2019-2020學(xué)年化學(xué)選修三新素養(yǎng)同步學(xué)案：專題3第三單元共價(jià)鍵原子晶體Word版含答案

1、第三單元共價(jià)鍵原子晶體毋目 1.認(rèn)識共價(jià)鍵的本質(zhì)和特性，了解共價(jià)鍵的飽和性與方向性。2 .知道共價(jià)鍵的主要類型b鍵和n鍵形成的原理及強(qiáng)度相對大小。3.知道共價(jià)鍵的鍵能、鍵長等的含義。4認(rèn)識影響共價(jià)鍵鍵能的主要因素，分析化學(xué)鍵的極性強(qiáng)弱，把握鍵能與化學(xué)反應(yīng) 熱之間的內(nèi)在聯(lián)系。5深化對原子晶體的認(rèn)識。6 樹立正確的能量觀。共價(jià)鍵的形成和類型基礎(chǔ)知識一、 共價(jià)鍵的形成1概念通常情況下，吸引電子能力相近的原子之間通過共用電子對形成共價(jià)鍵。2.成鍵本質(zhì)當(dāng)成鍵原子相互接近時(shí)， 原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子密度增加，體系的能量降低。_3.共價(jià)鍵的特點(diǎn)(1) 共價(jià)

2、鍵有飽和性成鍵過程中，每種元素的原子有幾個(gè)未成對電子，通常就只能和幾個(gè)自旋方向相反的電子形成共價(jià)鍵。故在共價(jià)分子中，每個(gè)原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目是一定的。(2) 共價(jià)鍵有方向性成鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會最大的方向重疊成鍵，且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會越多，體系的能量下降就越多,形成的共價(jià)鍵就越牢固。(但 s 軌道與 s 軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性 )二、 共價(jià)鍵的類型1.b鍵和n鍵(1)鍵：原子軌道沿核間連線方向以“頭碰頭”的方式重疊而形成的共價(jià)鍵叫b鍵。按形成b鍵的原子軌道類型的不同，b鍵可分為 s-sb鍵、s-pb鍵、p-pb鍵。圖示如下:ClHC

3、l IIHClB-p (T oo*oo*oax ClClCl ClCljp-p H+和 H+中都只有空軌道而沒有孤電子對。知識點(diǎn)2共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱基礎(chǔ)無識r|1. 鍵能：原子之間形成的共價(jià)鍵的強(qiáng)度。2. 鍵長：兩原子核間的平均間距。3當(dāng)兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，重疊程度越大，共價(jià)鍵的鍵能越大,鍵長越短。4.化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化是由反應(yīng)物和生成物中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定的。反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量（即反應(yīng)物中的鍵能總和）與生成物中新化學(xué)鍵形成時(shí)所放 出的總能量（即生成物中的鍵能總和）的差就是此反應(yīng)的反應(yīng)熱。li自我檢測1.判斷正誤（正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“

4、X”）。（1）鍵長是成鍵兩原子半徑的和。（）（2）C=C 鍵的鍵能等于 C C 鍵的鍵能,還可以一種是分子、,A、B 項(xiàng)錯(cuò)誤，C 項(xiàng)解析：選 D。形成配位鍵的條件：一方有孤電子對,另一方有空軌道，D 選項(xiàng)中，Ag的 2 倍。（）(3)鍵長短，鍵能就一定大，分子就一定穩(wěn)定。()因?yàn)?O H 鍵的鍵能小于 H F 鍵的鍵能，所以 02、F2與 H2反應(yīng)的能力依次減弱。( )答案：(1)X(2)X(3)X(4)X2 實(shí) 驗(yàn) 測 得 四 種 結(jié) 構(gòu) 相 似 的 單 質(zhì) 分 子 的 鍵 長 、 鍵 能 的 數(shù) 據(jù) 如 下 :A AB BCCD D鍵長/1010ma0. 74c1. 98鍵能 /kJ mo

5、l-1193b151d已知 D2分子的穩(wěn)定性大于 A2,則 a_(填 “或“；下同)1. 98, d_ 193 ;a_ c, b_ d。解析：結(jié)構(gòu)相似的單質(zhì)分子中，鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。答案：v3.在 30 g Si02晶體中，含有 Si 0鍵的物質(zhì)的量為()A . 1 molB . 1. 5 molC. 2 molD . 2. 5 mol解析：選 C。1 mol SiO2中含 4 mol Si O 鍵，30 g SiO2是 0. 5 mol,含有 SiO 鍵的 物質(zhì)的量為 2 mol。4.已知某些共價(jià)鍵的鍵能(kJmol勺)如下表所示:鍵H HBr BrI ICl ClH ClH

