等级考单元3化学键与晶体学生版.docx
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等级考单元3化学键与晶体学生版
2019年上海高考化学·等级考单元[02]
化学键与晶体
一、教学基本要求：
学习内容
学习水平
3.1化学键
3.1.1化学键的概念
A
3.2化学键类型
3.2.1离子键
B
3.2.2共价键
B
3.2.3金属键
C
3.3分子结构
3.3.1极性键☆
B
3.3.2非极性键☆
B
3.3.3分子构型☆
A
3.3.4分子的极性☆
B
3.3.5分子的稳定性☆
B
3.4晶体结构
3.4.1离子晶体☆
B
3.4.2分子晶体☆
B
3.4.3原子晶体☆
B
3.4.4金属晶体☆
A
学习水平：
A-知道、B-了解、C-运用、D-综合☆：
拓展
二、知识精讲：
【3.1.1】化学键的概念
◇复述化学键的概念
◇列举常见的化学键类型
【3.2.1】离子键
◇复述子键的概念
◇解释离子键的形成
◇列举存在离子键的代表物质
◇书写由离子键形成的物质的电子式
◇复述离子化合物的概念
◇列举常见的离子化合物
【3.2.2】共价键
◇复述共价键的概念
◇解释共价键的形成
◇列举存在共价键的代表物质
◇书写由共价键形成的简单分子的电子式
◇书写由共价键形成的简单分子的结构式
◇复述共价化合物的概念
◇列举常见的共价化合物
【3.2.3】金属键
◇复述金属键的概念
◇列举存在金属键的代表物质
【3.3.1】极性键
☆复述极性键的概念
☆判断常见的极性键
【3.3.2】非极性键
☆复述非极性键的概念
☆判断常见的非极性键
【3.3.3】分子构型
☆说出水、氨、甲烷、二氧化碳等的分子构型
【3.3.4】分子的极性
☆将常见的分子按其是否有极性进行分类
【3.3.5】分子的稳定性
☆用键长、键能的知识来解释常见分子的稳定性
【3.4.1】离子晶体
☆列举常见的离子晶体
☆解释离子晶体的结构特点与性质的关系
【3.4.2】分子晶体
☆列举常见的分子晶体
☆理解分子晶体中的分子间是以分子间作用力相互结合的
☆解释分子晶体的结构特点与性质的关系
【3.4.3】原子晶体
☆列举常见的原子晶体
☆解释原子晶体的结构特点与性质的关系
【3.4.4】金属晶体
☆列举常见的金属晶体
☆说出金属晶体的结构特点与性质的关系
三、知识梳理：
A、化学键
（1）、化学键
1.概念：
相邻原子或原子团之间强烈的相互作用。
2.化学键包括离子键、共价键和金属键
（2）、离子键、共价键、金属键的比较
离子键
共价键
金属键
概念
阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对（电子云重叠）所形成的化学键
金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键
成键微粒
阴、阳离子
原子
金属阳离子和自由电子
成键性质
静电作用（包括引力和斥力）
共用电子对（电子云的重叠）
电性作用
形成条件
一般为活泼金属与活泼非金属
特殊：
NH4Cl等铵盐。
一般为非金属与非金属
特殊：
AlCl3、BeCl2等。
金属内部
强弱因素
1.离子半径
2.离子电荷
1.键长
2.键能
1.金属原子的半径
2.阳离子所带电荷
特点
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
实例
MgO、NaCl、CaF2、Na2O、K2S
H2、N2、H2O、CO2、金刚石
Fe、Mg、合金
*共价键的参数
键长：
在分子中，两个成键原子的核间距叫做键长。
键能：
在一定温度和压强下，断开1molA—B所吸收的能量称为A—B的键能。
键角：
在多原子分子里，键和键之间的夹角，我们把这种分子中键与键之间的夹角叫做键角。
（3）、电子式
1.原子的电子式：
在元素符号四周用“·”或“×”表示最外层电子数
2.金属阳离子电子式：
即其阳离子的离子符号Ca2+H+
3.阴离子电子式：
用“﹝﹞”将其所有最外层电子括好并且标出所带的负电荷数
4.离子化合物的电子式：
由阴、阳离子的电子式组成，相同离子不能合并
5.共价化合物的电子式：
画出离子最外层电子数
（4）、结构式:
共价键中的每一对共用电子用一根短线表示，未成键电子不写出，物质的电子式变成了结式。
例如：
（5）、离子化合物和共价化合物
1.离子化合物与共价化合物的比较
离子化合物
共价化合物
定义
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键类型
一定含有离子键，可能含有共价键
只含有共价键
与物质类
别的关系
①强碱
