化学选修3第三章第四节Word格式.docx

1、（3）固体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电。【自主思考】1.结合离子晶体的知识回答：（1）含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？有阳离子的晶体中一定存在阴离子吗？答案不一定，也可能是金属晶体；晶体中含有阳离子，不一定存在阴离子，如金属晶体由阳离子和自由电子构成的。（2）离子晶体中一定含有金属元素吗？由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗？答案不一定，离子晶体中不一定含金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐。由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。（3）离子晶体的熔点一定低于原子晶体吗？答案不一定，离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO是离子

2、晶体，SiO2是原子晶体，MgO的熔点高于SiO2的熔点。（4）离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键？答案离子晶体中除含有离子键外，还有可能含有共价键、配位键。如Na2O2、NaOH、Ba（OH）2、Na2SO4中均含离子键和共价键，NH4Cl中含有离子键、共价键、配位键。2.氯化钠的化学式为NaCl，能否说明晶胞中含有一个钠离子和一个氯离子？能否表示氯化钠的分子式？答案氯化钠晶胞中含有的钠离子和氯离子都为4，而氯化钠的化学式为NaCl，这说明离子晶体的化学式仅表示晶体中阴、阳离子的个数比，并不代表其分子组成，因为离子晶体中没有分子。二、晶格能1.概念气态离子形成1 mol离子晶体释放的能

3、量。通常取正值，单位为kJmol1。2.影响因素3.晶格能对离子晶体性质的影响晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。根据晶格能的知识回答：（1）为何Na2O的晶格能大于NaF，而KCl的晶格能大于KI？答案晶格能与离子所带的电荷成正比，而与离子半径的大小成反比。在Na2O和NaF中，O2所带的电荷比F多，故Na2O的晶格能大于NaF；而KCl和KI中，Cl半径小于I的半径，故KCl的晶格能大于KI。（2）火山喷出岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，原因是什么？答案二者均为离子晶体，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出。（3）KCl、MgO、CaO的晶体结构

4、与NaCl的晶体结构相似，KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是？答案MgOCaOKCl效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”；错误的打“”。（1）“NaCl”是氯化钠的分子式。（）（2）离子晶体一定含有金属阳离子。（3）离子晶体中一定不存在共价键。（4）离子晶体都能导电。（5）金属晶体和离子晶体的导电实质是一样的。（6）固态不导电、水溶液能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体。（7）NaCl晶体的晶胞中有1个Cl和1个Na。（8）晶格能是指破坏1 mol离子键所吸收的能量。答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）2.下列7种物质：白磷（P4）；水晶；氯化铵；

5、氢氧化钙；氟化钠；过氧化钠；石墨。固态下都为晶体，回答下列问题（填写序号）：（1）不含金属离子的离子晶体是，只含离子键的离子晶体是，既有离子键又有非极性键的离子晶体是，既有离子键又有极性键的离子晶体是。（2）既含范德华力，又有非极性键的晶体是，熔化时既要克服范德华力，又要破坏化学键的是，熔化时只破坏共价键的是。答案（1）（2）3.如图所示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分：（1）代表金刚石的是（填编号字母，下同），其中每个碳原子与个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于晶体。（2）代表石墨的是，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为个。（3

6、）表示NaCl的是，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有个。（4）代表CsCl的是，它属于晶体，每个Cs与个Cl紧邻。（5）代表干冰的是，它属于晶体，每个CO2分子与个CO2分子紧邻。（6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为_。答案（1）D4原子（2）E2（3）A12（4）C离子8（5）B分子12（6）石墨金刚石NaClCsCl干冰探究一离子晶体的结构与性质【探究讨论】可以通过熔融状态能否导电的实验判断某化合物是否为离子晶体吗？提示离子晶体固态时不导电，熔融状态时导电；共价化合物不论是分子晶体还是原子晶体，在固态和熔融状态均不导电，故可以

7、通过熔融状态能否导电的实验判断某化合物是否为离子晶体。【点拨提升】1.离子晶体的结构（1）离子晶体微粒之间的作用力是离子键，由于离子键没有方向性和饱和性，故离子晶体一般采取密堆积方式。（2）离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子，离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。（3）离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。2.离子晶体的性质性质原因熔、沸点离子晶体中有较强的离子键，熔化或气化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高硬度硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。