6、IH Br鍵能436193151243431298366(1)1 mol H2在 2 mol Cl2中燃燒，放出能量 _ kJ。在一定條件下，1 mol H2與足量的 CI2、Br2、12(g)分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是_ (填字母)。A . Cl2Br2l2B . I2Br2Cl2預(yù)測 1 mol H2在足量 F2中燃燒比在 Cl2中燃燒放熱 _ (填“多”或“少”)。解析：由題中數(shù)據(jù)和由鍵能求反應(yīng)熱公式可知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)AH=436 kJ mol-1+243 kJ mol1-2X431 kJ mol一1= -183kJ mol ,H2(g)+Br2(g)

7、=2HBr(g)AH=436 kJ mol_1+193 kJ mol_12X366 kJ mol_1= -103 kJ mol-1,H2(g)+l2(g)=2HI(g)AH=436 kJ mol-1+151 kJ mol-1-2X298 kJ mol-1= -9_ 1kJ mol 。答案：(1)183(2)A 多1.對物質(zhì)性質(zhì)的影響2.共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多,則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑: 固程度：H FH Cl H Br H I，穩(wěn)定性：HF HCI HBr HI。如共用電子對數(shù):N 三 N Cl

8、Cl，則共價(jià)鍵的牢固程度： N 三 N Cl Cl。由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。由鍵長判斷：共價(jià)鍵的鍵長越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。3.共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué) 鍵的形成。(2)化學(xué)反應(yīng)過程有能量變化： 反應(yīng)物和生成物中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過程中 的能量變化。(3)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1放熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量。2吸熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成放出的總能量。(4)反應(yīng)熱(dd)與鍵能的關(guān)系 H =反應(yīng)物的鍵能總和

9、一生成物的鍵能總和。注意：dHV0 時(shí)，為放熱反應(yīng)；dH 0 時(shí)，為吸熱反應(yīng)。典題例逵開由實(shí)驗(yàn)測得不同物質(zhì)中o O 鍵的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表。其中X、Y 的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閃ZYX。該規(guī)律性是()鍵能一鍵価一仃子的段迅性分了的立協(xié)站構(gòu)分子的性質(zhì)FvClvBrvI，則共價(jià)鍵的牢數(shù)據(jù)O O 鍵O2_O2O2+O2鍵長/1012m149128121112鍵能 /kJ mol_1XYZ = 494W = 628A 電子數(shù)越多，鍵能越大B .鍵長越長，鍵能越小C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大D 成鍵時(shí)電子對越偏移，鍵能越大解析電子數(shù)由多到少的順序?yàn)?o20202 0

10、2,而鍵能由大到小順序?yàn)閃Z Y X , A 錯(cuò)誤；對于這些微粒在成鍵時(shí)所用的電子數(shù)情況，題中無信息，C 錯(cuò)誤；這些微粒都是 0 原子成鍵，無偏移，D 錯(cuò)誤。答案B變式拓展（1）_關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法中不正確的是 _。A化學(xué)鍵的鍵能通常為正值 B 鍵長的長短與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C.鍵能越大，鍵長越長，共價(jià)化合物越穩(wěn)定（2）N 三 N 鍵的鍵能是 946 kJ/mol , N N 鍵的鍵能為 193 kJ/mol，經(jīng)過計(jì)算后可知 N2中_鍵比_鍵穩(wěn)定。（填“或“ / ）解析：（1）鍵能通常取正值，A 正確；鍵長的長短與成鍵原子的半徑有關(guān)，如 Cl 原子半 徑小于I 原子半徑，

11、故 Cl Cl 鍵的鍵長小于 1 1 鍵的鍵長,此外，鍵長還和成鍵數(shù)目有關(guān)如乙烯分子中 C= C 鍵的鍵長比乙炔分子中C 三 C 鍵的鍵長要長，B 正確；鍵能越大，鍵kJ/mol。因?yàn)?N 三 N 鍵中n鍵的鍵能比b鍵的鍵能大，所以 N2中n鍵比b鍵穩(wěn)定。答案：(1)C(2)n b- 鍵能和鍵長1 .下列說法正確的是（）A .分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B .共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C. CF4、CCI4、CB、CI4中 CX（X = F、Cl、Br、I）鍵的鍵長、鍵角均相等D.H2O 分子中兩個(gè) O H 鍵的鍵角為 180 長越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定,C

