第六节 共价键专项训练.docx
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第六节共价键专项训练
年级:
高一科目:
化学教师:
董庄
1999年4月第4周
第七节离子晶体、分子晶体和原子晶体
【目的与要求】:
1、分子间作用力及其特征;
2、影响分子间作用力的因素;
3、离子晶体、原子晶体、分子晶体的比较。
【重点与难点分析】:
1、分子间作用力
(1)物质在一定条件下可以由气态转变成液态或固态,说明物质的分子间存在着作用力,我们把分子间的相互作用力称为分子间作用力,也叫范德华力。
(2)分子间作用力的实质是电性引力,其主要特征是:
广泛存在于分子之间;只有分子间充分接近时才有分子间作用力;此作用力的能量远远小于化学键。
注意:
分子内原子间是强烈的相互作用——共价键,其能量相对来说较大,是决定物质化学性质的主要因素。
而分子间作用力是分子间微弱的相互作用,其能量较小,是决定物质物理性质的主要因素,一般分子间作用力越大,则物质熔、沸点越高。
2、影响分子间作用力的因素
(1)一般分子的极性越大,分子间作用力越大;
(2)一般组成和结构相似的分子,其分子量越大,分子间作用力越大,则该物质熔、沸点越高。
如Cl2、Br2、I2三种物质的分子量I2>Br2>Cl2,所以分子间作用力I2>Br2>Cl2,其熔、沸点I2>Br2>Cl2。
3、三种晶体的比较
离子晶体
原子晶体
分子晶体
概念
离子间通过离子键结合而成的晶体
相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构晶体
分子间以分子间作用力结合而成的晶体
基本微粒
阴、阳离子
原子
分子
微粒间作用
离子键
共价键
分子间作用力(范德华力)
晶体结构特征
晶体中无单个儿小分子,化学式仅表示阴、阳离子最简个数比
晶体中无单个儿小分子,化合物晶体的化学式仅表示原子间化合的最简个数比。
晶体是极性和非极性分子形成固态时有规则排列的结果,化学式即分子式。
晶体的物理共性
熔、沸点较高,硬度较大,难挥发,难压缩
熔、沸点很高
硬度很大
熔、沸点较低
硬度较小
物质类型
(实例)
离子化合物:
活泼金属氧化物如Na2O;强碱,如KOH、NaOH;大多数盐如Na2SO4、NH4Cl
金刚石、晶体硅、SiO2、金刚砂(SiC)
大多数非金属单质如H2、N2、O2、硫黄、红磷等,稀有气体(为单原子分子),非金属氧化物、气态氢化物、含氧酸、有机物等
注意:
(1)离子晶体和原子晶体在发生物理变化时例如熔化时破坏了离子键和共价键,而分子晶体发生物理变化时如熔化或气化时,只削弱了分子间作用力,并没有破坏化学键。
(2)石墨是层状结构晶体:
层内:
碳原子排列成靠共价键形成的一个个正六边形的平面网状结构,每一个碳原子以共价键与其它三个碳原子相结合;
层间:
层间距变大、靠微弱的分子间作用力结合,且层间还有自由电子,所以石墨可以导电。
因此,石墨不是原子晶体,为过渡型晶体。
(3)分子的极性对物质溶解性的影响(经验总结出的规律)
一般极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,此即相似者相溶原理。
例如:
HCl(极性分子)易溶于水(极性溶剂),不易溶于汽油(非极性);
I2(非极性)易溶于CCl4(非极性),不易溶于水。
总结:
两键(离子键、共价键)、两分(极性分子、非极性分子)和三晶体间的相互关系:
【典型例题】:
例1碳化硅的一种晶体(SiC)具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
下列三种晶体:
金刚石、晶体硅、碳化硅中,它们的熔点由高到低的顺序是
A.B.C.D.
