上海化学高考考纲解读化学键和晶体.docx

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上海化学高考考纲解读化学键和晶体

化学键与晶体

【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

【知识点】

1．化学键的概念：

相邻原子或原子团之间强烈的相互作用。

2．常见的化学键类型

化学键包括离子键、共价键和金属键

【例题】

1、以下关于化学键的叙述，正确的是（）

A、存在于分子或晶体内的不同原子间的作用力

B、存在于物质内的所有原子间的作用力

C、存在于分子或晶体内的所有原子间的吸引力

D、存在于分子或晶体内的相邻的原子间的作用力

【答案】D

2、下列变化中，不需要破坏化学键的是（）

A、硝酸钡溶于水B、金属铁熔化C、酒精气化D、甲烷燃烧

【答案】C

3、下列晶体中不存在化学键的是（）

A、金刚石B、干冰C、食盐D、固体氖

【答案】D

【3.2.1】离子键的概念

◇复述离子键的概念

◇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

【知识点】

1．离子键的概念：

阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。

2．离子键的形成：

阴离子的负电荷与阳离子的正电荷的吸引力，一种离子的核电荷吸引另一种离子的核外电子；两种离子的核外电子与核外电子及核与核之间都有排斥力，当吸引与排斥达到平衡时，即形成了离子键。

这种情况存在于活泼的金属原子（最外层电子少，易失去）和活泼的非金属原子之间（最外层电子多，得到少数电子就可成为稳定结构）。

3．存在离子键的代表物质：

（1）活泼金属元素（Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等）的单质在反应中容易失去电子形成阳离子；活泼的非金属元素（如F、O、Cl、Br、I、S等）的单质在反应中容易获得电子形成阴离子，它们之间形成离子键。

但有些金属元素与非金属元素形成的化学键不是离子键而是共价键，如AlCl3中铝与氯之间的化学键是共价键。

（2）金属阳离子或NH4+与某些带电的原子团（如OH-、SO42-、CO32-、NO3-、O22-等）也是形成离子键。

（3）活泼的金属（如K、Na、Ca、Ba等）与H2反应生成的KH、NaH、CaH2中，金属阳离子与H-也形成离子键。

4．书写由离子键形成物质的电子式：

阳离子的电子式就是阳离子符号。

如Mg2+、Al3+等。

阴离子的电子式，点出阴离子最外层电子，并用“[]”括上。

如

原子团的电子式：

OH-的电子式为

离子化合物的电子式，就是阴、阳离子的电子式组成。

如

NaCl：

Na+

MgBr2：

-Mg2+

5．离子化合物的概念及常见的离子化合物：

由离子键形成的化合物一定是离子化合物（或由离子构成的化合物）。

如强碱、大多数的盐、活泼金属的氧化物。

【例题】

1、下列物质中不含离子键的是（）

①NH4HCO3②NH3③BaSO4④KAl（SO4）2•12H2O⑤NH4Cl⑥H2SO4

A、①④⑥B、②③⑤C、④⑤D、②⑥

【答案】D

2、下列电子式中错误的是（）

A、钠离子：

Na+B、氢氧根离子：

C、次氯酸：

D、过氧化钠：

Na+

Na+

【答案】C

3、下列说法正确的是（　　）

A、离子化合物中一定含有金属阳离子

B、离子化合物中只含有离子键

C、在酸碱盐中，碱与盐一定属于离子化合物

D、离子键一定存在于化合物中

【答案】D

【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

【知识点】

1．共价键的概念：

原子间通过共用电子对或电子云的有效重叠所形成的化学键叫共价键。

2．共价键的形成：

对于非金属元素的原子间，若要趋向稳定的结构，都“期望”得到电子，唯一的办法就是通过电子的共用达到成为稳定结构的目的。

像HC1，CO2等。

当然，由于不同的非金属元素得电子能力是不同的，所以共用的电子可能会造成稍有偏向，这就造成了这些物质中元素有不同的化合价，HC1中H为+1价，Cl为-1价。

3．存在共价键的代表物质：

一般是非金属原子之间，且成键的原子最外层电子未达到饱和状态，则在两原子之间通过共用电子对形成共价键。

有些金属原子与非金属原子间也可以形成共价键，如AlCl3中的Al原子与Cl原子之间就形成共价键。

（另还有，氯化汞、氯化铍、醋酸铅、氯化铁等都是共价化合物）

4．书写由共价键形成物质的电子式：

非金属单质的电子式：

N2：

Cl2：

H2：

H:

