高三化学原子结构化学键及分子结构晶体结构

证对市爱幕阳光实验学校高三化学原子结构、化学键及分子结构、晶体结构本周教学内容：［原子结构物质结构化学键及分子结构、晶体结构教学要求：掌握原子构成的初步知识。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及质量数与中子数、质子数之间的相互关系。掌握核外电子排布规律。掌握离子键、共价键、金属键的涵义。理解键的极性与分子极性的关系。了解分子间作用力、氢键的概念。掌握几种晶体类型的结构特点和性质。教学：原子核外电子的排布规律。离子键、共价键的概念，能用电子式表示离子化合物和共价化合物及其形成过程。三种晶体的结构和性质。知识分析：“六种量〃及其涵义〔1〕质子数：即原子核内质子个数，也称为原子序数，它是决元素品种的重要因素。〔2〕中子数：即原子核内中子个数。当质子数相同，而中子数不同时，便提出了同位素的概念。〔3〕核外电子数：原子中，质子数于电子数，因此整个原子不显电性；当质子数〉电子数时,该微粒是阳离子，当质子数V电子数时，该微粒为阴离子。〔4〕质量数：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值之和为质量数，用“A〃表示。由于电子质量忽略不计，质量数可以近似地表示相对原子质量的大小。〔5〕同位素的相对原子质量：其意义是某同位素的一个原子质量与比原子质量丄的相比照值。初中化12学所学的相对原子质量实质上是同位素的相对原子质量。例如：16。的一个原子质量为2.657x10-26焙，一个12C的质量为1.993x10-26檢86160的相对原子质量8〔6〕元素的相对原子质量：其意义是各种天然同位素的相对原子质量与它的原子所占的原子个数百分比的乘积之总和。氧元素的相对原子质量Lv（o）］=15.9949x99.759%+16.9991x0.037%+17.9992x0.204%注：我们在题中常用质量数代替同位素的相对原子质量，以此求得的结果称为元素的近似相对原子质量，女口：氧元素的近似相对原子质量=16x99.759%+17x0.037%+18x0.204%晶体类型与化学键、分子极性之间的关系：由上可知：离子晶体〔或离子化合物〕一含离子键。离子晶体中也可能含有极性键或非极性键。请同学们把上述物质的电子式写出，以加深理解：离子键wr1NaCl:Na+Lq：丄离子键2-2-2-2-MgO:Mg2+.Ox离子键极性键NaOH:Na+0:HX极性键离子键-H~+NHCI:H:N:HCl:4XH离子键非极性键wNaO:Na+0:0^Na+22|_x离子键非极性键*「1CaC:C°2+Lee」2X..X〔2〕耳子晶体J含非极性键:金钢石，晶体硅等八日日［含极性键：SiO?等〔3〕分子晶体由上可知：原子晶体与分子晶体的最大区别在于：原子晶体直接由共价键构成；而••分子晶体是由分子间作用力构成，其中分子内部可能含共价键。非极性分子不一是由非极性键构成，还要看分子的空间构型是否对称。〔具体见下表〕极性分子一含极性键，也可能含非极性键。〔4〕金属晶体键的极性与分子极性的关系类型实例类型实例键的夹角键的极性分子的极性空间构型双原子分子H、NCC——非极性键非极性分子直线型H&、NO——极性键极性分子直线型子分子CO、CScc180°极性键非极性分子直线型so「——极性键极性分子折线型H0、「HScc——四原子分子一BF一q120°极性键非极性分子平面正三角型NH107.3°极性键极性分子三角锥型子分子CH、CCl/|/|109.5°极性键非极性分子正四面体型CHCl、3CHClcc——极性键极性分子四面体型【典型例题】［例1］钛77金属常被称为未来。钛兀素的同位素46/7、4777、48门、49门、50门中,2222222222中子数不可能为〔〕A.30B.28C.26D.24解析：22+30=52,钛的各种同位素中无此质量数，A可选。答案：A评注：此题考查了“吃〃的含义，以及“质量数二中子数+质子数〃这一关Z系式，为送分题，但也属于高考的热点之一。［例2］某元素构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162。在天然单质分子中，此三种单质的物质的量之比为1：1：1，由此推断以下结论正确的选项是〔〕此元素有3种同位素。其中一种同位素质量数为80。其中质量数为79的同位素占原子总数的丄。2此元素的单质的平均式量为160。解析：假设某元素有两种同位素aX、bX，那么构成的双原子单质分子有aX送,aXiX，凉迓三种。假设a<~b，那么2°=158，2b=162，求得°=79，b=81。由三种单质的物质的量之比为1：1：1，可求得。