分析:
在原子晶体中,原子半径越小、键长越短、键能越大,熔、沸点越高。
题目中所给的信息是有关SiC的结构知识,通过加工信息,并比较碳原子和硅原子的半径,应得出Si-Si键的键长比Si-C键的键长长,Si-C键比C-C键的键长长,所以键能由高到低的顺序应该是:
C-C键>C-Si键>Si-Si键,由此可推出熔点由高到低的顺序是:
。
答案:
A
例2已知BBr3的熔点是-46℃,KBr的熔点是734℃,试估计它们各属于哪一类晶体。
分析:
BBr3是由非金属元素组成的,属于共价化合物,由于BBr3的熔点为-46℃,熔点很低,所以BBr3在固态时是以分子间作用力而形成的晶体。
KBr是由活泼金属和活泼非金属元素组成的化合物,熔点相对较高,所以KBr属于离子晶体。
答案:
BBr3是分子晶体,KBr是离子晶体。
例3将H2S、HF、HCl、HI、CH4、NH3、H2O、MgO、SiO2、CO2、SO2、NaCl、NaOH、NaHCO3等化合物按以下要求填空:
(1)具有强极性键的弱酸是,具有强极性键的强酸是,具有弱极性键的强酸是,具有弱极性键的弱酸是,其水溶液有强碱性的是,其水溶液有弱碱性的是。
(2)属于离子化合物的是,其中只有离子键的化合物的电子式为。
(3)属于分子晶体的氧化物是,属于原子晶体的氧化物是。
(4)具有正四面体构型的化合物是,键角略大于90的化合物是,难溶于水的气态氢化物是,难溶于水的氧化物是。
分析:
本题要求全面掌握键的极性,晶体类型,物质的溶解性、分子空间构型和化学用语等方面的知识。
答:
(1)HF,HCl,HI,H2S,NaOH,NH3、MgO、NaHCO3
(2)NaCl、NaOH、NaHCO3;
(3)CO2、SO2、H2O;SiO2
(4)CH4,H2O,CH4,MgO、SiO2
例4按下列要求选择适当物质的符号填空:
A.MgCl2,B.金刚石,C.NH4Cl,D.KNO3,E.干冰,F.单质碘晶体。
(1)熔化时不需破坏化学键的是,熔化时需破坏共价键的是,熔点最高的是,熔点最低的是。
(2)晶体中既有离子键又有共价键的是。
(3)属于“真正的”分子式的是。
分析:
(1)晶体熔化时,原子晶体要破坏共价键,离子晶体破坏离子键,分子晶体只破坏分子间作用力。
金刚石为原子晶体,熔点最高,干冰、I2为分子晶体,熔点较低。
再根据CO2在常温下为气体,而I2为固体,故干冰的熔点最低。
(2)NH4Cl是NH4+和Cl-以离子键结合的离子晶体,在NH4+中N与H之间是共价键,同理在NO3-中,N与O也是共价键,K+和NO3-之间是离子键。
(3)表示分子组成的化学式叫分子式,在学过的三类晶体中,只有分子晶体存在分子。
答:
(1)E、F,B,B,E
(2)C、D(3)E、F
【本周测验】:
一、选择题:
1、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.干燥时不能导电D.离子间距离较大,其密度较小
2、含有共价键的离子晶体是
A.MgCl2B.NaOHC.H2SD.(NH4)2S
3、第三周期元素形成的单质中,属于原子晶体的是
A.金刚砂B.金刚石C.单晶硅D.二氧化碳
4、下列式子中,真实表示物质分子组成的是
A.H2SO4B.NH4ClC.SiO2D.C
5、下列固体物质中,属于分子晶体的单质是
A.石英B.干冰C.碘D.食盐
6、下列叙述中正确的是
A.离子晶体中肯定不含非极性共价键
B.属于离子晶体的物质都溶于水
C.由分子组成的物质其熔点一定较低