12、錯(cuò)誤。（2）N 三 N 鍵中含有1 個(gè)b鍵和 2 個(gè)n鍵，n鍵的鍵能946 kJ/mol - 193 kJ/mol=376.5解析：選 B。分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長共同決定的，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；由于 F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故 C X（X=F、Cl、Br、I）鍵的鍵長不相等，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O 分子中兩個(gè) 0 H 鍵的鍵角為 105 , D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2 下列事實(shí)不能用鍵能的大小來解釋的是（）A 氮元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B .稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)C. HF、HCl、HBr、HI 的穩(wěn)定性逐漸減弱D . HF 比 H20 穩(wěn)定解析：選 B。由于 N2分子中存在叁鍵，鍵能很大

13、，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量 ，所以 N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子 ，沒有化學(xué)鍵；鹵族元素從 F 到 I,原子半 徑逐漸增大，其氫化物中化學(xué)鍵的鍵長逐漸變長 ,鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性：HF HCI HBr HI ;由于 H F 鍵的鍵能大于 H 0 鍵，所以穩(wěn)定性：HF 缶 0。3. 下列說法不正確的是（）A .鍵能越大，表示化學(xué)鍵越牢固，越難以斷裂B .成鍵的兩原子核越近，鍵長越短，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定C.鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，其大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)D .鍵能、鍵長只能定性分析化學(xué)鍵的強(qiáng)弱解析：選 D。A 項(xiàng)正確，鍵能用于衡量共價(jià)鍵的強(qiáng)弱； B 項(xiàng)正確，

14、鍵長基本含義就是兩成鍵原子的核間距；C 項(xiàng)正確，鍵角決定立體空間結(jié)構(gòu)，鍵長、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱；D項(xiàng)錯(cuò)誤，鍵能、鍵長這兩個(gè)物理量的引入就是為了定量衡量共價(jià)鍵的強(qiáng)弱。項(xiàng)趴一鍵能與反應(yīng)熱4. 白磷與氧氣可發(fā)生反應(yīng) P4+ 5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為 P P a kJ moL1、 P 0 b kJ moL1、 P=O c kJ moJ1、 O=O d kJ moL1。根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的AH，其中正確的是()A . (6a + 5d 4c 12b) kJ mol1B.(4c+ 12b 6a 5d) kJ mol1C.(4c+ 12b 4a 5

15、d) kJ mol1D.(4a + 5d 4c 12b) kJ mol1解析：選 A。根據(jù)AH =反應(yīng)物鍵能總和一生成物鍵能總和計(jì)算。從圖中可以看出 白磷分子中有 6個(gè) P P 鍵，所以 1 mol P4中共價(jià)鍵斷裂要吸收 6a kJ 的能量，1 mol 氧氣分 子中共價(jià)鍵斷裂要吸收 dkJ 的能量；1 個(gè) P40io中有 4 個(gè) P=O 鍵和 12 個(gè) P O 鍵，所以 生成 1 mol P4O10需放出(4c + 12b) kJ的能量，所以該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱為(6a+ 5d 4c 12b) kJ mol 。5. F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，如CIF3、BrF3等。已知反應(yīng) C

16、l2(g) +3F2(g)=2CIF3(g)AH = 313 kJ mol1, F F 鍵的鍵能為 159 kJ mol1, Cl Cl 鍵的鍵能 為 242kJ mol1，貝 V CIF3中 Cl F 鍵的平均鍵能為 _kJ mol1解析：設(shè) Cl F 鍵的平均鍵能為 x。根據(jù)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和可知,Cl2(g) + 3F2(g)=2CIF3(g)的AH = 242 kJ mol1+ 159 kJ mol1x3 6x= 313 kJ mol1,則 x= 172 kJ mol1O答案：172知識點(diǎn) 3 原子晶體t&ia幟基，祗小試基礎(chǔ)知識/1. 概念：相鄰原子間以共

