學(xué)案八化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)

【例1】下列關(guān)于化學(xué)鍵的敘述中，正確的是（）

A.離子化合物中可能含有共價(jià)鍵

B.共價(jià)化合物中可能含有離子鍵

C.離子化合物中只含離子鍵

D.共價(jià)化合物中不含離子鍵解析解答這類試題除掌握概念外，還要能舉出反例，運(yùn)用反例來判斷選項(xiàng)的正誤。在離子化合物中可能含有共價(jià)鍵，由于陰、陽離子可能由兩種不同的非金屬元素組成，如；NH、NO等，故在離子化合物中可能存在共價(jià)鍵；但在共價(jià)化合物中不可能含有離子鍵，若存在離子鍵，則成為離子化合物。要點(diǎn)一化學(xué)鍵AD學(xué)案化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)變式訓(xùn)練1X、Y為短周期元素，X位于IA族，X與Y可形成化合物X2Y，下列說法正確的是 （ ）A.X的原子半徑一定大于Y的原子半徑B.X與Y的簡單離子不可能具有相同的電子層結(jié)構(gòu)C.兩元素形成的化合物中，原子個(gè)數(shù)比不可能為

1∶1D.X2Y可能是離子化合物，也可能是共價(jià)化合物D要點(diǎn)二各類晶體物理性質(zhì)的比較【例2】下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序正確的是（）

A.金剛石＞晶體硅＞碳化硅

B.CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4C.MgO＞H2O＞NaCl＞O2D.金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉解析本題考查物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，需了解物質(zhì)粒子間的相互作用。對于A選項(xiàng)，同屬于原子晶體，熔、沸點(diǎn)高低主要決定于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，因?yàn)樘荚影霃叫∮诠柙?，所以C—Si鍵的鍵長小于Si—Si鍵，鍵能則大于Si—Si鍵，故碳化硅的熔、沸點(diǎn)應(yīng)高于晶體硅；B選項(xiàng)同為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增大，熔、沸點(diǎn)升高；C選項(xiàng)為不同晶型，熔、沸點(diǎn)高低一般為：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，H2O屬分子晶體，而NaCl屬離子晶體；D選項(xiàng)中生鐵為鐵的合金，而合金的熔點(diǎn)要比純金屬低。答案

A變式訓(xùn)練2NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這三種化合物的熔點(diǎn)按高低順序排列正確的是 （ ）A.①>②>③ B.③>①>②C.③>②>① D.②>①>③

解析離子晶體熔點(diǎn)高低與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷越多，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，即③>①>②為正確的排序。B物質(zhì)①NaF②NaI③MgO離子電荷數(shù)112鍵長/10-10m2.313.182.10要點(diǎn)三典型的晶體結(jié)構(gòu)分析【例3】第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離的H2O分子。根據(jù)上述信息，完成下面兩題：（1）下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是 （ ）

A.兩種都是極性分子

B.兩種都是非極性分子

C.CH4是極性分子，H2O是非極性分子

D.H2O是極性分子，CH4是非極性分子D（2）若晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH4分子，另外2個(gè)籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為 （ ）A.CH4·14H2O B.CH4·8H2OC.CH4·7H2OD.CH4·2H2O解析（1）水分子的結(jié)構(gòu)呈V形，是極性分子；CH4具有正四面體結(jié)構(gòu)，是非極性分子。（2）據(jù)題意8個(gè)籠是由46個(gè)水分子構(gòu)成的，其中含有6個(gè)CH4分子和2個(gè)游離H2O分子，所以水分子共有48個(gè)，CH4有6個(gè)，n(CH4)∶n(H2O)=6∶48=1∶8。則天然氣水合物的平均組成可表示為CH4·8H2O。B變式訓(xùn)練3

高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞（晶體中最小的重復(fù)單元），則下列說法正確的是

()A.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K+和

4個(gè)OB.晶體中每個(gè)K+周圍有8個(gè)O，每個(gè)O周圍有8個(gè)

K+C.晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有8個(gè)D.晶體中，0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3∶1解析由題中的晶體結(jié)構(gòu)可知：8個(gè)K+位于頂點(diǎn)，6個(gè)K+位于面心，則平均每個(gè)晶胞中含K+的數(shù)目為：8×+6×=4（個(gè)），有12個(gè)O位于棱上，1個(gè)O位于體心，則平均每個(gè)晶胞中含O的數(shù)目為：12×+1=4（個(gè)）,所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2。設(shè)晶體中0價(jià)氧原子和-2價(jià)氧原子數(shù)分別為x、y。根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，結(jié)合超氧化鉀的化學(xué)式，則x+y=2x=

x×0+(-2)×y=-1y=

x∶y=∶=3∶1。在超氧化鉀的晶體中,每個(gè)K+周圍有6個(gè)O（上、下、左、右、前、后），每個(gè)O周圍有6個(gè)K+，晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有12個(gè)。答案