D.原子晶体中除非极性键外不存在其它类型的化学键
7、下列性质递变正确的是
A.Na、K、Cs的熔点依次升高
B.HCl、PH3、H2S的稳定性依次减弱
C.NaOH、KOH、CsOH的碱性依次增强
D.单晶硅、CsCl、干冰的熔点依次降低
8、下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间的作用力属于同种类型的是
A.碘和干冰的升华
B.二氧化硅和生石灰的熔化
C.氯化钠和铁的熔化
D.冰和汽油的蒸发
9、在金刚石晶体的网状结构中,含有共价键形式的碳原子环,其中最小的碳环中的碳原子数和C-C键之间的夹角是
A.6个,120B.6个,10928C.5个,10928D.5个,120
10、氮化硼很难熔化,加热至3000℃方可气化,下列对氮化硼的叙述,不正确的是
A.氮化硼是分子晶体B.氮化硼是原子晶体
C.氮化硼是离子晶体D.化学式为BN
二、填空题:
11、氯化钠属于晶体,二氧化硅属于晶体,NaCl和SiO2并不代表它们的式,只能表示组成晶体的各种微粒的比,通常叫做式。
12、现有下列物质:
干冰,金刚石,晶体硫,晶体硅,过氧化钠,二氧化硅,溴化铵,氩。
用编号填空回答下列各问:
(1)通过非极性键形成的晶体是。
(2)固态时属于分子晶体的是。
(3)属于分子晶体,且分子为直线型结构的是。
(4)由原子构成的分子晶体是。
(5)含有非极性键的离子化合物是。
(6)含有离子键、共价键、配位键的化合物是。
【测试题答案】:
一、
1、D2、BD3、C4、A5、C6、C
7、CD8、AD
9、B[提示:
参看课本第157页中图5-12,金刚石晶体中所有碳原子都以共价键相互结合,且以正四面体结构向空间发展成立体网状结构,因此每6个碳原子形成一个环,且键角均为10928]
10、AC[提示:
氮为周期表中第5主族元素,显-3价,而硼为周期表中第3主族元素,显+3价,且二者都是非金属元素,相互靠共价键结合。
根据题目所示信息可知其性质表现为原子晶体特点,所以其两种元素原子个数最简比为1∶1,化学式必为BN]
二、
11、离子原子分子(不存在单个儿分子)最简个数化学
12、
(1)、
(2)、、(3)(4)
(6)
第五章综合练习题
一、填表并回答有关问题
1、
(1)上图是部分空白周期表。
请将原子序数1、6、8、10、13、17、20、37、53九种元素的元素符号填在相应的空格中。
(用化学式回答下列各问)
(2)上述九种元素中最难形成化合物的是。
(3)能以离子键结合成AB2型的化合物有,以共价键结合成AB2型的化合物有。
(4)能以离子键结合形成A2B型的化合物有,以共价键结合成A2B型的化合物有。
(5)其化合物具有两性的元素是。
写它的最高价氧化物对应水化物分别与盐酸氢氧化钠溶液反应的化学方程式、。
离子方程式、
。
二、选择题(每小题有1~2个选项符合题意)
2、下列各组物质中表示互为同位素的一组是
A.
B.
C.
D.
3、已知R原子和Rn-离子具有相同质子数和中子数。
对于这两种微粒的下列叙述正确的是
A.属于同一元素B.互为同位素
C.化学性质几乎完全相同D.质量数不同
4、某阳离子Rn+的核外共有x个电子,核内质子数等于中子数,则R的质量数为
A.2(x+n)B.2(x-n)C.2xD.n+2x
5、已知元素R的某种同位素的氯化物RClx为离子晶体,晶体中R微粒核内中子数为y(个),核外电子数为z(个),则该同位素符号应表示为
A.
B.
C.
D.
