2020高考化学月刊 专题1·化学键、晶体结构专题

2020高考化学月刊 专题1化学键、晶体结构专题一、高考考纲解读： 1、理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子间作用力。初步了解氢键。2、了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体)及其性质。二、复习方法物质结构的理论是高考的热点之一。要求理解高考资源网原子的组成和结构，同位素，化学键，键的极性，晶体的类型和性质等。考查主要集中在8电子结构判断，电子式的书写，微粒半径的比较，晶体熔沸点高低判断，化学式的推导及有关晶体模型的计算等，在体现基础知识再现的同时，侧重观察、分析、推理能力的考查。近年来，往往从学科前沿或社会热点立意命题，引导学生关注科技发展，关注社会热点。三、重点、难点剖析及典型例析 1.化学键、离子键的概念化学键定义晶体或分子内直接相邻的两个或多个原子之间的强烈相互作用，通常叫做化学键。强烈的体现形式使原子间形成一个整体，彼此不能发生相对移动，只能在一定平衡位置 振动。破坏这种作用需消耗较大能量。离子键定义阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。本质阴阳离子间的静电作用形成条件和原因稳定的阳离子 活泼金属 MMn+活泼非金属 Xm- 离子键 稳定的阴离子形成过程表示方法mM+nX影响强度的因素及对物质性质的影响1.离子半径：离子半径越小，作用越强。含有该键的离子化合物的熔沸点就越高。2.离子电荷：离子电荷越多，作用越强。含有该键的离子化合物的熔沸点就越高。2.共价键定义原子间通过共用电子对所形成的化学键,叫共价键形成条件一般是非金属元素之间形成共价键,成键原子具有未成对电子本质成键的两原子核与共用电子对的静电作用.表示方法1.电子式:H HH2.结构式 HCl H HNH 形成过程H+.H分类分类依据：共用电子对是否发生偏移非极性键定义：共用电子对不偏于任何一方特定：存在于同种原子之间 AA单质、共价化合物、离子化合物、离子化合物中都可能含有此键。例：Cl2、H2O2、Na2O2极性键定义：共用电子对偏向成键原子的一方特点：存在于不同种原子之间 BA共价化合物、离子化合物中都可能含有此键键参数键能折开1mol共价键所吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量，这个键能就 叫键能。键能越大，键越牢固，分子越稳定。键长两成键原子核之间的平均距离叫键长。键越短、键能较大，键越牢固，分子越稳定。键角分子中相邻的键和键之间的夹高考资源网角叫键角。它决定分子的空间构型和分子的极性3.极性分子和非极性分子类别结构特点电荷分布特点分子中的键判断要点实例非极性分子空间结构特点正负电荷重心重叠，电子分布均匀非极性键极性键空间结构特点H2、CO2、BF3、CCl4、C2H2、C2H4极性分子空间结构不对称正负电荷重心不重叠，由于分布不均匀。极性键（可能还含有非极性键）空间结构不对称。HCl、H2O、NH3、CH3Cl4.晶体的结构与性质类型离子晶体原子晶体分子晶体结构构成微粒阴离子、阳离子原子分子作用力离子键共价键分子间作用力性质硬度较大很大很小熔沸点较高很高很低传导固体不导电，溶化或熔于水后导电一般不导电，有些是半导体。固体不导电，有些溶于水后导电溶解性易溶于极性溶剂难溶相似相溶实例盐、强碱等Si、SiO2、SiC干冰、纯净磷酸5.化学键与分子间力的比较概念存在范围强弱比较性质影响化学键相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用分子内或晶体内键能一般120-800KL/mol主要影响分子的化学性质。分子间力物质的分子间存在的微弱的相互作用分子间约几个或数十KJ/mol主要影响物质的物理性质六、如何比较物质的熔、沸点 1.由晶体结构来确定.首先分析物质所属的晶体类型,其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高 低的决定因素. 一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体 如:SiO2NaClCO2(干冰) 如:MgONaCl 分子组成和结构相似的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点越 高. 如:F2Cl2Br2I2 金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属键越强,熔、沸点越高. 如:NaMgAl 2.根据物质在同条件下的状态不同. 一般熔、沸点:固液气. 如果常温下即为气态或液态的物质,其晶体应属分子晶体(Hg除外).如惰性气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作为单原子分子.因为相互间的作用为范德华力,而并非共价键. 