17、價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2.原子晶體中共價(jià)鍵的鍵能大，所以原子晶體一般具有很高的熔、沸點(diǎn)和很大的硬度。3對于結(jié)構(gòu)相似的原子晶體來說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如金剛石(C)、晶體硅(Si)、碳化硅(SiC)三種原子晶體中，由于碳原子的半徑比硅 原子小，使鍵長： CCC SiC SiSi Si，所以三種晶體的熔點(diǎn) 由高到低的順序是金剛石 碳化硅 晶體硅。|自我檢測1 判斷正誤(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“x”)。(1) 由原子直接構(gòu)成的晶體一定是原子晶體。()(2) 具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體。()原子晶體在固態(tài)或熔化時(shí)都不導(dǎo)電。()原子晶體由于硬度及

18、熔、沸點(diǎn)都較高，故常溫時(shí)不與其他物質(zhì)反應(yīng)。()(5) SO2與 SiO2的化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同。()(6) 1 mol 晶體硅中含 4 mol Si Si 鍵。()(7) 60 g SiO2晶體中含 4 mol Si O 鍵。()答案：(1)X(2)x(3)x(4)x(5)x(6)x(7)V2金剛石是典型的原子晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯(cuò)誤的是()A 晶體中不存在獨(dú)立的分子B 碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C.是自然界中硬度最大的物質(zhì)D 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應(yīng)解析：選 D。在金剛石中，碳原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在具 有固定組成的分子；由于碳的原

19、子半徑比較小，碳與碳之間的共價(jià)鍵鍵能很高 ，所以金剛石 的硬度很高，故 A、B、C 選項(xiàng)正確。但是由于金剛石是碳的單質(zhì) ，在高溫下可以在空氣或 氧氣中燃燒生成 C02,故 D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。3 單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參照下表數(shù)據(jù)填空:金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)(K)3 8231 6832 573沸點(diǎn)(K)5 1002 6282 823摩氏硬度107. 09. 5晶體硼屬于_ 晶體，理由是 _請比較三者熔點(diǎn)高低的順序，由此說明 C、Si、B 非金屬性強(qiáng)弱的關(guān)系：解析：由所給數(shù)據(jù)，可知晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大，比較其熔、沸點(diǎn)和硬度均介于金剛石和晶體硅之間，而金剛石和晶體硅都是原子晶體，故晶體硼也

20、是原子晶體。(2)原子晶體的熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能有關(guān)， 而鍵能大小與原子的非金屬性有關(guān)，非金屬性越強(qiáng)，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，破壞它需要的能量越高，則熔、沸點(diǎn)越高，故非金屬性CBSi。答案：原子 晶體硼的熔、沸點(diǎn)和硬度均介于金剛石和晶體硅兩種原子晶體之間, 故晶體硼是原子晶體CBSi核心破題難解讀1 常見的原子晶體(1)物質(zhì)類別再石屬單麻一晶休確.局體群、金剛祠- . 備化疇蚪兀)、二第麗I非代屬It合 耙人竄化誡(寫呱)、 魚化f酬等金剛石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型1在晶體中每個(gè)碳原子以 4 個(gè)共價(jià)單鍵對稱地與相鄰的4 個(gè)碳原子相結(jié)合，成為正四面體。2晶體中 CC C 夾角為 109

21、. 53最小環(huán)上有 6 個(gè)碳原子。4晶體中碳原子個(gè)數(shù)與 C C 鍵數(shù)之比為 1 : (4X2)= 1 : 2。(3)二氧化硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)模型1每個(gè)硅原子以 4 個(gè)共價(jià)單鍵與 4 個(gè)氧原子結(jié)合，每個(gè)氧原子與 2 個(gè)硅原子結(jié)合，向空間擴(kuò)展，構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硅、氧原子個(gè)數(shù)比為1 : 2。2晶體中最小的環(huán)為 6 個(gè)硅原子、6 個(gè)氧原子組成的 12 元環(huán)。2. 原子晶體的物理特性(1) 熔點(diǎn)很高。原子晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價(jià)鍵，需要很多能量。因此，原子晶體一般都具有很高的熔點(diǎn)。如金剛石的熔點(diǎn)大于 3 550C。(2) 硬度很大。如金剛石是天然存在的最

22、硬的物質(zhì)。(3) 一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體。(4) 難溶于一些常見的溶劑。3. 解原子晶體類題的注意事項(xiàng)(1)原子晶體中不存在分子，晶體中所有原子全部參與形成共價(jià)鍵，故原子晶體中一定 存在共價(jià)鍵。但含有共價(jià)鍵的晶體卻不一定是原子晶體，只有原子間的共價(jià)鍵形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)才形成原子晶體。(2)原子晶體的晶胞中，原子間為空間的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中不存在單個(gè)分子，原子晶體的化學(xué)式僅表示物質(zhì)中的原子個(gè)數(shù)關(guān)系，不是分子式。(3)原子晶體中的共價(jià)鍵具有飽和性和方向性， 原子間不是緊密堆積原則， 而是較松散 排列的結(jié)構(gòu)。典題例證：:(1)金剛石具有硬度大、熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具