6、下列说法正确的是
A.元素金属性到非金属性的变化规律是Na>K>Cl>I
B.键能相对大小的顺序是I-H>Cl-H>S-H>O-H
C.氢化物分子极性由强到弱顺序是HF>HCl>HBr>HI
D.晶体的熔点由高到低的顺序是NaCl>CCl4>C>S
7、下列哪个事实能说明氯化氢是共价化合物
A.氯化氢溶于水B.液态氯化氢不导电
C.氯化氢溶于水发生电离D.氯化氢不易分解
8、干冰熔点很低是由于
A.CO2是非极性分子B.C=O键的键能小
C.CO2化学性质不活泼D.CO2分子间的作用力较弱
9、短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如右图,其中正确的是
A.Z一定是活泼金属元素
B.X的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
C.1molY单质跟足量水反应时,有2mol电子转移
D.Z的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
10、元素A原子L电子层比元素B原子L电子层少2个电子,电子总数比B少3个电子,则A与B可形成
A.离子化合物B2AB.离子化合物B2A2
C.共价化合物BA2D.共价化合物AB4
11、X和Y为短周期元素,X能以最高正价与Y化合为X2Y3,若Y的原子序数为n,则X的原子序数不可能是
A.n+5B.n+3C.n-3D.n-11
12、下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.SO2和SiO2B.CO2和H2O
C.NaBr和MgOD.CCl4和KCl
13、下列晶体熔化时化学键没有破坏的是
A.NaClB.干冰C.石英D.I2
14、关于化学键的下列叙述中,正确的是
A.离子化合物可能含共价键B.共价化合物可能含离子键
C.离子化合物中只含离子键D.共价化合物中不含离子键
15、同温同压下,等体积的两容器分别充满由14N,13C,18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳,下列说法正确的是
A.所含分子数和质量均不相同
B.含有相同的分子数和电子数
C.含有相同的质子和中子数
D.含有相同数目的中子、原子、分子
16、有关等温、等压、等质量的气体:
H2、D2、T2的叙述中,正确的是
密度之比为1∶2∶3质子数之比为6∶3∶2
中子数之比为0∶3∶4体积之比为6∶3∶2
A.B.C.D.
三、填空题
17、某非金属气态氢化物为RH4,它的最高价氧化物的式量与RH4式量的比为1.875∶1,试求R的原子量。
18、在1~18号元素中,如某元素气态氢化物为HnR,其最高价氧化物水化物分子中含m个氧原子,则其最高价氧化物水化物化学式为。
19、碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体金刚石,晶体硅,碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是。
20、位于元素周期表第三、四周期中的主族元素A和B。
它们的离子相差两个电子层。
已知A元素最高正m价;B元素位于周期表中第n主族。
(1)A元素原子核外的电子总数为(用含m的代数式表示),其离子最外层电子数为。
(2)B元素原子核内质子数为(用含n的代数式表示),其离子所含电子总数为。
(3)若A、B两元素形成的化合物的化学式为AB2,其化学键类型为。
(4)AB2的水溶液与硝酸银溶液反应的离子方程式为。
四、推断题
21、今有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种短周期元素。
已知A、B、E三原子的最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间,两两皆能反应且均生成盐和水。
C和D各有如下表的电子层结构。
请回答:
元素
最外层电子数
次外层电子数
C
X
X+4
D
X+1
X+4
(1)各元素的元素符号分别为:
A、B、C、D、E。
(2)C的氢化物的分子式。
(3)D和E单质相互反应的化学方程式
(4)A与B两元素的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是。
(5)把A单质投入重水中,反应的氧化产物的化学式为,还原剂为,反应的离子方程式为。
22、有A、B、C、D四种元素。
D原子比A原子核内多一个质子。
C和D能形成CD3化合物,B和D的离子具有相同的电子层结构,B是同周期主族元素中半径最大的元素;A元素在最高价氧化物中含量为40%,在其氢化物中含量为94.1%,A原子中质子、中子、电子数目都相等。
1.8g的C单质与足量稀H2SO4反应,在标准状况下可放出2.24(L)氢气,C原子中质子数比中子数少1,请填写下列各空白:
(1)各元素的元素符号:
A、B、C、D
(2)在上述四种元素的单个离子中,还原性最强的离子是,半径最小的离子是,半径最大的离子是。
(3)四种元素最高价氧化物的水化物的化学式分别是,其中酸性最强的是,碱性最强的是。
(4)用电子式表示A和B形成化合物的过程用电子式表示D与人们所知元素中质量最小的元素形成化合物的过程。
23、有X、Y、Z三种元素,其中X的阴离子核外电子排布和氙原子相同;Y有两种氧化物,其水溶液都呈碱性。
在氧化物中Y的质量分数分别是74.19%和58.97%,这两种氧化物的摩尔质量分别是62g/mol和78g/mol。
在X和Y化合生成物的水溶液中滴入Z单质的水溶液,溶液由无色变为褐色。
Z和X在同一主族,相差两个周期。
试回答:
(1)X、Y、Z各是什么元素。
(2)画出X、Y、Z的原子结构示意图。
(3)Y的两种氧化物各是什么?
