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2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 12.2微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì) 1．有下列八種晶體： A．水晶　B．冰醋酸　C．氧化鎂　D．白磷　E．晶體氬　F．氯化銨　G．鋁　H．金剛石 用選項(xiàng)字母回答下列問題： (1)屬于原子晶體的化合物是________。直接由原子構(gòu)成的晶體是________，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。 (2)由極性分子構(gòu)成的晶體是________，含有共價(jià)鍵的離子晶體是________，屬于分子晶體的單質(zhì)是________。 (3)在一定條件下能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是________，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是________，需克服共價(jià)鍵的是________。 解析　首先正確的判斷晶體類型，其次注意題目的附加要求，如屬于原子晶體的化合物，另外稀有氣體為單原子分子，金屬晶體導(dǎo)電時(shí)僅有自由電子在外加電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，屬物理變化。 答案　(1)A　AEH　E (2)B　F　DE (3)G　BD　AH 2．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表： A組 B組 C組 D組 金剛石：3 110 ℃ Li：181 ℃ HF：－83 ℃ NaCl：801 ℃ 硅晶體：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－114 ℃ KCl：776 ℃ 硼晶體：2 300 ℃ K：64 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃ 二氧化硅：1 723 ℃ Rb：39 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃ 據(jù)此回答下列問題： (1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是________________。 (2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。 ①有金屬光澤　②導(dǎo)電性?、蹖?dǎo)熱性　④延展性 (3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于___________________。 (4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。 ①硬度小　②水溶液能導(dǎo)電?、酃腆w能導(dǎo)電　④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 解析　A組熔點(diǎn)高，而且已知金剛石、硅為原子晶體；B組為金屬晶體，所以應(yīng)該具備金屬晶體的性質(zhì)；C組中HF分子間存在氫鍵；D組為離子晶體，具備離子晶體的性質(zhì)。 答案　(1)原子　共價(jià)鍵 (2)①②③④ (3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多 (4)②④ 3．有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成，對(duì)這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表： 序號(hào) 熔點(diǎn)/℃ 硬度 水溶性 導(dǎo)電性 水溶液與 Ag＋反應(yīng) A 811 較大 易溶 水溶液或 熔融導(dǎo)電 白色沉淀 B 3 500 很大 不溶 不導(dǎo)電 不反應(yīng) C －114.2 很小 易溶 液態(tài) 不導(dǎo)電 白色沉淀 (1)晶體的化學(xué)式分別為A________________、B_____________、C________________。 (2)晶體的類型分別是A________________、B______________、C________________。 (3)晶體中微粒間作用力分別是A____________、B___________、C________________。 解析　根據(jù)A、B、C所述晶體的性質(zhì)可知，A為離子晶體，只能為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B應(yīng)為原子晶體，只能為金剛石，微粒間的作用力為共價(jià)鍵；C應(yīng)為分子晶體，且易溶，只能為HCl，微粒間的作用力為范德華力。 答案　(1)NaCl　C　HCl (2)離子晶體　原子晶體　分子晶體 (3)離子鍵　共價(jià)鍵　范德華力 歸納總結(jié) 晶體類型的判斷 1．依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)間的作用判斷 離子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是陰、陽(yáng)離子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵；分子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用為分子間作用力，即范德華力；金屬晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬陽(yáng)離子和自由電子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是金屬鍵。 2．依據(jù)物質(zhì)的分類判斷 金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(zhì)(常溫除汞外)與合金是金屬晶體。 3．依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷 離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至1 000余度。原子晶體熔點(diǎn)高，常在1 000度至幾千度。