23、等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是OA .金剛石中 CC 鍵的鍵角均為 109. 5所以金剛石和 CH4的晶體類型相同B 金剛石的熔點(diǎn)高與 C C 鍵的鍵能無關(guān)C.金剛石中碳原子個(gè)數(shù)與C C 鍵鍵數(shù)之比為 1 : 2D 金剛石的熔點(diǎn)高，所以在打孔過程中不需要進(jìn)行澆水冷卻(2)已知晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)，該結(jié)構(gòu)單元中有20 個(gè)正三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)硼原子。通過觀察圖形及推算,.個(gè)硼原子構(gòu)成的，其中 B B 鍵的鍵角為，該結(jié)構(gòu)單得出此結(jié)構(gòu)單元是由B,金剛石熔化過程中二者的晶體類型不同。選項(xiàng)C C 鍵斷裂，因 C C 鍵的鍵能大，斷裂時(shí)需要

24、的能量多，故金剛石的熔點(diǎn)很高。選項(xiàng)C,金剛石中每個(gè) C 都參與了 4 個(gè) C C 鍵的形成，而每個(gè) C 對每條鍵的貢獻(xiàn)只有一半，故碳原子個(gè)數(shù)與C C 鍵鍵數(shù)之比為(4X1): 4= 1 : 2。選項(xiàng) D,金剛石的熔點(diǎn)高，但在打孔過程中會產(chǎn)生很高的溫度 ，如不澆水冷卻鉆頭，會導(dǎo)致鉆頭熔化。(2)從題圖可得出，每個(gè)頂角上的硼原子均被 5 個(gè)正三角形所共有，故分?jǐn)偟矫總€(gè)正三11 1角形的硼原子為匚個(gè)，每個(gè)正三角形含有 匚X3 個(gè)硼原子，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元含硼原子數(shù)為20X5551X3 = 12, 而每個(gè) B B 鍵被 2 個(gè)正三角形所共有，故每個(gè)結(jié)構(gòu)單元含 B B 鍵的個(gè)數(shù)為 20XX3=30。答案(1)

25、C12 60 30變式拓展金剛石與金剛砂(SiC)具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答：(1) 金剛砂屬于 _ 晶體，金剛砂的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn) _。(2) 金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子周圍結(jié)合 _個(gè)碳原子，其中鍵角是 _。(3) 金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有共價(jià)鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有_ 個(gè)硅原子。解析：由于金剛砂是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合 ，故金剛砂 是原子晶體；硅原子半徑比碳原子大，故金剛砂熔點(diǎn)低；硅和碳電子層結(jié)構(gòu)、成鍵方式相同,硅原子周圍有 4 個(gè)碳原子，鍵角為 109. 5 組成的最小六元環(huán)中，有 3 個(gè)碳原子

26、，3 個(gè)硅 原子。答案：原子 低 (2)4109. 5 (3)3題組練肱:R原子晶體有關(guān)概念的理解及應(yīng)用1 .下列關(guān)于原子晶體的說法不正確的是()A .原子晶體中的成鍵微粒是原子B .原子晶體中原子之間全部以共價(jià)鍵結(jié)合C.原子晶體均是化合物D .原子晶體的熔、沸點(diǎn)都比較高解析：選 Co原子晶體可能是單質(zhì)，如金剛石、晶體硅，也可能是化合物，如二氧化硅、 碳化硅等。2.美國科學(xué)雜志曾報(bào)道：在40 GPa 的高壓下， 用激光加熱到 1 800 K ,人們成功制得了原子晶體 CO2,下列對該物質(zhì)的推斷一定不正確的是()A .該原子晶體中含有極性鍵B .該原子晶體易汽化，可用作制冷材料C.該原子晶體有很