写出推导过程。
(4)Z单质溶于水,滴加到X和Y形成的化合物的水溶液中,发生什么反应?
写出有关离子方程式,并标明电子转移方向和总数。
综合练习题答案
一、
1、
(1)略
(2)Ne(3)CaCl2、CaI2;CO2
(4)Rb2O;H2O
(5)Al,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
二、
2、B3、A
4、A[提示:
Rn+是原子R失n个电子,所以,质子数=x+n,又因质子数=中子数,则R的质量数=2(x+n)]
5、D[提示:
因在RClx中阳离子Rx+,所以R原子质子数=Z+x,又因中子数为y个,则质量数=y+(Z+x)]
6、C
7、B[提示:
只有离子化合物在受热熔化时才能电离产生自由移动的阴、阳离子,共价化合物都是靠共价键形成的共价分子,只有在极性分子水的吸引下才能发生电离,否则液态时的共价化合物不能发生电离,也不能导电。
]
8、D
9、D[提示:
X为He,Y为Cl,Z为S]
11、B[提示:
根据X2Y3,在此化合物中X为+3价,Y为-2价,则X为周期表中IIIA族元素,Y为VIA族元素,且只可能为第2或3周期元素,则X可能为5B或13Al,而Y可能为8O或16S,若X为13Al与Y为8O结合时,X原子序数可为(n+5)符合A项;若X为5B与Y为8O化合,则X原子序数可能为(n-3)符合C项;若X为5B与Y为16S化合,则X原子序数为(n-11),符合D;只有B不可能]
12、BC13、BD14、AD15、D16、A
三、
17、28[提示:
据RH4中R为-4价,则其氧化物为
,设R的原子量为x,则
,x=28。
]
18、H2m+n-8ROm[提示:
在HnR中R为-n价,则R的最高正价为(8-n),R为非金属元素,其最高氧化物水化物为酸,设分子中含氢原子为x个,根据分子中各元素正、负化合价总数为零,即可推算出氢原子的个数,酸分子中为HxROm,则因为x+(8-n)-2m=0,所以x=2m-(8-n)=2m+n-8]
19、
20、
(1)m+10,8
(2)n+28,36(3)离子键(4)Ag++Br-=AgBr
四、
21、
(1)A-Na,B-Al,C-Si,D-P,E-Cl
(2)SiH4
(3)2P+3Cl2
2PCl3PCl3+Cl2=PCl5或2P+5Cl2
2PCl5
(4)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(5)NaOD,Na,2Na+2D2O=2Na++2OD-+D2
22、
(1)A-S,B-K,C-Al,D-Cl
[提示:
根据反应C+nH+=Cn++
H2,设C为n价,原子量为x,显然C为金属元素,讨论n分别为+1价、+2价、+3价时,计算原子量x的值。
舍去不正确的结果,得出只有当n=3时,x=27,则C的质子数为13,所以C为Al。
由CD3可推知D为-1价,VIIA族元素,而D比A多1个质子,则A为VIA族元素,根据A在氧化物和氢化物中含量,可求出A的原子量,进而确定A为16S;同时也可确定D为17Cl;据题意B是IA族元素,且B与D离子具有相同的电子层结构,则B为19K。
]
(2)S2-,Al3+,S2-
(3)H2SO4、KOH、Al(OH)3、HClO4;HClO4;KOH
23、
(1)X-53IY-11NaZ-17Cl
(2)
(3)Na2ONa2O2
因为Y的两种氧化物的水溶液都呈碱性,所以Y为碱金属,则Y的两种氧化物组成可能为Y2O,Y2O2,根据质量分数和摩尔质量可推算出Y的原子量为23,则Y是钠(Na)
(4)Cl2水滴加到NaI溶液中发生的离子反应:
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