②绝大多数盐
③活泼金属氧化物
①无水酸
②弱碱
③气态氢化物
④非金属氧化物
⑤极少数盐
【注意】：
离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键；
共价化合物中一定不含有离子键，只能含有共价键。
2.判断方法
（1）从物质分类的角度来判断。
含有离子键：
大多数碱性氧化物、强碱和盐属于离子化合物；
含有共价键：
气态氢化物、非金属氧化物、无水酸都属于共价化合物。
（2）根据化合物的构成来判断。
凡是含有阴、阳离子的化合物均是离子化合物，凡是含有离子键的化合物也都
是离子化合物，只含共价键的化合物为共价化合物；
一般说来，活泼金属原子（或NH4+）和活泼非金属原子间形成的是离子键，
同种或不同种非金属原子之间形成的是共价键。
（6）、非极性共价键和极性共价键
非极性共价键
极性共价键
概念
同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移
不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移
原子吸引电子的能力
相同
不同
共用电子对
不偏向任何一方
偏向吸引电子能力强的原子
成键原子电性
电中性
显部分电性
形成条件
由同种非金属元素形成
由不同种非金属（或金属与非金属）元素形成
（7）、常见分子的空间构型
1.直线形：
H2、O2、HCl、CO、NO、CO2、CS2、C2H2
2.V字形：
H2O、SO2
3.三角锥形：
NH3
4.正四面体形：
CH4、CCl4、P4
（8）、共价键极性和共价分子极性
极性分子：
分子中正、负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的。
非极性分子：
分子中正、负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀的，对称的。
共价键极性和共价分子极性的比较
共价键的极性
共价分子的极性
类型
极性键和非极性键
极性分子和非极性分子
因素
是否由同种元素原子形成
整个分子电荷的分布是否均匀对称
联系
1、
（1）所有的惰性气体都为非极性分子。
（2）以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：
H2、O2…
（3）以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：
HCI、CO、NO…
（4）以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定，如：
①空间构型对称，为非极性分子，如：
CO2、CS2、CC14、CH4、C2H2、C2H4、苯…
②空间构型不对称，为极性分子，如：
H2O、NH3、H2O2…
2、大多数的有机物都偏弱极性分子。
注意：
判断ABn型分子可参考使用以下经验规律：
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；
②若中心原子有孤对电子（未参与成键的电子对），则为极性分子，若无孤对电子，则为非极性分子。
说明
键有极性，分子不一定有极性。
分子稳定性与键参数之间的联系
通常情况下，组成和结构相似的分子，共价键的极性越强，键能越大，键长越短，分子越稳定。
如：
同主族元素的氢化物，相对分子质量越小，键的极性越强，键能越大，键长越短，分子越稳定。
（9）、离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
存在微粒
阴、阳离子
原子
分子
金属阳离子、自由电子、金属原子
微粒间作用
离子键
共价键
分子间作用力（范德华力）
金属键
主要物理性质
熔沸点
熔沸点较髙
熔沸点很高
熔沸点较低
差异较大（钨很高，汞很低）
硬度
硬而脆
硬度很高
硬度较低
有良好的延展性和机械加工性能
导电性
固体不导电，熔融状态导电
不导电
固体或榕融状态均不导电
良导体
其他
易溶于极性溶剂
不溶于大多数溶剂
符合“相似相溶”原理
金属光泽
实例
食盐、氢氧化钠、氧化镁等
金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等
干冰，氯化氢
镁、铝、合金等
（10）、晶体熔沸点的比较
1.不同类晶体：
一般情况下，原子晶体〉离子晶体〉分子晶体。
例：
SiO2>NaCl>SO2
2.同种类型晶体：
构成晶体微粒间的作用大，则熔沸点高，反之则小。
离子晶体：
离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。