典型例析 （2020全国卷）下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是（ ）ASiO2 CaCl CBr4 CF2 BSiO2 CsCl CF4 CBr4CCsCl SiO2 CBr4 CF4 DCF4 CBr4 CsCl SiO2解析：物质的熔点的高低与晶体的类型有关，一般来说：原子晶体离子晶体分子晶体；即：SiO2CsClCBr4、CF4。当晶体的类型相同时，原子晶体与原子半径有关；离子晶体与离子的半径和离子所带的电荷有关；分子晶体当组成高考资源网和结构相似时，与相对分子质量的大小有关，一般来说，相对分子质量大的，熔点高，即CBr4CF4。答案：A。点评： 一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体 同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高. 同类型的离子晶体,离子电荷数越大,阴、阳离子核间距越小,则离子键越牢固,晶体的 熔、沸点一般越高. 分子组成和结构相似的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点越 高. 解析：分子的极性一般与物质的空间结构有关，空间结构对称，这属于非极性分子，反之属于极性分子，对于ABn分子，其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子。当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。键的极性只与是否属于同种非金属有关，而物质的稳定性当结构相似的条件下，与原子半径有关。所以选项A中CO2属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性减弱；选项D中的H2O属于V型结构。答案：B。点评：极性分子和非极性分子的判断和分子的稳定性始终是高考的热点和焦点。解答此类问题一定要根据规律逐步判断，各个击破。例3(2020 海南)在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是:ASP，范德华力 Bsp2，范德华力 Csp2，氢键 Dsp3，氢键解析：本题主要考查了物质结构作用力的本质及其应用，中等难度。在硼酸的晶体中，每个硼原子用3个sp2杂化轨道与3个氢氧根中的氧原子以共价键相结合，每个氧原子除以共价被与一个硼原于和一个氢原子相结合外，还通过每个氧原子除以共价被与一个硼原于和一个氢原子相结合外，还通过氢键同另一个硼酸分子中的氢原于结合成片层结构。综上所述，本题正确答案为C。答案：C例4(2020 海南)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是: A最易失去的电子能量最高 B电离能最小的电子能量最高 Cp轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D在离核最近区域内运动的电子能量最低解析：本题主要考查了物质结构中原子核外电子能量大小比较及其应用，较易。最易失去的电子能量最高，电离能最小的电子能量最高，在离核最近区域内运动的电子能量最低，选项ABD均正确。p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，所以C错误。综上所述，本题正确答案为C。答案：C例5(2020 海南)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的:A、ZXY3 B、ZX2Y6 C、ZX4Y8 D、ZX8Y12 解析：本题主要考查了晶体结构的计算及其应用，较易。根据晶体结构的计算方法可知，一个Z原子，X原子为8*1/8（被8个晶胞共有）=1，Y原子为12*1/4（被4个晶胞共有）=3。所以化学式为ZXY3 ，综上所述，本题正确答案为A。答案：A例6、（2020山东）氮是地球上极为丰富的元素。( 1 ) Li3N 晶体中氮以 N-3存在，基态N-3的电子排布式为。 ( 2 ) 的键能为 942 kJmol-1 , NN 单键的键能为 247kJmol-1，计算说明N2 中的 键比键稳定（填“ ”或“ ”）。 ( 3 ) ( CH3 )3 NH+ 和AlCl4-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于 100 ，其挥发性一般比有机溶剂（填“大”或“小” ) ，可用作（填代号）。a 助燃剂 b . “绿色”溶剂 c 复合材料 d 绝热材料( 4 ) x+中所有电子正好充满 K 、 L 、 M 三个电子层，它与 N3-形成的晶体结构如图所示。 X的元素符号是，与同一个N3-相连的 x+今有个。 其中包含一个键和两个键，则键的键能是（942-247）/2=347.5kJ/mol，键能越大，化学键越稳定，由数据可以判断键比键稳定。有机溶剂多是共价化合物，二离子液体由阴、阳离子组成，则其性质应与离子晶体相似，挥发性小于共价化合物，有导热性。题给离子液体中不含氧，则其不助燃，其属于无