2022高三化学一轮（全国版）化学键晶体

第三节化学键晶体-1-1．化学键类型判断。2．极性分子与非极性分子的结构与判断。3．晶体类型的判断。4．晶体熔沸点高低比较。

-1-(1)定义：

。(2)化学反应的实质：

。-1-相邻的原子之间强烈的相互作用旧化学键的断裂和新化学键的形成(3)离子键和共价键比较-1-键型概念特点形成条件存在离子键阴、阳离子间通过

作用所形成的化学键阴、阳离子间的相互作用活泼金属和活泼非金属通过形成离子键离子化合物静电得失电子-1-键型概念特点形成条件存在共价键非极性键共用电子对

偏移

元素原子的电子配对成键非金属单质、某些化合物极性键共用电子对

一方原子

元素原子的电子配对成键共价化合物、某些离子化合物不相同偏向不同

下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是 (

)A．NH4Cl NH3↑＋HCl↑B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2OD．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2-1-【解析】本题考查考生对化学反应实质是旧化学键断裂与新化学键的生成的理解程度。A选项中没有非极性共价键的断裂与生成；B选项中没有离子键的断裂，也没有非极性共价键的断裂与生成；C选项中没有非极性共价键的生成，只有D选项反应中有Na＋与的离子键；O—O非极性键，C—O间极性键的断裂，反应后有盐的离子键，氧分子中O===O非极性键及C—O极性键的形成，符合题意。【答案】

D-1-(1)分子间作用力①分子间作用力是指把分子聚集在一起的作用力，又叫做

。②分子间作用力与化学键相比

得多。③分子间作用力的大小决定了物质的

性质。④对于组成结构相似的物质，

，分子间作用力越大。-1-范德瓦耳斯力弱物理相对分子质量越大(2)氢键氢键是一种介于

和

之间的相互

，它存在于分子间或分子内活动性较强的非金属元素

、

、

和与之相连的H之间。如H2O分子间、HF分子间、NH3分子间以及NH3与H2O之间等。氢键的存在对物质的

等有很大影响，如H2O的沸点比H2S高许多，NH3极易溶于水等等。-1-化学键分子间作用力作用NOF熔、沸点、溶解性(3)极性分子和非极性分子①极性分子：整个分子的电荷分布

，例如

等。②非极性分子：整个分子的电荷分布

，如

等。-1-不对称HCl、H2O、NH3对称Cl2、CO2、CH4

下列叙述正确的是 (

)A．以非极性键结合起来的分子是非极性分子B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子C．非极性键只存在双原子单质分子里D．非极性分子中，一定含有非极性共价键-1-【解析】对于抽象的是非型选择题可用反例法以具体的物质判断正误。A是正确的，如H2、O2、N2、Cl2等。B错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷重心重合，就是非极性分子如CH4、CCl4、CO2、CS2等。C错误，非极性键也存在某些共价化合物(如：H2O2、C2H4、C2H5OH等)和某些离子化合物(如Na2O2等)中。D错误，非极性分子中不一定含有非极性共价键(如CH4、CO2)。【答案】

A-1-(1)晶体类型与性质常见的晶体按照其结构可分为四大类型，即①离子晶体：晶格质点上是

，质点间以

结合，由于离子键较

，故离子晶体具有较大硬度，较高的熔、沸点；当晶体熔化或溶于水时离子键被破坏，电离成自由离子，离子晶体都是

。②原子晶体：晶格质点是

，各质点上原子间以

结合。共价键是很强的一种键，所以原子晶体具有

等特性。-1-离子离子键电解质原子共价键硬度大、熔点高强③分子晶体：晶格质点是

，各质点上分子之间以微弱的

结合，故分子晶体

。④金属晶体：晶格质点上是

，

在各质点之间自由运动，因而，金属晶体具有

的本领，一般具有很好的延展性。但不同金属晶体中金属键的强度差异很大，因而金属晶体的熔沸点、硬度等性质差异极大。-1-分子分子间作用力硬度小、熔点低金属阳离子自由电子传热导电(2)几种常见晶体的结构分析①氯化钠晶体结构(离子晶体)a．与每个Na＋等距紧邻的Cl－有

个。b．与每个Na＋等距紧邻的Na＋有

个。c．每个氯化钠晶胞中含有

个NaCl。d．与每个Na＋等距紧邻的6个Cl－围成的空间构型为

。②金刚石结构(原子晶体)(如图1)a．最小的环：

元环；b．碳原子数∶C—C键数＝

。-1-6124正八面体61∶2③石墨结构(如图2)a．最小的环：

元环；b．碳原子数∶C—C键数＝

。④干冰结构(如图3)a．与每个CO2分子相邻且等距的CO2分子数：

个；b．每个晶胞中含有CO2分子数：

个。-1-62∶3124⑤SiO2晶体(原子晶体)(如图4)晶体结构与金刚石相似，C被Si代替，Si与Si之间插氧，即为SiO2晶体，则SiO2晶体中最小环为

元环(6个Si,6个O)，最小环的平均Si原子个数为6× 平均氧原子个数为6×

＝1，即n(Si)∶n(O)＝1∶2用SiO2表示。-1-12-1- (2008年四川理综)下列说法中正确的是(

)A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合-1-【解析】离子晶体的结构不同，每个离子周围吸引的带相反电荷的离子的数目不同，A错误；金属是由金属阳离子和自由电子构成的，但自由电子并不是在外加电场的作用下才产生的，B错误；分子晶体在常温下也有呈固态，C错误；组成原子晶体的元素是非金属元素，非金属元素间以共价键结合，D正确。【答案】