AD解得1.下列有關(guān)化學(xué)鍵說法正確的是 （ ）

A.離子化合物中只含有離子鍵

B.離子化合物的熔點(diǎn)一定比共價(jià)化合物的高

C.非金屬元素組成的化合物一定是共價(jià)化合物

D.含有陰離子的化合物一定含有陽離子D2.通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱。部分化學(xué)鍵的鍵能如下表：化學(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能kJ/mol460360436431176347下列說法中錯誤的是 （ ）

A.SiCl4的熔點(diǎn)比SiC低

B.拆開1mol晶體硅中的化學(xué)鍵所吸收的能量為176kJC.HCl的熔點(diǎn)比H2高

D.C—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的鍵能B3.北京大學(xué)和中國科學(xué)院的化學(xué)工作者合作，已成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60。實(shí)驗(yàn)測知該物質(zhì)屬于離子晶體，具有良好的超導(dǎo)性。下列關(guān)于K3C60的組成和結(jié)構(gòu)分析正確的是（ ）

A.K3C60中既有離子鍵又有極性鍵

B.1molK3C60中含有的離子數(shù)目為63×6.02×1023C.該晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電

D.該物質(zhì)的化學(xué)式可寫成KC20

解析該物質(zhì)屬于離子化合物，則物質(zhì)中必含離子鍵，在陰離子C中碳碳之間一定含有非極性共價(jià)鍵，A不正確；1molK3C60中應(yīng)含4mol

離子，B不正確；由題給條件知C項(xiàng)正確；分子中

C是一個(gè)整體，相當(dāng)于酸根，故不能約簡，

D項(xiàng)不正確。C4.下列關(guān)于氫鍵的說法不正確的是 （ ）

A.HF的沸點(diǎn)比HCl的沸點(diǎn)高，是由于HF分子間存在氫鍵

B.水在結(jié)冰時(shí)體積膨脹，是由于水分子之間存在氫鍵

C.NH3的穩(wěn)定性很強(qiáng)，是因?yàn)槠浞肿娱g能形成氫鍵

D.在氨水中水分子和氨分子之間也存在著氫鍵

解析氫鍵是一種較強(qiáng)的分子間作用力，它主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而物質(zhì)的穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)。氫鍵是某些氫化物（NH3、H2O、HF）分子間存在的比分子間作用力稍強(qiáng)的作用力，它的存在使氫化物的熔、沸點(diǎn)相對較高，因此HF的沸點(diǎn)高是由氫鍵所致，A項(xiàng)正確；水在結(jié)冰時(shí)體積膨脹是由于水分子大范圍的以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相對疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)上有許多空隙，造成體積膨脹，B項(xiàng)正確；NH3的穩(wěn)定性取決于N—H鍵，而不是氫鍵，C項(xiàng)不正確；氨分子和水分子之間主要是以氫鍵結(jié)合的，故D項(xiàng)正確。答案

C5.下圖中每條折線表示周期表ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化，每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是 （ ）

A.H2SB.HClC.PH3D.SiH4D6.下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是 ( )①SiO2和SO3②NaCl和HCl③CO2和SO2

④KOH和Na2O2⑤Na2O2和H2O2⑥硫磺和碘

A.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D(zhuǎn).①③⑤

解析①SiO2晶體中，Si原子與O原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，形成原子晶體；SO3晶體中S原子與O原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成單個(gè)分子，分子之間通過范德華力形成分子晶體。②NaCl晶體中，Na+與Cl-以離子鍵結(jié)合形成離子晶體；HCl晶體中，H原子與Cl原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成單個(gè)分子，形成分子晶體。③CO2和SO2晶體中均含共價(jià)鍵，都為分子晶體。④KOH和Na2O2晶體中均含離子鍵和共價(jià)鍵，都為離子晶體。⑤H2O2晶體中，只有共價(jià)鍵，為分子晶體。⑥硫磺和碘晶體中原子間都以共價(jià)鍵結(jié)合，形成分子晶體。答案

C7.根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，判斷下列有關(guān)說法中錯誤的是 （ ）注：AlCl3熔點(diǎn)在2.02×105Pa條件下測定。

A.SiCl4是分子晶體

B.單質(zhì)B是原子晶體

C.AlCl3加熱能升華

D.MgCl2所含離子鍵的強(qiáng)度比NaCl大NaClMgCl2

AlCl3

SiCl4

單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃810710190-682300沸點(diǎn)/℃14651418160572500解析三類不同的晶體由于形成晶體的粒子和粒子間的作用力不同，因而表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。原子晶體具有高的熔、沸點(diǎn)，硬度大，不能導(dǎo)電；而離子晶體也具有較高的熔、沸點(diǎn)、較大的硬度，在溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電；分子晶體熔、沸點(diǎn)低，硬度小，不導(dǎo)電，熔化時(shí)無化學(xué)鍵斷裂，據(jù)這些性質(zhì)可確定晶體類型。根據(jù)上述性質(zhì)特點(diǎn)及表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，NaCl的熔、沸點(diǎn)均比MgCl2高，所以NaCl晶體中的離子鍵應(yīng)比MgCl2強(qiáng)，故D不正確。答案

D8.下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的說法正確的是 （ ）

A.共價(jià)化合物中各原子最外層都一定滿足8電子結(jié)構(gòu)