例：
Al>Mg>Na
分子晶体：
对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。
例：
HI>HBr>HCl
原子晶体：
键长越小、键能越大，则熔沸点越高。
例：
C（金刚石）>SiC>Si
3.常温常压下状态
熔点：
固态物质〉液态物质
沸点：
液态物质〉气态物质
4.一般来说合金的熔沸点比各种金属的都低，硬度都大
四、例题分析：
例1.下列分子中，含有的电子数与HF相同且只有两个极性共价键的是（）
A.CO2B.N2OC.H2OD.CH4
例2.下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是（）
A.二硫化碳B.甲烷C.氯乙烷D.乙炔
例3.下列过程中要破坏离子键的是（）
A．氯化钠固体溶于水B．氯气溶于水C．碘晶体升华D．钠与氯反
例4.下列过程中共价键被破坏的是（）
A．碘升华B．溴蒸气被木炭吸附C．蔗糖溶于水D．SO2气体溶于水
例5.PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P-H键键能比N-H键键能低。
下列判断正确的（）
A．PH3分子呈平面三角形B．PH3分子是极性分子
C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P-H键键能低大
D．PH3分子稳定性高于NH3分子，因为N-H键键能高
例6.工业上用磷酸钙与焦炭、石英砂混合，加热到1500℃生成白磷。
反应的化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2+6SiO2
6CaSiO3+P4O1010C+P4O10
P4+10CO
（1）白磷晶体属于晶体（填“晶体类型”）；SiO2晶体中微粒间的作用是。
（2）反应物中只有一种元素在
长周期，该元素的阳离子中有种不同能量的电子；写出该元素与碳元素形成的化合物的电子式。
（3）反应物中五种元素的原子半径从大到小的顺序是（用元素符号表示）。
（4）石墨是最常见的碳单质。
石墨烯（如下图）是单层的石墨，发现它的科学家获得了2010年诺贝尔物理学奖。
下列有关石墨
烯的叙述正确的是。
a．石墨烯的熔点很低b．石墨烯中的碳碳键的键角是60°
c．石墨烯与苯分子碳碳键的成键形式可能类似
d．石墨烯独特的结构预示着它特有的应用前景
例7.已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6，且都含有18个电子。
又知B、C和D时由两种元素的原子组成。
请回答：
（1）组成A分子的原子的结构示意图是。
（2）B和C的分子式分别是和；C分子的立体结构呈形，该分子属于分子（填“极性”或“非极性”）。
（3）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成，则D的分子式是，该反应的化学方程式为。
（4）若将1molE在氧气中完全燃烧，只生成1molCO2和2molH2O，则E的分子式是。
例8.下列各组物质中，都属于含极性键的非极性分子的是（）
A．BCl3、CH4B．F2、C2H2C．NH3、HClD．CO2、H2O
例9.下列各组物质的熔点皆由高到低排列，其原因是键能渐小排列的一组是（）
A．MgONaFHFB．HIHBrHClC．AlNa干冰D．金刚石碳化硅晶体硅
五、课堂习题：
1.下列物质中离子键最强的是（）
A.KClB.CaCl2C.MgOD.Na2O
2.金属晶体中不可能存在的微粒是（）
A.原子B.电子C.阳离子D.阴离子
3.下列晶体熔化时，化学键没有被破坏的是（）
A.NaClB.冰C.白磷D.SiO2
4.下列物质加热熔化时破坏极性共价键的是（）
A．干冰B．二氧化硅C．晶体硅D．氢氧化钠
5.下列各组物质中，都属于含极性键的非极性分子的是（）
A．BCl3、CH4B．F2、C2H2C．NH3、HClD．CO2、H2O
6.下列各分子中，所有原子都满足最外层为8电子稳定结构的是（）
A.H2OB.BF3C.CCl4D.PCl5
7、一定条件下，氨气和氟气发生反应：
4NH3+3F2→NF3+3NH4F，其中产物NF3分子结构和NH3相似。
下列有关说法错误的是（）
A．NF3分子呈三角锥形
B．NF3分子是极性分子
C．NF3与NH3晶体类型相同
D．上述反应中，反应物和生成物均属于共价分子
8、有关共价分子的说法正确的是（）
A．都是极性分子
B．都是共价化合物
C．共价分子间的作用力都比化学键弱