8、当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎导电性不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子（或水合离子），在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、苯、CCl4）中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子

9、克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子延展性离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性3.离子晶体的判断判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。（1）利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH形成的大多数盐、强碱，NH与酸根离子形成的盐，活泼金属的氧化物和过氧化物（如Na2O和Na2O2），活泼金属的氢化物（如NaH），活泼金属的硫化物等都是离子晶体。（2）利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素（特别是活泼的金属元素，A、A族元素）与非金属元素（特

10、别是活泼的非金属元素，A、A族元素）组成的化合物，个别非金属元素间形成的化合物（如铵盐）等都是离子晶体。（3）利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。4.离子晶体与其他晶体类型的比较类型项目离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键分子间作用力（范德华力或氢键）金属键确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷数、半径键长（原子半径）组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数较高很高较低差别较大（汞常温下为液态，钨熔点为3

11、410 ）略硬而脆很大较小差别较大不良导体（熔化后或溶于水导电）不良导体（个别为半导体）不良导体（部分溶于水发生电离后导电）良导体多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良优良差易错提醒（1）离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。（2）只有分子晶体中存在单个分子。（3）某些离子晶体的熔点高于某些原子晶体的熔点。如MgO（2 852 ）SiO2（1 710 ）。（4）某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔点较低。（5）个别金属的熔点高于某些原子晶体的熔点。如钨（3 410 ）SiO2（1 710 ）。（6）合金的熔点一般低于成分金属

12、的熔点。【典题例证1】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是（）A.该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为Ba2O2C.该晶体的晶胞结构与CsCl相似D.与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有4个解析图示晶体中含有Ba2和O，则该晶体属于离子晶体，A正确。该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个，C不正确，D不正确。该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2和4个O，晶体的化学式应为BaO2，B不正确。答案A【学以致用1】如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中

13、分割出来的结构图是（）A.图（1）和（3） B.图（2）和（3）C.图（1）和（4） D.只有图（4）解析本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl的晶体结构。NaCl晶体中，每个Na周围最邻近的Cl有6个，构成正八面体，同理，每个Cl周围最邻近的6个Na也构成正八面体，由此可知图（1）和（4）是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。答案C探究二晶格能的应用如何理解下面三种氟化物的晶格能的递变？晶格能/（kJmol1）Na923Mg22 957Al35 492提示Na、Mg2、Al3的电荷数逐渐增大，而它们的离子半径逐渐减小，故它们形成的氟化物的晶格能逐渐增大。即：晶格能的大小与离子

14、所带电荷量成正比，与离子半径成反比。1.离子晶体结构类型相同时，离子所带电荷越多，离子半径越小，晶格能越大，晶体熔、沸点越高，硬度越大。2.晶格能的大小影响岩浆晶出的次序，晶格能越大，形成的晶体越稳定，岩浆中的矿物越容易结晶析出。3.晶体熔、沸点高低的比较方法（1）不同类型晶体熔、沸点的比较：不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：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、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。（2）同种类型晶体熔、沸点的比较：原子晶体原子半径越小键长越短键能越大熔、沸点越高。如熔点：金刚石硅晶体。离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间

15、的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。MgONaClCsCl。分子晶体a.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、沸点反常得高。如沸点：H2OH2TeH2SeH2S。b.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。如熔、沸点：SnH4GeH4SiH4CH4。c.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。CON2，CH3OHCH3CH3。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。NaMgAl。【典题例证2】根据表格数据回答下列有关问题：（1）已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距

16、离和晶格能如下表所示：NaBrMgO离子的核间距/pm290276205晶格能/kJmol17873 890NaBr晶体比NaCl晶体晶格能（填“大”或“小”），主要原因是_。MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是_NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是_。（2）Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K1 2661 534183解释表中氟化物熔点差异的原因：a._b._硅在一定条件下可以与Cl2反应生成SiCl4，试判断SiCl4的沸点比CCl4的（填“高”或“低”），理由_解析（1）对同类型的离子晶体中，离子半径越小，离子电荷数