B.BaO2晶體中陽離子與陰離子數(shù)目之比為1∶2C.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致

D.在反應(yīng)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中，既有離子鍵、極性鍵和非極性鍵的斷裂，又有離子鍵、極性鍵和非極性鍵的形成D9.下列事實(shí)與氫鍵有關(guān)的是 （ ）

A.水加熱到很高的溫度都難以分解

B.水結(jié)成冰體積膨脹

C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量增大而升高

D.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱B10.某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C

三種粒子數(shù)之比是 ( )

A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4

解析這不是一個(gè)立方晶胞結(jié)構(gòu)，而是一個(gè)正三棱柱結(jié)構(gòu)，那么依據(jù)實(shí)際情況來計(jì)算，原子的分?jǐn)倲?shù)為頂點(diǎn)，水平棱上，豎棱上，面上，內(nèi)部為1。A、B、C三種粒子數(shù)的比為（6×）∶（6×+3×）∶1=1∶4∶2。答案

B11.下列關(guān)于晶體的說法中正確的是 （ ）①分子晶體中都存在共價(jià)鍵②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子③金剛石、SiC、NaF、

NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低④離子晶體中只有離子鍵沒有共價(jià)鍵，分子晶體中肯定沒有離子鍵⑤CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)

每個(gè)Ti4+和12個(gè)O2-相緊鄰⑥SiO2晶體中每個(gè)硅原子與兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合⑦晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑧氯化鈉熔化時(shí)離子鍵被破壞A.①②③⑥ B.①②④C.③⑤⑧ D.②⑤⑧解析單原子分子中無化學(xué)鍵，①不正確；金剛石、SiC為原子晶體，熔、沸點(diǎn)高于其他物質(zhì)，而C—C鍵長比Si—C短，故熔點(diǎn)較高，NaF、NaCl為離子晶體，熔、沸點(diǎn)高于H2O和H2S，由離子半徑的大小知熔點(diǎn)NaF高于NaCl，由于H2O分子中存在氫鍵，常溫下為液態(tài)，故熔點(diǎn)高于H2S，③正確；離子晶體中可能有共價(jià)鍵如NaOH、NH4Cl等，分子晶體中一定沒有離子鍵，④不正確；由所給圖示分析知⑤正確；SiO2晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子結(jié)合，⑥不正確；分子的穩(wěn)定性只與分子內(nèi)的化學(xué)鍵的穩(wěn)定性有關(guān)，與分子間的作用無關(guān)，⑦不正確；顯然⑧正確，故正確答案為D項(xiàng)。答案

C（1）下列各組物質(zhì)中，氣化或者熔化時(shí)所克服的粒子間作用力類型分別與氟化鋁和溴化鋁相同的是

（填字母序號）。A.NaCl和CCl4B.Na2O和SiO2C.金剛石和金屬鋁D.碘和干冰12.下表列有幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)AlF3

AlCl3

AlBr3

Al2O3

MgCl2

MgO沸點(diǎn)/℃1260181(升華)26320457072850A（2）工業(yè)上制備金屬鎂，應(yīng)采用電解熔融

(填“MgCl2”或“MgO”)。（3）工業(yè)上制備金屬鋁，是采用電解熔融Al2O3(加冰晶石)，而不是電解熔融AlCl3，原因是

。MgCl2是分子晶體，屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電AlCl313.A、B、C三種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，三種元素的原子序數(shù)之和為35，A、C同主族，

B+離子核外有10個(gè)電子，則：（1）A、B、C三種元素分別是

、

、

。（2）A、B、C兩兩之間可形成多種化合物，其中屬于離子化合物的化學(xué)式分別為

、

、

。（3）用電子式表示B和C形成化合物的過程：

。氧或O鈉或Na硫或SNa2ONa2O2Na2SNaNa+14.根據(jù)下表信息，回答下面提出的問題。部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)元素代號LMQRT原子半徑/nm0.1600.143

0.1120.1040.066主要化合價(jià)+2+3+2+6、-2-2（1）R、T兩元素所形成的氫化物的沸點(diǎn)：H2T

H2R

（填“高于”或“低于”），原因是

。H2O分子間存在氫鍵高于（2）所給元素的單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)，速度最快的是

,原因是

。（3）M與T形成的化合物與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為

。（4）L與R兩元素所形成的化合物中存在的化學(xué)鍵類型是

（填“離子鍵”或“共價(jià)鍵”），其水溶液呈

（填“酸性”或“堿性”），原因是

（用離子方程式表示）。MgMg的金屬性比Be、Al都強(qiáng)，O2、S不與H2O反應(yīng)Al2O3+2OH-2AlO+H2O離子鍵S2-+H2OHS-+OH-堿性15.已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰，且X、Q同族。Y的最高化合價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)酸?；卮鹣铝袉栴}：（1）W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是

；（2）Q的具有相同化合價(jià)且可以相互轉(zhuǎn)化的兩種氧化物是

；（3）R和二價(jià)Y形成的化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價(jià)的化合物的化學(xué)式是

。原子晶體NO2和N2O4As2S5（4）這5