D-1--1-影响因素强弱判断离子键离子半径和离子电荷成键离子半径越小，离子所带电荷越高，离子键越强，反之，则越弱共价键元素非金属性和原子半径成键原子的非金属性越强，原子半径越小，共价键越强，反之，则越弱-1-影响因素强弱判断金属键金属阳离子半径和离子电荷阳离子半径越小，离子所带电荷越高，金属键越强，反之，则越弱分子间作用力(1)相对分子质量(2)氢键(1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强(2)分子间若存在氢键，则分子间作用力反常的增大

熟练掌握影响化学键、分子间作用力强弱的因素，可以帮助我们快速比较物质的熔沸点的高低，以及判断物质稳定性强弱等。-1-

下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是 (

)A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【解析】

A项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子内共价键无关。D项离子晶体内存在的是离子键。【答案】

BC-1- 1．(2008年天津理综)下列叙述正确的是(

)A．1个甘氨酸分子中存在9对共用电子B．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构C．H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子D．熔点由高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅-1-【解析】

A项中1个甘氨酸分子中存在10对共用电子；B项中硼元素的原子最外层只有3个电子，在BCl3分子中硼原子最外层只有6个电子；C项中CS2是直线型分子，分子无极性；D项中三种晶体均属于原子晶体且结构相似，熔点的高低取决于原子间共价键的强弱，三种共价键强度为：C—C＞C—Si＞Si—Si。故D项正确。【答案】

D-1-(1)化学键与物质类别间的关系①只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。②只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2等。③既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。-1-④只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O等。⑤既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。⑥只有共价键，没有分子间作用力的物质，如金刚石、单晶硅、SiO2、SiC等。⑦无化学键的物质，如稀有气体。-1-(2)共价键的极性与分子极性的关系-1-晶体类型与电解质的关系(如下图所示)-1- (2009年北京理综)甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是 (

)A．某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键-1-C．丙中含有第2周期ⅣA族的元素，则丙一定是甲烷的同系物D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有－1价的元素-1-【解析】首先要认真审题，四种物质分别含2种或3种元素，则F2、Ar不符题意。但也有启发，由F2可推出H2O2、N2H4、C2H6、CH3—NH2、CH3OH、H2N—OH也有18个电子；由Ar可推出HCl、H2S、PH3也有18个电子。由“甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴“离子”，则甲为H2S，H2SHS－＋H＋，HS－H＋＋S2－。A项，NaHS既能与酸反应又能与碱反应；B项，CH3OH与O2的摩尔质量相同，无非极性键；C项，CH3—NH2含氮元素，就不是CH4的同系物；D项，H2S中H与S的质量比为1∶16，H2O2中H与O的质量比为1∶16，H2O2中氧为－1价。【答案】

D-1- 2．(2008年全国Ⅰ理综)下列叙述中正确的是(

)A．NH3、CO、CO2都是极性分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D．CS2、H2O、C2H2都是直线型分子【解析】

A项中CO2为直线型结构且正负电荷重心重合故为非极性分子。C项中的稳定性是依次减弱的。D项中的H2O分子为V形结构。【答案】

B-1-(1)不同晶体类型的物质：原子晶体>离子晶体>分子晶体。(2)同种晶体类型的物质：晶体内微粒间的作用力越大，熔、沸点越高。①原子晶体要比较共价键的强弱，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C)>水晶(SiO2)>SiC>晶体硅(Si)。-1-②离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子电荷数越多，离子半径越小，则离子间作用力越大，离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。-1-③分子晶体a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大熔、沸点越高。如沸点：I2>Br2>Cl2>F2；但有些受氢键影响而反常，如沸点：H2O>H2S。b.组成和结构不相似的物质，极性大，熔、沸点高。如CO>N2(相对分子质量相同)。c.有些与分子形状有关。如有机同分异构体中，一般线性分子的熔、沸点比带支链的高。如正戊烷>异戊烷>新戊烷。d.有些有机物与其分子中含有的碳碳双键的多少有关。组成结构相近的有机物一般含碳碳双键多的熔、沸点低，如油酸甘油脂(油)的熔点比硬脂酸甘油酯(脂肪)低。-1-④金属晶体一般来说金属的自由电子越多，离子半径越小，金属离子与自由电子之间作用越强，形成的晶体熔、沸点越高，硬度也越大，反之则低而小。同周期从左→右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高，硬度增大；同主族金属单质从上→下(如碱金属)，熔、沸点下降，硬度渐小。-1-