27、高的熔、沸點(diǎn)D .該原子晶體的硬度大，可用作耐磨材料解析：選 B。CO2由固態(tài)時(shí)形成的分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵情況也發(fā)生了變化1由原來的 C=O 鍵變?yōu)?C O 鍵，但化學(xué)鍵依然為極性共價(jià)鍵 ,A 項(xiàng)正確。由于晶體類型及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)也發(fā)生了變化。C02原子晶體具有高硬度、高熔沸點(diǎn)等性質(zhì)，C、D 項(xiàng)正確，B 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)趴一金剛石3.金剛石是由碳原子所形成的正四面體結(jié)構(gòu)向空間無限延伸而得到的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。在立方體中，若一碳原子位于立方體中心， 則與它直接相鄰的四個(gè)碳原子位于 該立方體互不相鄰的四個(gè)頂角上（如圖中的小立方體）。請問，圖中與小立方體頂角的四個(gè)

28、碳 原子直接相鄰的碳原子數(shù)為多少，它們分別位于大立方體的什么位置（ ）A . 12,大立方體的 12 條棱的中點(diǎn)B.8，大立方體的 8 個(gè)頂角C. 6，大立方體的 6 個(gè)面的中心D .14,大立方體的 8 個(gè)頂角和 6 個(gè)面的中心解析：選 A。與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子分別位于大立方體的 條棱的中點(diǎn)，共 12 個(gè)（如圖所示）。4.如圖甲為金剛石的立體結(jié)構(gòu)圖，從其空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中截取出一個(gè)立方體就是金剛石的晶胞（圖乙），該晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，碳原子位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)、六個(gè)面心以及晶胞內(nèi)部還有四個(gè)碳原子。 圖丙為一個(gè)碳原子與周圍碳原子的成鍵情況。請分析晶胞中碳原子數(shù)以及最小環(huán)中碳原

29、子數(shù)與碳碳鍵數(shù)的比例關(guān)系。12甲盤剛石尿窪帖腳同乙丙11答案：由均攤法可求出該晶胞中實(shí)際含有的碳原子數(shù)為8X1+ 6X1+ 4= 8。由圖還可82看出，在金剛石晶體中每個(gè) C 原子與 4 個(gè) C 原子緊鄰成鍵，由 5 個(gè) C 原子形成正四面體結(jié) 構(gòu)單元，CC 鍵的夾角為 109 . 5晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，為空間六邊形，每個(gè)C 原子被 12 個(gè)六元環(huán)共有。晶體中每個(gè)碳原子參與了4 個(gè) C C 鍵的形成，而每個(gè)C C 鍵為兩個(gè)碳原子共有，故 C 原子數(shù)與 C C 鍵數(shù)之比為 1 : 2。重難易錯(cuò)提煉1.b鍵的特征是軸對稱，鍵的強(qiáng)度較大；n鍵的特征為鏡面對稱，不如b鍵牢固，比較容易斷裂。2 鍵長

30、越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定；鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，共價(jià)鍵具有方向性。3 金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化硅等原子晶體中的成鍵數(shù)目(1) 金剛石(或晶體硅)中，1 mol C(或 Si)形成 2 mol C C(或 SiSi)鍵。(2) SiC 晶體中，1 mol C 或 1 mol Si 均形成 4 mol C Si 鍵。(3) 1 mol SiO2晶體中，共有 4 mol Si O 鍵。4 .金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化硅中最小環(huán)上的原子數(shù)(1) 金剛石、晶體硅、SiC 晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)分別為6 個(gè) C、6 個(gè) Si、3 個(gè) Si 和 3 個(gè) C

31、。(2) SiO2晶體中最小環(huán)上有 12 個(gè)原子(6 個(gè) Si 和 6 個(gè) 0)。5金剛石、晶體硅的一個(gè)晶胞中，分別含有碳原子數(shù)為&硅原子數(shù)為 8。課后達(dá)標(biāo)檢測基礎(chǔ)鞏固1 .下列既有離子鍵又有共價(jià)鍵的化合物是()A . Na20B . NaOHC. CaBr2D . HF解析：選 B。典型的非金屬元素 O 與 H 之間形成的是共價(jià)鍵,Na+與 OH-之間形成的是離子鍵。2.下列物質(zhì)的分子中既有b鍵又有n鍵的是（） HBr H2O N2 H2O2 CH3COOCH3 HCNA .B .C.D .答案：D3.下列有關(guān)b鍵與n鍵的說法錯(cuò)誤的是（）A .含有n鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，n鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與