D．溶于水的共价分子都能产生自由移动的离子
9、关于晶体的说法正确的是（）
A．若晶体熔融状态下能导电，该晶体一定是离子晶体
B．若晶体熔化时化学键断裂，该晶体一定是原子晶体
C．若晶体中含有非极性分子，该晶体可能有较低的熔沸点
D．若晶体中含有极性共价键，该晶体不可能有很高的熔沸点
10、有关晶体的下列说法中正确的是（）
A．原子晶体中共价键越强，熔点越高
B．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂
D．CaCl2晶体中含有两种化学键
11、已知A、B、C、D均为短周期元素，它们的原子序数依次递增。
A是最外层为一个电子的非金属，C原子的最外层电子数是次外层的3倍；C和D可形成两种固体化合物，其中一种为淡黄色固体；B和C可形成多种气态化合物。
由A、B、C三种元素可形成离子晶体，该晶体中各元素原子的物质的量之比为A∶B∶C＝4∶2∶3。
请回答下列问题：
（1）写出C和D形成的淡黄色固体化合物的电子式___________________。
（2）元素原子的物质的量之比为A∶B∶C＝4∶2∶3的晶体名称为____________，其水溶液显________性，其反应的离子方程式为_______________________________。
（3）请写出与A2C和BA3分子中电子数相同，且仍由A、B、C元素中任意两种元素组成的粒子的符号（举两例）_____________、_____________。
（4）写出由B、C元素组成元素原子质量比为B∶C＝7∶12的化合物的化学式_________。
六、课后作业：
1.有关碳元素及其化合物的化学用语正确的是（）
A．CO2的电子式：
B．C原子最外层电子的轨道表示式：
C．醋酸钠的分子式：
C2H3O2Na
D．乙烯的比例模型：
2.下列有关化学用语使用正确的是（）
A．NH4Br的电子式：
B．葡萄糖的分子式：
C12H22O11
C．乙醛的结构简式：
CH3COHD．原子核内有l8个中子的氯原子：
3.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（）
A．食盐与蔗糖的熔化B．汞和溴的挥发
C．碘和干冰的升华D．二氧化硅和氧化钠的熔化
4.共价键、离子键和范德华力是微粒之间的三种作用力。
下列晶体中含有两种作用力的是（）
A．ArB．SiO2C．Na2O2D．金刚石
5.下列每组物质发生变化所克服的粒子间的作用不属于同种类型的是（）
A．金刚石和金属钠熔化B．碘和干冰受热升华
C．氯化钠和氯化钙熔化D．氯化氢和溴化氢溶于水
6.下列说法正确的是（）
A．由于铵盐中是有离子键构成的，因而化学性质相当稳定
B．分子晶体中都存在分子间作用力，但可能不存在共价键
C．在常见的四种晶体类型中，都有“原子（离子）半径越大，物质熔点越低”的规律
D．常温下为气态或液态的物质，其固态时一定会形成分子晶体
7.砷是氮族元素，黄砷（As4）是其一种单质，其分子结构与白磷（P4）相似，以下关于黄砷与白磷的比较叙述正确的是（）
A．分子中共价键键角均为109°28′B．黄砷中共价键键能大于白磷
C．黄砷分子极性大于白磷D．黄砷的熔点高于白磷
8.有关化学键和晶体的说法中正确的是（）
A．离子键的本质是静电作用，阴阳离子电荷越大、离子半径越小，静电作用越强
B．共价键的本质是共用电子对，因此必须由成键的两原子各提供一个电子形成
C．分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体熔沸点由分子内部共价键强弱决定
D．原子晶体由于是空间网状结构，因此只能由碳、硅两元素构成
9.科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如下图所示）。
已知该分子中N−N−N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（）
A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B．分子中四个氮原子共平面
C．该物质既有氧化性又有还原性
D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子
10.设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确是（）
A．0.44gC3H8中含有的共价键总数目为0.1NA
B．标准状况下，2.24L三氯甲烷中含有碳氯共价健的数目为0.3NA
C．25℃时，1LpH=12的Na2CO3溶液中含有Na+的数目为0.02NA