有些分子晶体的熔、沸点比金属晶体的高，如：S常温为固态，Hg却为液态；有些金属晶体的熔、沸点比原子晶体的高，如钨比硅的熔点高。有些金属晶体的熔沸点比离子晶体高，如钨与NaCl，因此不同类晶体物质熔、沸点，比较时，只能具体物质具体分析。-1- (2009年上海单科)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>SO2C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷D．热稳定性：HF>H2O>NH3-1-【解析】

A项，SiO2是原子晶体，其熔点高于离子晶体KCl，KCl的熔点又高于分子晶体CO2。B项，SO2的水溶性大于H2S。C项，烷烃所含碳原子数越多，其沸点越高。D项，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性的强弱顺序是：F>O>N，故热稳定性是：HF>H2O>NH3。故选D。【答案】

D-1- 3．(2008年全国Ⅰ理综)下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 (

)A．SiO2

CsCl

CBr4

CF4B．SiO2

CsCl

CF4

CBr4C．CsCl

SiO2

CBr4

CF4D．CF4

CBr4

CsCl

SiO2【解析】先区分各选项中各物质的晶体类型，原子晶体的熔点＞离子晶体的熔点＞分子晶体的熔点。其中CBr4和CF4为分子晶体，它们的熔点高低取决于分子间作用力。【答案】

A-1-均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目。求晶体中粒子个数比的方法是：(1)处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞；(2)处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于该晶胞；(3)处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于该晶胞；-1-(4)处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。-1- NaCl、CsCl、CO2晶体的计算-1-项目NaClCsClCO2晶体示意图(离子晶体)(离子晶体)(分子晶体)-1-

某离子晶体晶胞的结构如下图甲所示。X(●)位于立方体顶点，Y(○)位于立方体中心。试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为__________________。(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。(3)晶体中距离最近的2个X与1个X形成的夹角∠XYX是______。-1-【解析】此题考查的知识点是晶体的立体结构。(1)同时吸引的原子个数即指在某原子周围距离最近的其他种类的原子个数，观察图甲可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X，而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y的个数比为4∶8，所以化学式为XY2或Y2X。(2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为图乙立方体的面对角线。位置关系分为在此X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。-1-(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心(如图乙)，可联系CH4的键角，知∠XYX＝109°28′。【答案】

(1)4

8

XY2或Y2X

(2)12

(3)109°28′-1- 4．(2008年海南)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如下图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 (

)A．ZXY3

B．ZX2Y6C．ZX4Y8 D．ZX8Y12-1-【解析】由晶胞可知X占据8个顶点，属于该晶胞的X＝8×

＝1；Y占据12条棱的中间，属于该晶胞的Y＝12×

＝3；Z占据该晶胞的体心，属于该晶胞的Z＝1。故化学式为ZXY3。【答案】

A-1-给你提供CuCl2固体、碘固体、水、乙醚、CCl4等试剂和足够的仪器。你能否设计实验，探究出“极性物质难溶于非极性溶剂、易溶于极性溶剂，非极性物质难溶于极性溶剂、易溶于非极性溶剂”？-1-【答案】设计实验报告内容如下(有条件的学校，可以让学生动手操作)-1-实验步骤实验现象解释原因1.准备两个培养皿，分别放入乙醚和水。分别在两个培养皿加入少量的氯化铜，轻轻地用玻璃棒搅拌，观察这两个培养皿中的氯化铜有何变化氯化铜全部溶于水，溶液显蓝色；部分溶于乙醚，溶液显绿色氯化铜与水都属于极性物质，故两者可以互溶；而乙醚属于非极性物质，故氯化铜不能完全溶解-1-实验步骤实验现象解释原因2.在两个洁净培养皿中分别注入水和CCl4。分别在两个培养皿加入少量的碘，轻轻地用玻璃棒搅拌，观察这两个培养皿中的碘有何变化碘全部溶于CCl4，溶液颜色显深紫红色；部分溶于水，溶液颜色显淡黄色碘与CCl4都属于非极性物质，故碘能与CCl4互溶；而水是极性物质，故碘不易溶于水1．(2009年四川理综)X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y的核外电子数的一半，Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是 (

)A．还原性：X的氢化物>Y的氢化物>Z的氢化物B．简单离子的半径：M的离子>Z的离子>Y的离子>X的离子C．YX2、M2Y都是含有极性键的极性分子D．Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4-1-【解析】本题考查元素推断和物质推断，有关物质的结构与性质、共价键、元素的金属性、非金属性强弱判断等知识，旨在考查考生的分析推理能力，逻辑判断能力和实际运用知识的能力。根据题干所给信息可知，X为氧元素，Y为硫元素，Z为氯元素，M为钾元素。M2Y为K2S，YX2为SO2，HZO4为HClO4。A项，氢化物的还原性为：H2S>HCl>H2O；B项，简单离子半径大小关系为S2－>Cl－>K＋>O2－；C项，SO2为极性分子，而K2S是离子晶体；D项，Cl元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4，正确。【答案】

D-1-2．(2008年北京理综)下列叙述正确的是 (

)A．金属与盐溶液的反应都是置换反应B．阴离子都只有还原性C．与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物D．分子晶体中都存在范德瓦耳斯力，可能不存在共价键-1-【解析】前三个选项考查的是化学性质，找出特例或反例即可。A项如Fe＋2