H

共价化合物的电子式，要考虑成键的原子的最外层电子及由多少对共用电子才能形成8电子（或2电子）的稳定结构。

如NH3的电子式为

5．书写由共价键形成物质的结构式：

用一条短线表示一对共用电子的式子就是结构式。

如Cl2的结构式为Cl—Cl；H2O的结构式为H-O-H；CO2的结构式为O=C=O；HC1O的结构式为H-O-Cl等。

6．离子化合物的概念及常见的离子化合物：

只存在共价键的化合物称为共价化合物。

包括非金属氧化物、非金属氢化物、酸等。

【例题】

1、下列叙述中，正确的是（）

A、P4和NO2都是共价化合物B、CaCl2中既有离子键，又有共价键

C、共价化合物中一定含有共价键D、不含共价键的物质一定是离子化合物

【答案】C

2、下列能说明氯化氢是共价化合物的事实是

A、氯化氢不易分解B、液态氯化氢不导电

C、氯化氢溶于水发生电离D、氯化氢水溶液显酸性

【答案】B

【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

1．金属键的概念：

金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键。

2．存在金属键的代表物质：

Fe、Mg、合金

【例题】下列各组物质所发生的变化克服微粒间的作用，属同种类型的是（）

A、食盐和冰的熔化B、碘和干冰的升华

C、碘化氢和碘化钠溶于水D、块状铜和块状石墨的粉碎

【答案】B

【3.3.1】极性键

※复述极性键的概念

※判断常见的极性键

【3.3.1】非极性键

※复述非极性键的概念

※判断常见的非极性键

【知识点】

1．极性键的概念：

不同原子间形成的共价键。

如HC1中H与Cl之间是极性键。

（如图1）

2．非极性键的概念：

同种原子间形成的共价键。

如Cl2中Cl与Cl之间是非极性键。

（如图2）

图1图2

注意：

在不同种元素原子形成的极性键中，由于不同元素原子吸引电子能力不同，所以共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一方，偏向程度越大，键的极性越强；而在非极性键中，成键的是同种元素原子，吸引电子的能力相同，所以共用电子对不偏向任何一方。

【例题】

1、下列物质中含有极性共价键的有，含有非极性共价键的有。

A、H2OB、NaClC、O2D、CH4E、C2H4F、H2O2G、MgCl2

【答案】A、D、E、F；C、E、F。

2、下列关于化学键的说法中，正确的是（）

A、构成单质分子的微粒一定含有共价键

B、由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物

C、非极性键只存在于双原子单质分子里

D、不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键

【答案】B

【3.3.3】分子构型

※说出水、氨、甲烷、二氧化碳等的分子构型

H2O、NH3、CH4、CO2分子的空间形状分别是：

v型、三角锥型、正四面体、直线型。

如下图）

（1）水

（2）氨气（3）甲烷（4）二氧化碳

【例题】

下列表示正确的是（）

A、CH4的比例模型：

B、二氧化碳的结构式：

O—C—O

C、S2-的结构示意图：

D、氯化钠的电子式：

【答案】A

【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

【知识点】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。

分子的极性取决于所含共价键的极性与分子立体空间构型是否对称，具体判断规律如下：

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。

【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

【知识点】共价分子的稳定性由共价键强弱决定的，影响共价键强弱的因素是键长、键能大小，键长的长短取决于两成键原子半径大小，即原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越强，越不容易断裂，共价键越牢固，共价分子越稳定。

注意：

分子晶体的稳定性大小由共价键强弱决定，而分子晶体的熔沸点高低由分子间作用力大小决定（比较熔沸点高低时，看分子间有无氢键存在）。

如稳定性：

HF>HCl>HBr>HI，熔沸点：

HCl

【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

【知识点】离子晶体

1、概念：

由阴、阳离子通过离子键结合而形成的晶体。

2、构成微粒：

阴、阳离子。

3、微粒间作用力：

离子键

4、性质特点：

离子晶体一般熔沸点较高、硬度较大，硬而脆，部分能溶于水，部分不溶；在固体时不导电，但溶于水或熔化状态下能够导电。

其熔沸点高低、硬度大小由离子键强弱决定，离子键越强、离子晶体熔沸点越高、硬度越大。

5、物质类别：

离子晶体都是离子化合物，比如强碱：

NaOH、KOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2等；绝大多数盐、活泼金属氧化物等。

【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

【知识点】分子晶体

1、概念：

分子之间通过范德华力结合而形成的晶体。

2、构成微粒：

分子

3、微粒间作用力：

范德华力

4、性质特点：

分子晶体熔沸点较低、硬度较小，个别有易升华、易挥华、易液化等特性，其溶解性方面，相似相溶，部分能溶于水，部分不溶于水，而易溶于有机溶剂，分子晶体在固态时或熔融状态下均不导电，溶于水能电离出自由移动离子，能够导电，若不电离，不能够导电。

影响分子晶体熔沸点高低的因素是由范德华力大小决定的，对于分子组成与结构相似的分子晶体来说，相对分子质量越大，范德华力越大，其熔沸点越高。

5、物质类别：

所有的酸（HCl、HNO3、H2SO4等）、非金属氢化物（NH3、CH4、H2S、PH3等）、非金属氧化物（CO2、SO2、SO3、P2O5等）、非金属单质、稀有气体、少数盐、绝大多数有机物等。