32、者B .當(dāng)原子形成分子時(shí)，首先形成b鍵，可能形成n鍵C.有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成b鍵，不能形成n鍵D .在分子中，化學(xué)鍵可能只有n鍵而沒有b鍵解析：選 D。由于n鍵的強(qiáng)度一般小于b鍵的強(qiáng)度，所以反應(yīng)時(shí)n鍵比b鍵易斷裂，A 項(xiàng)正確；分子的形成是為了使其能量降低，首先形成b鍵，再根據(jù)成鍵原子的核外電子排布判斷是否有n鍵形成，B 項(xiàng)正確；H 原子形成分子時(shí)，只能形成b鍵，不能形成n鍵，C 項(xiàng) 正確；原子跟其他原子首先形成b鍵，故分子中不可能只有n鍵而沒有b鍵。4.H2S 分子中兩個(gè)共價(jià)鍵的夾角接近90 不能用來解釋的是（）A .共價(jià)鍵的飽和性B. H2S 分子中 S 存在孤電子對C.

33、共價(jià)鍵的方向性D . S 原子中 p 軌道的形狀解析：選 A。S 原子的外圍電子排布是 3s23p4,有 2 個(gè)未成對電子，并且分布在相互垂 直的 3px和 3py軌道中，當(dāng)與 2 個(gè) H 原子配對成鍵時(shí)，形成的兩個(gè)共價(jià)鍵間夾角接近 90 這體現(xiàn)了共價(jià)鍵的方向性是由原子軌道的伸展方向決定的。C15.COC12分子的結(jié)構(gòu)式為，COC12分子內(nèi)含有（ ）CIA . 4 個(gè)b鍵B . 2 個(gè)b鍵、2 個(gè)n鍵C. 2 個(gè)b鍵、1 個(gè)n鍵D . 3 個(gè)b鍵、1 個(gè)n鍵解析：選 D。C 和 Cl 之間為b鍵，C 和 O 之間為一個(gè)b鍵、一個(gè)n鍵。6.已知 N2（g） + O2（g）=2NO（g）為吸熱反應(yīng)

34、， H = 180 kJ mol1,其中 N = N 鍵、O O鍵的鍵能分別為 946 kJ moL1、498 kJ mol1,貝UN O 鍵的鍵能為（）A . 1 264 kJ - mol1B . 632 kJ - mol1C. 316 kJ - mol1D . 1 624 kJ - mol1解析：選 B 180 kJ mol1= 946 kJ mol1+ 498 kJ mol一1 2ENO,所以 ENO=632_ 1kJ mol17如圖所示是某原子晶體 A 空間結(jié)構(gòu)中的一個(gè)單元， A 與某物質(zhì) B 反應(yīng)生成 C，其實(shí)質(zhì)是每個(gè) AA 鍵中插入一個(gè) B 原子，則 C 物質(zhì)的化學(xué)式為（）B. A

35、5B4D . A2B5解析：選 C。插入的 B 原子個(gè)數(shù)為 10,則 A 與 B 的原子個(gè)數(shù)之比為 5 : 10,則化學(xué)式為 AB2&防曬霜之所以能有效地減輕紫外線對人體的傷害，是因?yàn)樗挠行С煞值姆肿?中含有n鍵，這些有效成分的分子中的n電子可在吸收紫外線后被激發(fā)，從而阻擋部分紫外線對皮膚的傷害。下列物質(zhì)中沒有防曬效果的是（）九對氮蔭苯甲0S（H更MCOOH）OI& 徑基丙SKCHY -CH；OH）U 肉桂酸C G H,CH=CH-COOH ）EXiBH解析：選 Dn鍵只存在于不飽和鍵中，選項(xiàng) A、B、C 中均含有不飽和鍵，有n鍵，而選項(xiàng) D 中無不飽和鍵，不含有n鍵，因而酒精沒有防曬效

36、果。9.在下列化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)時(shí)不形成配位鍵的是（）+點(diǎn)燃H+OH =H2O2H2+O2=2H2OHCI+NH3=NH4CIBaCl2+（ NH4）2SO4=BaSO4J+2NH4CIFe+Cu2+=Cu+Fe2+NaNH?+H2O=NaOH+NH3A .B .C.D .C. AB2解析：選 A。由結(jié)構(gòu)可知： 中各物質(zhì)均不含有配位鍵，雖然 NH4中含有配位鍵，但在反應(yīng)過程中該離子沒有發(fā)生變化，故也沒有形成新的配位鍵。只有中由于生成銨離子而形成配位鍵。10. X、Y 兩元素的原子，當(dāng)它們分別獲得兩個(gè)電子，形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，X 放出的能量大于 Y 放出的能量；Z、W 兩元素的原子

