用原子间的一条短线表示一对共用电子对，来表示共价分子的式子。3.常见共价分子的表示方法4.简单共价分子的空间结构与键能(加试要求)(1)键能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。(2)几种常见分子的空间结构物质HClCl2H2ONH3CH4空间构型直线形直线形V形三角锥型正四面体型5.同素异形现象(1)同素异形现象碳单质有金刚石、石墨、富勒烯(包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管)等。同一种元素能够形成几种不同的单质的现象称为同素异形现象。(2)同素异形体具有同素异形现象的不同单质互称为该元素的同素异形体。6同分异构现象(1)同分异构现象化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。(2)同分异构体概念分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。常见的同分异构体核心要点提升1电子式的书写(1)同一个式子中同一元素的原子的电子要用同一符号表示，都用“”或“”。如Mg不能写成Mg。(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层一般是8电子稳定结构，在表示电子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。如S2的电子式为2，Cl的电子式为。(3)离子化合物中阴、阳离子个数比不是11时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的原则。如MgCl2的电子式为Mg2，不能写成Mg2或Mg2。(4)写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。如N2的电子式应为NN或NN，不能写成NN或NN，更不能写成或。(5)要注意共价化合物与离子化合物电子式的区别。前者不加方括号，不写表示电荷的符号，后者阴离子和复杂阳离子(如NH)加方括号，方括号外写表示电荷的符号。如H2O的电子式为HH，不能写成H2H。2判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构的主要方法(1)经验规律法凡符合最外层电子数|化合价|8的皆为8电子结构。(2)试写结构法判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如：H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有628个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；N2，N原子最外层有5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。(2)“三同”比较中的易错点同素异形体有两个“相同”和三个“不同”组成元素相同，同为单质；结构不同，不同种物质，性质不同。同素异形体的性质差别是由物质结构的差别所决定的。同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。1H2、1HD是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不属于同位素，也不属于同素异形体或同分异构体。互为同分异构体的两种化合物，其物理性质一定不同，化学性质有的相似(如正丁烷和异丁烷)，有的不同(如乙醇和二甲醚)。典型例题讲解(2017浙江绍兴一中选考模拟)下列说法不正确的是()A12C与14C为不同核素B石墨与C60互为同素异形体CH2O和D2O互为同位素D甲烷和乙烷互为同系物【解析】12C与14C质子数相同、中子数不同，为不同核素，A正确；石墨与C60是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B正确；H2O和D2O都是水分子，C错误；甲烷与乙烷结构相似，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物，D正确。【答案】C(2017浙江名校协作体模拟)下列表示正确的是()【解析】HClO的结构式HOCl，A正确；图表示钠离子的结构示意图 ，B错误；氯原子的最外层应是8电子稳定结构，C错误；最简式只表示出碳氢原子的个数比，乙炔的最简式为CH，D错误。【答案】A题组对点训练1(2015浙江10月份选考)下列说法不正确的是()A核素H的中子数是0B12C和14C互为同位素C金刚石、石墨和富勒烯互为同素异形体DCH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体AH质子数是1，中子数是1。2下列物质的电子式正确的是()BA中，氧原子的电子式不用中括号，A错。B正确。C中，两个氟离子不应合并写，正确的电子式为：，C错。D中，氯化氢是共价化合物，分子中不含离子，正确的电子式为：H，D错误。3下列化学用语的使用正确的是()CMg2的结构示意图应为 ，A项错误。H是氘的原子符号，H是氚的原子符号，B项错误。Cl2的电子式中每个Cl原子周围均为8个电子，两个Cl原子之间有1个共用电子对，D项错误。4下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()ABCl3BH2OCSiCl4 DPCl5C根据成键特点可确定BCl3中B为6电子结构，H2O中H为2电子结构，PCl5中的P为10电子结构。5(2016浙江稽阳10月联考)下列表述正确的是()DA项，原子核内未表示出质子数；B项，有机物结构简式双键不能省略；C项，H2O2为共价化合物，电子式中不能出现阴阳离子。考点3| 几种不同类型的晶体基础知识自查1几种晶体结构模型(1)NaCl晶体结构图每个Na周围等距紧邻的Cl有6个，每个Cl周围等距紧邻的Na有6个，晶体中Na与Cl的个数比为11。(2)干冰晶体结构模型构成晶体的微粒是CO2分子。微粒之间依靠分子间作用力结合在一起。(3)二氧化硅晶体结构模型构成晶体的微粒是Si和O，每个Si原子周围结合4个O原子，每个O原子周围结合2个Si原子。二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按12的比例所组成的立体网状结构的晶体。(4)金刚石晶体结构模型金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键。2.四种晶体比较 核心要点提升1四种晶体的特性(加试要求)2.晶体类型的常用判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(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、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质是金属晶体。【易错警示】(1)离子晶体一定存在离子键，可能存在共价键。(2)分子晶体是由分子靠分子间作用力形成的，一定不含离子键，分子内通常含共价键。也可能不含化学键，如稀有气体形成的晶体。(3)原子晶体中一定含共价键，可能为单质，也可能为化合物。(4)含金属阳离子的晶体不一定为离子晶体，因为金属晶体是由金属阳离子和自由电子形成的。典型例题讲解下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()AC(金刚石)和CO2BNaBr和HBrCCH4和H2O DCl2和KCl【解析】 各物质中的化学键和所属晶体类型如下：金刚石CO2NaBrHBrCH4H2OCl2KCl化学键共价键共价键离子键共价键共价键共价键共价键离子键晶体类型原子晶体分子晶体离子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体离子晶体【答案】C下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()ASiO2CsClI2Br2BSiO2CsClBr2I2CCsClSiO2I2Br2DBr2I2CsClSiO2【解析】先区分各选项中各物质的晶体类型，原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点。其中I2的熔点高于Br2的熔点。【答案】A比较物质熔、沸点高低的方法(1)应首先看物质的状态，熔点：固体液体气体。(2)同种状态时看晶体类型，对于不同的晶体，其熔、沸点高低顺序一般为：原子晶体离子晶体分子晶体。(3)对于相同类型的晶体，要分清影响熔、沸点的作用力及影响作用力大小的因素。题组对点训练1下列叙述中正确的是()A分子晶体中一定不存在离子键B离子晶体中一定含金属元素C原子晶体一定是由共价化合物形成的D离子晶体中不可能存在共价键A分子晶体是由分子依靠分子间作用力形成的，其中一定不含离子键，A项正确；离子晶体是离子化合物形成的，而离子化合物中不一定含金属元素，但其中可能存在共价键，如NH4Cl，B、D项均不正确；原子晶体可以是单质，如金刚石，也可以是化合物，如石英晶体，C项不正确。2(2016浙江4月选考真题)下列说法正确的是()AMgF2晶体中的化学键是共价键B某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键CN2和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力CMgF2为离子化合物，其晶体中的化学键是离子键，A选项错误；金属单质在熔融状态下也能导电，不一定含有离子键，B选项错误；N2