X、凉原子的物质的量之比为1:1，平均式量由下式求得：=158x1+160x1+162x1=160333答案：CD评注：此题主要考查学生对双原子分子构成的认识。较典型的具体事例是CI、35CZ(Mr-70)>35ChiCl(Mr-72)>37Cl(Mr-74)°它可以帮助读者理解由两种222同位素构成的双原子分子的式量问题。［例3］以下关于化学键的说法，正确的选项是〔〕构成单质分子的粒子一含共价键。由非金属元素组成的化合物不一是共价化合物。非极性键只存在于双原子单质分子里。不同元素组成的多原子分子里的化学键一是极性键。解析：列举法。A错，因稀有气体构成的单原子分子中不含共价键。B对,例如NHCl>（NH）SO鞍盐是非金属元素组成的离子化合物。4424C错，例如在Na0、H0物质中0—0键是非极性键。2222D错，例如ho中0—0键，CH中C-C键是非极性键。2226答案：B[例4]NoG晶体结构中，Na+和C7一都是距离交错排列的，食盐的摩尔质量为5S.5g/mol密度为2.2g/c%3，阿伏加德罗常数为6.02x1023加一i，在食盐晶体中两个距离最近的Na+的中心间的距离接近于〔〕A・3.0x10-8cm3.5x10-scmC.4.0x10-8cmD.5.0x10-8cm解析：从NoQ晶体模型中选出1个最小的正方体为研究对象如以下图，那么该小立方体平均拥有Na+〔或数为：4xU，而拥有丄个Na+和C7-对的小822立方体的密度与食盐的密度相同，设两个距离最近的Na+中心距离为-那么该小立方体体积为（丄）3,由密度公式得：（丄）3416.02x1023moZ-i2迈答案：C评注：此题主要考查了学生对图表的观察能力和空间想象能力，并运用了一种解题方法——均推法O这种方法在晶体结构题中经常用到。具体如下，在立方体的不同位置的原子为周围的立方体所共用，属于该立方体的分别为：立方体顶点上的原子为该立方体提供了该原子的lo8立方体棱边上的原子为该立方体提供了该原子的丄。4立方体面上的原子为该立方体提供了该原子的丄。2立方体体内的原子为该立方体提供了该原子的1O【模拟试题】选择题：某微粒汗“+表示，以下关于该微粒的表达正确的选项是〔〕ZA.所含质子数.A-nB.所含中子数二人―zC.所含电子数二Z+"D.所含质子数=4+z以下表达中，正确的选项是〔〕两种微粒，假设核外电子排布完全相同，那么其化学性质一相同。凡单原子形成的离子，一具有稀有气体元素原子的核外电子排布。两原子，如果核外电子排布相同，那么一属于同种元素。不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子。以下分子中，含有非极性键的化合物是〔C.C.碘和干冰升华D.二氧化硅和氯化钠熔化A.HDB.coC.hoD-choh2225以下表达正确的选项是〔〕〔质检题〕两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键。两种不同的非金属元素原子间形成的化学键都是极性键。含有非极性键的化合物分子一不是极性分子。只要是离子化合物，其熔点就比共价化合物的熔点高。共价键、离子键、金属键、分子间作用力都是微粒间的作用力，含有以上两种作用力的晶体是〔〕〔预测题〕SiOB.CCIC.NaClD.NaOH24设某元素原子核内的质子数为％,中子数为〃，那么以下论断正确的选项是〔〕不能由此确该元素的相对原子质量。这种元素的相对原子质量为加+〃。假设碳原子的质量为wg，此原子的质量为(m+n)wg°核内中子的总质量小于质子总质量。[2000年高考试题】以下每组物质发生状态变化所克服微粒间的相互作用属于同种类型的是〔〕食盐和蔗糖熔化B.钠和硫熔化[1998年高考试题】以下分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是〔〕A.光气（cocz）B.六氟化硫2二氟化氤D.三氟化硼[1999年高考试题】关于晶体的以下说法正确的选项是〔〕在晶体中只要有阴离子就一有阳离子在晶体中只要有阳离子就一有阴离子原子晶体的熔点一比金属晶体的高分子晶体的熔点一比金属晶体的低以下物质的熔沸点上下顺序正确的选项是〔〕金钢石>晶体硅〉二氧化硅〉碳化硅CI>CBr>CCl>CH4444HgO>HO>O>N222金钢石〉生铁〉纯铁〉钠[2000年测试题】NaF、Nal、MgO均为离子化合物，现有以下数据，试判断这三种化合物熔点上下顺序是〔〕物质①NaF②Nal③MgO离子电荷数112键K(10-w.)2.313.182.10A.①〉②〉③一B.@>@>®C.③'②〉①D.②>©>③目前，界拟合成一种“二重构造〃的球型分子，即把“足球型〃的c溶60进“足球型〃的&分子中，外面的硅原子与里面的碳原子的共价键结合。