37、，當(dāng)它們分別失去一個(gè)電子 形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，W 吸收的能量大于 Z 吸收的能量，則 X、Y 和 Z、W 分別形成的化合物中，最不可能是共價(jià)化合物的是()A . Z2XB . Z2YC. W2XD . W2Y解析：選 A。X比 Y 易得電子，Z 比 W 易失電子，故 X、Z 的電負(fù)性相差最大，最不可能形成共價(jià)化合物。11 氮化碳結(jié)構(gòu)如圖，其中B氮化碳硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。下列關(guān)于氮化碳晶體的說法正確的是()A . C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合B.C3N4晶體中，C N 鍵的鍵長比金剛石中 C C 鍵的鍵長要長C.C3N4晶體中每個(gè) C 原子連接 4

38、 個(gè) N 原子，而每個(gè) N 原子連接 3 個(gè) C 原子D .由化學(xué)式可知，C3N4晶體中碳元素顯一 4 價(jià)，氮元素顯+ 3 價(jià)解析：選 C。根據(jù) C3N4晶體具有比金剛石更大的硬度可推知C3N4與金剛石一樣都是原子晶體，原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合。由于 N 原子的半徑比 C 原子的半徑小，所以 CN 鍵的 鍵長比 C C鍵短， 從而導(dǎo)致 C N 鍵的鍵能比 C C 鍵大， 所以 C3N4晶體具有比金剛石更 大的硬度。 題中說明 C3N4晶體中原子間均以單鍵結(jié)合 ，則可推知晶體中碳原子形成 4 個(gè)共 價(jià)鍵,氮原子形成 3 個(gè)共價(jià)鍵,即每個(gè)碳原子與 4 個(gè)氮原子成鍵，每個(gè)氮原子與 3 個(gè)碳原子 成鍵。由

39、于氮元素的電負(fù)性比碳元素的電負(fù)性大，所以碳顯+ 4 價(jià)，氮顯一 3 價(jià)。12.碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):化學(xué)鍵CCC HC OSiSiSi HSiO鍵能 /kJ mol一1356413336226318452(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是(2)SiH4的穩(wěn)定性小于 CH4，更易生成氧化物，原因是答案： (1)CC 鍵和 C H 鍵的鍵能較大，所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中SiSi 鍵和Si H 鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成(2)C H 鍵的鍵能大于 C O 鍵，CH 鍵比 CO 鍵穩(wěn)定。而 Si H 鍵的

40、鍵能卻遠(yuǎn)小 于 Si O 鍵，所以 SiH 鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的SiO 鍵 能力提升 13長期以來人們一直認(rèn)為氟的含氧酸不存在。但是在 1971 年斯圖杰爾和阿佩里曼 (美)成功地合成了次氟酸后， 這種論點(diǎn)被劇烈地動(dòng)搖了。他們是在 0C以下將氟化物從細(xì)冰末的上面通過，得到毫克量的次氟酸。(1) 以 下 兩 種 結(jié) 構(gòu) 式 ， 能 正 確 表 示 次 氟 酸 結(jié) 構(gòu) 的 是 _， 理 由 是AHOFBHFO(2) 次氟酸中氧元素的化合價(jià)為 _，次氟酸的電子式為 _ ，次氟酸分子中共價(jià)鍵的鍵角 _ (填“ 或“ =” )180 (3) 次氟酸剎那間能被熱水所分解，生成一種常見的物質(zhì)M ,該物質(zhì)既表現(xiàn)出氧化性(對于碘化鈉 )，又表現(xiàn)出還原性 (對于高錳酸鉀 )，則 M 的化學(xué)式為 _ ，寫出次氟酸與熱水反應(yīng)的化學(xué)方程式：(4)_ 寫出能夠加快M 分解的一種催化劑：_(寫化學(xué)式 )。解析：(1)H 原子和 F 原子最外層都有一個(gè)未成對電子，而 O 原子最外層有兩個(gè)未成對電子，形成化學(xué)鍵時(shí)，氧原子只能在中間，故結(jié)構(gòu)式為 H O F。(2)次氟酸分子中共價(jià)鍵 的鍵角應(yīng)類似于 H2O 分子中的共價(jià)鍵的鍵角 ，小于 1