D．1mol冰醋酸和lmol乙醇在加热和浓硫酸条件下充分反应生成的水分子数为NA
11.SiC14与CCl4都是无色液体，分子形状相似。
关于两者的说法正确的是
A．键长：
C-C＞Si-SiB．公用电子对偏向程度：
Si-Cl＞C-Cl
C．键能：
Si-Cl＞C-ClD．沸点：
CCl4>SiCl4
12.历史上，对过氧化氢的分子结构有过不同观点，下图两种对结构的猜测中有一种正确，请选用合理实验加以证明（）
猜想I：
猜想II：
A．测定过氧化氢的沸点
B．测定过氧化氢分解时吸收的能量
C．测定过氧化氢分子中的氢氧键与氧氧键键长
D．观察过氧化氢细液流在电场中是否发生偏转
13.一定条件下，氨气和氟气可以发生反应：
4NH3+3F2→NF3+3NH4F，其中NF3分子空间构型与NH3相似。
下列说法错误的是（）
A．NF3是由极性键构成的极性分子
B．氧化产物只有NF3，还原产物有NF3和NH4F
C．4molNH3被氧化时转移电子的物质的量为6mol
D．NH4F属于离子晶体，既含有离子键又含有共价键
14.右图是部分卤素单质和XX’型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。
试推测ICl的沸点所处的最小范围是（）
A．Cl2至BrCl
B．BrCl至Br2
C．Br2至IBr
D．IBr至I2
15.在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是（）
A．熔点：
CO2＞KCl＞SiO2B．水溶性：
HCl＞H2S＞SO2
C．沸点：
乙烷>丁烷>戊烷D．热稳定性：
HF＞H2O＞NH3
物质
熔点（℃）
AlF3
1291
AlCl3
190
BCl3
-107
NCl3
-40
16.右表数据是对应物质的熔点
（1）．AlCl3属于_______（选填“强”、“弱”）电解质，它的晶体类型为__________。
（2）．BCl3分子构型为平面正三角形，则BCl3分子为_________分子，其分子中的共价键类型为__________键。
（均选填“极性”、“非极性”）
（3）．BF3的熔点与BCl3相比______（选填“高”、“低”、“无法确定”）。
下列化学用语中，能正确表示BF3分子的是_______（选填编号）。
17.用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、硅酸盐、硅铁等配制而成。
根据题意回答第23～26题：
（1）．Al原子的核外电子排布式为____________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式________________。
（2）．Si原子核外有种不同能量的电子。
硅铁属于合金，它的熔点比纯铁
（填“高”、“低”或“不一定”）。
（3）．Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是________，最不稳定的是。
（4）．焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和一种气体，该气体是________，该气体在固态时属于
晶体。
18.磷元素的单质及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）．用磷矿石在高温下制备白磷（P4）的化学方程式为：
2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）→P4（g）+6CaO（s）+10CO（g）
①反应中破坏的化学键有。
电离常数（25℃）
HF：
Ki=3.6×10-4
H3PO4：
Ki1=7.5×10-3，
Ki2=6.2×10-8，
Ki3=2.2×10-13
a．离子键b．极性共价键c．非极性共价键
②白磷肯定不具有的性质是（单项选择）。
a．与强碱发生自身氧化还原反应b．易溶于CS2
c．点燃时和氢气化合生成PH3d．易自燃
③P4分子呈正四面体结构，分子中有个P-P键，键角为。
（2）．磷酸分子结构式见右图。
三聚磷酸可视为三个磷酸分子之间脱去两个水分子产物，其结构式为。
（3）.根据右下表数据，写出在溶液中少量H3PO4和NaF反应的离子方程式。
（4）.NH3比PH3更易液化，原因可能是（单项选择）。
a．H－N键键能大于H－P键键能b．NH3分子间范德华力大于PH3分子间范德华力
c.其它原因
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