以60下关于这种分子的说法不正确的选项是〔〕是一种型的化合物晶体属于分子晶体是两种单质组成的混合物相对分子质量为2400填空题：〔3分〕漠化碘/酚是一种卤素互化物。它有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质很相似。它在常温、常压下是深固体，熔点为41°C,沸点为U6°C。固体漠化碘是晶体，含有键。漠化碘与水反，生成一种无氧酸和一种含氧酸，反方程式是O硫化氢(HS)分子中，两个H-S键的夹角接近90。，说明HS分子的空间22构型为；二氧化碳(CO)分子中，两个c=o键的夹角是180。，说明CO分22子的空间构型为；甲烷（CH）分子中，两个相邻C-H键的夹角是109。2&，4说明分子的空间构型为。4氧（CN）为无色可燃气体、剧毒、有苦杏仁味，和卤素单质的性质相似。2〔1〕写出氧与苛性钠溶液反的离子方程式：O〔2〕氧分子键之间夹角为180。并有对称性，（CN）的电子式为，结构2式为，（CN）分子为〔填"极性〃或"非极性〃〕分子。2⑶CN一中电子数为，CN一的电子式为o〔测试题〕〔1999年试题〕以下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCi>CsCl、干冰、石、石墨结构中的某一种的某一：〔1〕其中代表石的是〔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。金钢石属于晶体。〔2〕其中代表石墨的是,其中每个正六边形占有的碳原子数平均为个。〔3〕其中代表NoCV的是，每个Na+周围与它最接近且距离相的Na+有个。〔4〕代表CsC7的是，它属于晶体，每个Cs+与个C7一紧邻。〔5〕代表干冰的是,它属于晶体，每个co分子与个co分子紧邻。2〔6〕上述五种物质中熔点由高到低的顺序是；其中在熔融为液态时TOC\o"1-5"\h\z能导电的电解质是,在水溶液中能导电的非电解质是o题：17.〔8分〕根据室中测硫酸铜晶体结晶水含量的，填写以下空白。〔1〕从以下仪器选出所需仪器〔用标号字母填写〕：OA.托盘天平〔带耘码〕、B.研钵、C.试管夹、D.酒精灯、E.蒸发皿、F.玻璃棒、G.圮土曷、H.枯燥器、I.、J.三脚架除上述仪器外，还需要的仪器是O〔2〕某学生后得到以下数据：加热前质量加热后质量w〔容器质量〕1W〔容器质量+2晶体质量〕W〔容器质量+无水硫酸铜质量〕35.4g7.9g6.8g请写出结晶水含量打(H0)］的计算公式［用W、W、W表示］:。2123TOC\o"1-5"\h\z该生测结果是偏高还是偏低？答：。〔3〕从以下分析中选出该学生产生误差的原因，可能是〔填写字母〕加热前称量时容器未完全枯燥最后两次加热后的质量相差较大〔大于o.lg〕加热后容器未放入枯燥器中冷却加热过程中晶体有少量溅失计算题：氯元素的相对原子质量为35.5，由23Na,35C/和37Q构成的，11.7gMzC7晶体中含35Q-质量是多少？含^Na^Cl的质量是多少？〔1〕教材上图示了NoCV晶体结构，它向空间延伸得到完美晶体。NiO〔氧化鎳〕晶体的结构与NoCV相同，M2+与最邻近02一的核间距离为ax10-8cm，计算MO晶体的密度的摩尔质量为74.7g/沏〕。〔2〕天然的和绝大人工制备的晶体都存在各种缺陷。例如在某种晶体中就存在如图1-14所示的缺陷：一个M2+空缺，另有两个M2+被两个M3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物的比值却发生了变化。某氧化鎳样品组成为MO,试计算该晶体中与Nd的离子数之比。〔高考题〕0.97［参考答案］1.B2.CD3.D4.B5.BD6.A7.C8.A9.A10.BC11.B12.C.填空题:13.分子;极性；IBr+H2o—=HBr+HIO折线型；直线型；正四面体型15.⑴(CN)+2OH-=CN-+CNO-+HO22⑵：N：CC.N:；N三C-C三N；非极性⑶14；16.(1)D；4；原子〔2〕E；2⑶A;12(4〕C；离子；8〔5〕B；分子；12〔6〕石墨〉金钢石＞NaClACsCl＞干冰；NaCl，CsCl；co三.题：17.〔1〕A、B、D、F、G、H、J；土甘土曷钳、泥三角、药匙〔2〕O)=W2~W3xlOO%；将有关数据代入求得w(H0)=44%，大于TOC\o"1-5"\h\z2W—W221CuSO5HO晶体中结晶水的含量〔36%〕’偏高42〔3〕误差分析的方法是w(H0)计算式分析，答案为A、D2四.计算：解：n(NaCl)==Q.2mol(23+35.5)g-moZ-i370.53•m(35CZ-)—O.lmolx—x35g/mol=5.25g4〔2〕m(Na3=Cl)-Q.2molxAx(23+