17、越多，晶格能越大，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。（2）先比较不同类型晶体的熔点。NaF、MgF2为离子晶体，离子间以离子键结合，离子键作用强，SiF4固态时为分子晶体，分子间以范德华力结合，范德华力较弱，故NaF和MgF2的熔点都高于SiF4。b.再比较相同类型晶体的熔点。Na的半径比Mg2半径大，Na所带电荷数小于Mg2，所以MgF2的离子键比NaF的离子键强度大，MgF2熔点高于NaF熔点。SiCl4和CCl4组成、结构相似，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，SiCl4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力，故SiCl4的熔点高于CCl4的熔点。答案（1）小NaBr比N

18、aCl离子的核间距大MgO晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的核间距小MgO（2）a.NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高b.因为Mg2的半径小于Na的半径且Mg2所带电荷数较大，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF高SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，范德华力大，因此沸点高【学以致用2】下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是（）A.熔点：NaFMgF2AlF3B.晶格能：NaFNaClNaBrC.阴离子的配位数：CsClNaClCaF2D.硬度：MgOCaOBaO解析由于Na、Mg2、A

19、l3的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高，A错误；F、Cl、Br的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，B正确；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4，C正确；Mg2、Ca2、Ba2的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，即硬度依次减小，D正确。1.下列性质适合于离子晶体的是（）A.熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电B.熔点10.31 ，液态不导电，水溶液能导电C.能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 D.熔点97.81 ，质软，导电，密度0.97 gcm

20、3解析离子晶体在液态（即熔融状态）导电；CS2是非极性溶剂，根据相似相溶规律，C不是离子晶体；离子晶体质硬易碎，且固态不导电，D不是离子晶体。2.离子晶体一般不具有的特征是（）A.熔点较高，硬度较大B.易溶于水而难溶于有机溶剂C.固体时不能导电D.离子间距离较大，其密度较大解析离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包括A、B、C项所述；离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积形式等。答案D3.下列关于晶格能的叙述中正确的是（）A.晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷有关B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关C.晶格能是指相邻的离子间的静电作用D.晶格能越大的离子晶体，其熔点越高

21、解析晶格能与离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子半径的大小成反比；晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，所以A、B错，D正确。4.根据表中给出物质的熔点数据（AlCl3沸点为182.7 ），判断下列说法错误的是（）晶体SiCl4AlCl3晶体硼熔点/8012 800701802 500A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强B.SiCl4晶体是分子晶体C.AlCl3晶体是离子晶体D.晶体硼是原子晶体解析根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，故熔、沸点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼

22、为非金属单质，熔、沸点很高，是原子晶体，B、D正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。5.现有几组物质的熔点（）数据：A组B组C组D组金刚石：3 550Li：181HF：83硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl二氧化硅：1 732Rb：39HI：51MgO：据此回答下列问题：（1）由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：A组属于晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是。硅的熔点低于二氧化硅，是由于_。硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_。（2）B组晶体中存在的作用力是，其共同的物理性质是（填序

23、号），可以用理论解释。有金属光泽 导电性导热性 延展性（3）C组中HF熔点反常是由于_（4）D组晶体可能具有的性质是（填序号）。硬度小 水溶液能导电固体能导电 熔融状态能导电（5）D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为。解析（1）A组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。（2）B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“电子气理论”解释相关物理性质。（3）C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。（4）

24、D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。（5）晶格能与离子电荷数和离子半径有关，电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。答案（1）原子共价键SiSi键键能小于SiO键键能硼晶体大于硅晶体（2）金属键电子气（3）HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多（只要答出HF分子间能形成氢键即可）（4）（5）NaClKClRbClMgO晶体为离子晶体，离子所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高课时作业基础题组1.如图所示，在氯化钠晶胞中，与每个Na等距离且最近的几个Cl所围成的立体构型为（）A.十二面体 B.正八面体C.正六面体 D.正四面体解析处在中心位置上的Na被6个等距离且最近的Cl包围，将6个Cl相连，得到的立体构型为正八面体。答案B2.经研究证明，PCl5在固态时由空间构型分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断中正确的是（）A.PCl5固体为分子晶体B.PCl5晶体由PCl32和PCl72构成，且离子数之比为11C.PCl5晶体由PCl4和PCl6构成，且离子数之比为11D.PCl5晶体具有良好的导电性解析由题意知，晶体由空间构型分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，所以PCl5晶体由PCl4和PCl6按11构成，为离子化合物，A、B错误，C正确；离子晶体中虽含有离子