分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下至很低溫度，金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有相當(dāng)?shù)偷摹? 4．依據(jù)導(dǎo)電性判斷 離子晶體水溶液及熔化時(shí)能導(dǎo)電。原子晶體一般為非導(dǎo)體，石墨能導(dǎo)電。分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電。金屬晶體是電的良導(dǎo)體。 5．依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷 離子晶體硬度較大或硬而脆。原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。 考點(diǎn)2 晶體熔沸點(diǎn)高低的比較 1.不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律：原子晶體>離子晶體>分子晶體。 金屬晶體的熔、沸點(diǎn)有的很高，如鎢、鉑等；有的則很低，如汞、鎵、銫等。 2．由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的，鍵長(zhǎng)短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。如：金剛石>石英>碳化硅>硅。 3．離子晶體要比較離子鍵的強(qiáng)弱。一般地說，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強(qiáng)，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。 4．分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如熔、沸點(diǎn)：O2>N2，HI>HBr>HCl。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)，分子極性越大，其熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CO>N2，在同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越多，熔、沸點(diǎn)越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷；芳香烴及其衍生物的同分異構(gòu)體，其熔、沸點(diǎn)高低順序是“鄰位>間位>對(duì)位”化合物。 特別提醒　(1)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔沸點(diǎn)較高。例如：熔、沸點(diǎn)：HF>HI>HBr>HCl。 (2)金屬晶體中金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高。如熔、沸點(diǎn)：NaNa>K>Rb>Cs。 (4)根據(jù)物質(zhì)在相同條件下的狀態(tài)不同，熔、沸點(diǎn)：固體>液體>氣體。例如：S>Hg>O2。 題組訓(xùn)練 4.下列分子晶體中，關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低的敘述中，正確的是(　　) A．Cl2>I2 B．SiCl4PH3 D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3 解析　A、B項(xiàng)屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對(duì)分子質(zhì)量大的熔、沸點(diǎn)高；C選項(xiàng)屬于分子結(jié)構(gòu)相似的情況，但存在氫鍵的熔沸點(diǎn)高；D項(xiàng)屬于相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈少的熔、沸點(diǎn)高。 答案　C 5．NaF、NaI和MgO均為離子晶體，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) ①NaF ②NaI ③MgO 離子電荷數(shù) 1 1 2 鍵長(zhǎng)(10－10 m) 2.31 3.18 2.10 試判斷，這三種化合物熔點(diǎn)由高到低的順序是(　　) A．①>②>③　　　　　 B．③>①>② C．③>②>① D．②>①>③ 解析　NaF、NaI、MgO均為離子晶體，它們?nèi)埸c(diǎn)高低由離子鍵強(qiáng)弱決定，而離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑和離子電荷數(shù)有關(guān)，MgO中鍵長(zhǎng)最短，離子電荷數(shù)最高，故離子鍵最強(qiáng)，熔點(diǎn)最高。 答案　B 6．下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是(　　) ①O2、I2、Hg?、贑O、KCl、SiO2?、跱a、K、Rb　④Na、Mg、Al A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析?、僦蠬g在常溫下為液態(tài)，而I2為固態(tài)，故①錯(cuò)；②中SiO2為原子晶體，其熔點(diǎn)最高，CO是分子晶體，其熔點(diǎn)最低，故②正確；③中Na、K、Rb價(jià)電子數(shù)相同，其原子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，故③錯(cuò)；④中Na、Mg、Al價(jià)電子數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，金屬鍵依次增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高，故④正確。 答案　D 7．參考下表中物質(zhì)的熔點(diǎn)，回答有關(guān)問題： 物質(zhì) NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl 熔點(diǎn)/℃ 995 801 755 651 801 776 715 646 物質(zhì) SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4 熔點(diǎn)/℃ －90.4 －70.4 5.2 120 －70.4 －49.5 －36.2 －15 (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點(diǎn)與鹵素離子及堿金屬離子的__________有關(guān)，隨著__________的增大，熔點(diǎn)依次降低。 (2)硅的鹵化物的熔點(diǎn)及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點(diǎn)與__________有關(guān)，隨著__________增大，__________增大，故熔點(diǎn)依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多，這與__________有關(guān)，因?yàn)開____________________________，故前者的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于后者。 解析　分析表中的物質(zhì)和數(shù)據(jù)：NaF、NaCl、NaBr、NaI均為離子晶體，它們的陽(yáng)離子相同，陰離子隨著離子半徑的增大，離子鍵依次減弱，熔點(diǎn)依次降低。NaCl、KCl、RbCl、CsCl四種堿金屬的氯化物均為離子晶體，它們的陰離子相同，陽(yáng)離子隨著離子半徑的增大，離子鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)依次降低。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4四種硅的鹵化物均為分子晶體，它們的結(jié)構(gòu)相似，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)依次升高。SiCl4、GeCl4、SnCl4、PbCl4四種碳族元素的氯化物均為分子晶體。它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)依次升高。 答案　(1)半徑　半徑 (2)相對(duì)分子質(zhì)量　相對(duì)分子質(zhì)量　分子間作用力 (3)晶體類型　鈉的鹵化物為離子晶體，而硅的鹵化物為分子晶體 考點(diǎn)3 常見晶體結(jié)構(gòu)的分析 1.原子晶體(金剛石和二氧化硅) 鍵角為109°28′，每個(gè)最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子。SiO2(正四面體)鍵角(O—Si鍵)為109°28′，每個(gè)最小的環(huán)上有12個(gè)原子，其中，有6個(gè)Si和6個(gè)O。 2．分子晶體(干冰) 每個(gè)CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個(gè)。 3．離子晶體 (1)NaCl型。 在晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－。 (2)CsCl型。 在晶體中，每個(gè)Cl－吸引8個(gè)Cs＋，每個(gè)Cs＋吸引8個(gè)Cl－，配位數(shù)為8。 (3)晶格能。 ①定義：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，單位kJ/mol，通常取正值。 ②影響因素： a．離子所帶電荷：離子所帶電荷越多，晶格能越大。 b．離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。 ③與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高，硬度越大。 4．金屬晶體 (1)金屬鍵——電子氣理論。 金屬陽(yáng)離子與自由電子間的強(qiáng)相互作用。 (2)金屬晶體的幾種典型堆積模型。 堆積模型 采納這種堆積 的典型代表 空間利 用率 配位數(shù) 晶胞 簡(jiǎn)單立方 Po 52% 6 鉀型 (體心立方) Na、K、Fe 68% 8 鎂型 (六方最密) Mg、Zn、Ti 74% 12 銅型 (面心立方) Cu、Ag、Au 74% 12 題組訓(xùn)練 8．下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞示意圖(未按順序排序)。與冰的晶體類型相同的是________(填選項(xiàng)字母)。 解析　冰屬于分子晶體，干冰、碘也屬于分子晶體；B為干冰晶胞，C為碘晶胞。 答案　BC 9．(1)將等徑圓球在二維空間里進(jìn)行排列，可形成密置層和非密置層。在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中，A屬于________層，配位數(shù)是________；B屬于________層，配位數(shù)是________。 (2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積，得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞，它被稱為簡(jiǎn)單立方堆積，在這種晶體中，金屬原子的配位數(shù)是________，平均每個(gè)晶胞所占有的原子數(shù)目是________。 (3)有資料表明，只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式。釙位于元素周期表的第________周期第________族，元素符號(hào)是________，最外電子層的電子排布式是________。 答案　(1)非密置　4　密置　6 (2)6　1 (3)六?、鯝　Po　6s26p4 10．根據(jù)圖回答問題： (1)A圖是某離子化合物的晶胞(組成晶體的一個(gè)最小單位)，陽(yáng)離子位于中間，陰離子位于8個(gè)頂點(diǎn)，該化合物中陽(yáng)、陰離子的個(gè)數(shù)比是______。 (2)B圖表示構(gòu)成NaCl晶體的一個(gè)晶胞，通過想象與推理，可確定一個(gè)NaCl晶胞中含Na＋和Cl－的個(gè)數(shù)分別為__________、__________。 (3)釔鋇銅復(fù)合氧化物超導(dǎo)體有著與鈣鈦礦相關(guān)的晶體結(jié)構(gòu)，若Ca、Ti、O形成如C圖所示的晶體，其化學(xué)式為__________。 (4)石墨晶體結(jié)構(gòu)如D圖所示，每一層由無數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成，則平均每一個(gè)正六邊形所占有的碳原子數(shù)為__________，C—C鍵數(shù)為__________。 (5)晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，如E圖。其中含有20個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有1個(gè)原子。試觀察E圖，推斷這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元所含硼原子個(gè)數(shù)、鍵角、B—B鍵的個(gè)數(shù)依次為__________、__________、__________。 解析　(1)陽(yáng)離子數(shù)＝1，陰離子數(shù)＝8×＝1，即＝。 (2)Na＋＝8×＋6×＝4，Cl－＝12×＋1＝4。 (3)Ca原子數(shù)＝8×＝1，Ti原子數(shù)＝1，O原子數(shù)＝12×＝3，所以化學(xué)式為CaTiO3。 (4)C原子數(shù)＝6×＝2，C—C鍵數(shù)＝6×＝3。 (5)B原子數(shù)＝20×3×＝12，等邊三角形的鍵角為60°，B—B鍵數(shù)＝20×3×＝30。 答案　(1)11 (2)4　4 (3)CaTiO3 (4)2　3 (5)12　60°　30 考點(diǎn)4 有關(guān)晶體的計(jì)算 1.晶胞中微粒個(gè)數(shù)的計(jì)算 用均攤法解析晶體的計(jì)算 均攤法：是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目。如某個(gè)粒子為n個(gè)圖形(晶胞)所共有，則該粒子有屬于一個(gè)圖形(晶胞)。 (1)長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn) ①處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為。 ②處于棱上的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為。 ③處于面上的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為。 ④處于體內(nèi)的粒子，則完全屬于該晶胞，對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為1。 (2)非長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)為1/3。 2．晶體的密度及微粒間距離的計(jì)算 若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)“分子”質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρ a3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρ a3NA g，因此有xM＝ρ a3NA。 題組訓(xùn)練 11.如圖是甲、乙、丙三種晶體的晶胞，則甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是________，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是________，丙中一個(gè)晶胞中有________個(gè)c離子和________個(gè)d離子。 解析　甲中N(x)：N(y)＝1：＝2：1；乙中N(a)：N(b)＝1：＝1：1；丙中N(c)＝12×＋1＝4，N(d)＝8×＋6×＝4。 答案　2：1　1：1　4　4 12．下圖為離子晶體空間構(gòu)型示意圖：(陽(yáng)離子，陰離子)以M代表陽(yáng)離子，以N表示陰離子，寫出各離子晶體的組成表達(dá)式： A________、B________、C________。 解析　在A中，含M、N的個(gè)數(shù)相等，故組成為MN；在B中，含M：×4＋1＝(個(gè))，含N：×4＋2＋4×＝(個(gè))，MN＝＝13；在C中含M：×4＝(個(gè))，含N為1個(gè)。 答案　MN　MN3　MN2 13．某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X()位于立方體的頂點(diǎn)，Y(○)位于立方體的中心。試分析： (1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引______個(gè)X。 (2)該晶體的化學(xué)式為________。 (3)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1，晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為________cm。 解析　(1)從晶胞結(jié)構(gòu)圖中可直接看出，每個(gè)Y同時(shí)吸引4個(gè)X。 (2)在晶胞中，平均包含X：4×＝，平均包含Y：1，所以在晶體中X和Y的個(gè)數(shù)之比為12，晶體的化學(xué)式為XY2或Y2X。 (3)摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)分子(或原子)質(zhì)量。由題意知，該晶胞中含有1/2個(gè)XY2或Y2X，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則有ρa(bǔ)3NA＝M，a＝ ，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為 cm。 答案　(1)4　(2)XY2或Y2X　(3) 14．鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖。試回答下列問題： (1)在周期表中Ca處于周期表________區(qū)。 (2)銅原子的基態(tài)原子核外電子排布式為________________。 (3)已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中，n＝________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為__________。 解析　(1)Ca位于第四周期第ⅡA族，處于s區(qū)。 (2)Cu的外圍電子構(gòu)型是3d104s1，而不是3d94s2。 (3)銅、鈣合金中，N(Cu)＝12×＋6×＋6＝15。N(Ca)＝12×＋2×＝3，＝＝，所以n＝5，即LaNi5H4.5。ρ·9.0×10－23 cm3·NA＝M，其中氫在合金中的密度為≈0.083 g·cm－3。 答案　(1)s　(2)[Ar]3d104s1 (3)5　0.083 g·cm－3