【例题】

例1.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

【参考答案】A

例2.一定条件下，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

【参考答案】D

例3.（2016浦东一模）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

【参考答案】C

例4.（2016浦东一模）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

【参考答案】C

例5.（2016青浦二模）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

【参考答案】A

【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

【知识点】

一、常见的原子晶体：

某些非金属单质：

金刚石、硅Si

某些非金属化合物：

碳化硅SiC、氮化硼BN

某些氧化物：

二氧化硅SiO2

二、

（1）只有原子

（2）原子间均以共价键结合

（3）三维空间网状结构

三、原子晶体的物理特征：

熔沸点高、硬度大、一般不导电、难溶于常见溶剂

【例题】

1、下列晶体不属于原子晶体的是（）

A．干冰B．水晶C．晶体硅D．金刚石

【答案】A

2、2014年为现代晶体学的发端并成为确定物质结构的最有力工具的一百周年，联合国大会通过决议确定2014年为国际晶体学年．美国LawrenceLivermore国家实验室（LLNL）的V．Lota，C．S．Yoo和H．Cynn曾经成功地在高压条件下将CO2转化为原子晶体．原子晶体CO2与SiO2具有相似的结构，下列有关说法中正确的是（　　）

A．原子晶体CO2比SiO2晶体熔沸点低

B．原子晶体CO2中化学键键长比SiO2晶体中的键长短

C．原子晶体CO2可导电

D．分子晶体CO2制成原子晶体CO2属于物理变化

【解析】A、共价键的键长越短晶体熔沸点越高，原子晶体CO2中化学键键长比SiO2晶体中的键长短，所以原子晶体CO2比SiO2晶体熔沸点高，故A错误；B、碳的原子半径小于硅，所以原子晶体CO2中化学键键长比SiO2晶体中的键长短，故B正确；C、二氧化碳晶体中碳原子最外层四个电子全部成键，无自由电子，所以不能导电，故C错误；D、CO2原子晶体转化为CO2分子晶体，结构已发生改变，且二者的性质也有较大差异，故二者是不同的物质，二者的转变是化学变化，故D错误；

【答案】B

3、下列叙述中，结论（事实）和对应的解释（事实）均不正确的是（　　）

A．金刚石的熔沸点高于晶体硅，因为C-C键能大于Si-Si键能

B．二氧化硅晶体中不存在SiO2分子，因为它含有硅氧四面体的空间网状结构

C．稀有气体的晶体属于原子晶体，因为其组成微粒是原子，不存在分子间作用力

D．空间构型为正四面体结构的分子中，化学键的键角不一定是109°28′，有可能为60°

【解析】．原子晶体中，共价键键长越短，键能越大，则C-C键能大于Si-Si键能，金刚石的熔沸点高于晶体硅，故A正确；B．SiO2为原子晶体，不存在分子，组成微粒为原子，故B正确；C．稀有气体的晶体属于分子晶体，组成微粒为分子，存在分子间作用力，故C错误；D．如白磷，键角为60°，故D正确．

【答案】C

【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

【知识点】

一、常见的金属晶体：

金属单质，如Cu、K、Na等；合金

二、金属晶体的结构：

1、金属键：

金属阳离子和自由移动电子之间的作用力

2、硬度和密度较大，熔沸点有的很高，有的比较低，有延展性。

有金属光泽

3、固态可导电

【例题】

1、下列关于金属晶体的叙述正确的是（　　）

A．金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失

B．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在

C．钙的熔沸点低于钾

D．温度越高，金属的导电性越好

【解析】A．金属原子的价电子比较少，容易失去电子变成金属阳离子，释出的价电子在整个晶体中可以自由移动，成为自由电子，金属离子与自由电子之间的强烈作用为金属键，在一定外力作用下，不因变形而消失，故A正确；B．熔化时有固定的熔化温度的物体，叫晶体．常温下，金属单质汞为液态，不是以金属晶体的形式存在，故B错误；C．钙的原子半径比钾小，而自由电子比钾多，所以钙的金属键比钾强，金属键越强，沸点越高，钙的熔沸点比钾高，故C错误；D．金属温度越高，金属离子运动加剧，阻碍自由电子的运动，所以金属的导电性差，故D错误；

【答案】A

2、金属的下列性质中和金属晶体无关的是（　　）

A．良好的导电性B．反应中易失电子C．良好的延展性D．良好的导热性

【解析】A．金属容易导电是因为晶体中存在许多自由电子，这些自由电子的运动是没有方向性的，但在外加电场作用下，自由电子就会发生定向移动形成电流，故A错误；B．金属易失电子是由原子的结构决定的，和金属晶体无关，故B正确；C．有延展性是因为金属离子和自由电子之间的较强作用，当金属受到外力时，晶体中的各离子层就会发生相对滑动，但由于金属离子和自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，故虽发生形变，但不会导致断，故C错误；D．容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度，故D错误．

【答案】B

3、下列有关金属的说法正确的是（　　）

A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子

B．金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动

C．金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强

D．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用

【解析】A、因金属的最外层电子受原子核的吸引小，则金属原子中的最外层电子在晶体中为自由电子，故A错误；B、金属导电的实质是金属阳离子和自由电子定向移动而产生电流的结果，故B错误；C、金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，故C错误；D、金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用

【答案】D