熔沸點(diǎn)的比較

1、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的比較及應(yīng)用河北省宣化縣第一中學(xué) 欒春武如何比較物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)的高低，首先分析物質(zhì)所屬的晶體類型，其次抓住同一類型晶體熔、沸點(diǎn)高低的決定因素，現(xiàn)總結(jié)如下供同學(xué)們參考：一、不同類型晶體熔沸點(diǎn)高低的比較一般來(lái)說(shuō)，原子晶體離子晶體分子晶體；金屬晶體（除少數(shù)外）分子晶體。例如：SiO2NaCLCO2（干冰）金屬晶體的熔沸點(diǎn)有的很高，如鎢、鉑等；有的則很低，如汞、鎵、銫等。二、同類型晶體熔沸點(diǎn)高低的比較同一晶體類型的物質(zhì)，需要比較晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)粒子間的作用力，作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。影響分子晶體熔沸點(diǎn)的是晶體分子中分子間的作用力，包括范德華力和氫鍵。1.同屬分子晶體組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，

2、一般來(lái)說(shuō)相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。例如：I2Br2Cl2F2。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，如果分子之間存在氫鍵，則分子之間作用力增大，熔沸點(diǎn)出現(xiàn)反常。有氫鍵的熔沸點(diǎn)較高。例如，熔點(diǎn)：HIHBrHFHCl；沸點(diǎn)：HFHIHBrHCl。相對(duì)分子質(zhì)量相同的同分異構(gòu)體，一般是支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。例如：正戊烷異戊烷新戊烷；互為同分異構(gòu)體的芳香烴及其衍生物，其熔沸點(diǎn)高低的順序是鄰間對(duì)位化合物。組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體，分子的極性越大，熔沸點(diǎn)越高。例如：CON2。還可以根據(jù)物質(zhì)在相同的條件下?tīng)顟B(tài)的不同，熔沸點(diǎn)：固體液體氣體。例如：SHgO2。2.同屬原子晶體原子晶體熔沸點(diǎn)的高低與共價(jià)

3、鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，半徑越小形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能就越大，晶體的熔沸點(diǎn)也就越高。例如：金剛石（CC）二氧化硅（SiO）碳化硅（SiC）晶體硅（SiSi）。3.同屬離子晶體離子的半徑越小，所帶的電荷越多，則離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。例如：MgOMgCl2，NaClCsCl。4.同屬金屬晶體金屬陽(yáng)離子所帶的電荷越多，離子半徑越小，則金屬鍵越強(qiáng)，高沸點(diǎn)越高。例如：AlMgNa。三、例題分析例題1.下列各組物質(zhì)熔點(diǎn)高低的比較，正確的是：A. 晶體硅金剛石碳化硅         B. CsClKClNaCl  

4、0;C.  SiO2CO2He                D. I2Br2He解析：A中三種物質(zhì)都是原子晶體半徑CSi，則熔點(diǎn)：金剛石碳化硅        晶體硅，B中應(yīng)為：NaClKClCsCl，因?yàn)殡x子的半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)就越高。因此C、D正確。答案：C、D例題2.下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律，與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)的是：A.F2、Cl2、Br2、I2的熔

5、點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高 B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱C.金剛石的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都高于晶體硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低解析：F2、Cl2、Br2、I2形成的晶體屬于分子晶體。它們的熔沸點(diǎn)高低決定于分子間的作用力，與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；HF、HCl、HBr、HI的分子內(nèi)存在共價(jià)鍵，它們的熱穩(wěn)定性與它們內(nèi)部存在的共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，B正確；金剛石和晶體硅都是原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成的原子晶體，其熔沸點(diǎn)的高低決定于共價(jià)鍵的鍵能，C正確；NaF、NaCl、NaBr、NaI都是由離子鍵形成的離子晶體，其內(nèi)部沒(méi)有共價(jià)鍵，D錯(cuò)。答案：B、C例題3.下圖中每條折線表示

6、周期表AA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化，每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是： A. H2S        B. HCl         C. PH3         D. SiH4 解析：NH3、H2O、HF分子間存在氫鍵，它們的沸點(diǎn)較高，即沸點(diǎn)高低關(guān)系為：NH3PH3、H2OH2S、HFHCl，對(duì)應(yīng)圖中上三條折線。所以a點(diǎn)所在折線對(duì)應(yīng)第IVA族元素的氣態(tài)氫化物，且a

7、點(diǎn)對(duì)應(yīng)第三周期，所以a表示SiH4。答案：D例題4.下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高順序排列正確的是：A. O2  I2   Hg    B. CO  KCl  SiO2    C. Na  K  Rb     D. SiC  NaCl  SO2解析： 選項(xiàng)A中的O2是氣體，I2是固體，Hg是液體，所以熔點(diǎn)由低到高的順序是：O2 Hg I2 ；選項(xiàng)B中的CO固態(tài)時(shí)是分子晶體，KCl屬于離子晶體， SiO2屬于原子晶體，所以熔點(diǎn)由

8、低到高的順序是：COKClSiO2；選項(xiàng)C中的Na、K、Rb都是金屬晶體，原子半徑不斷增大，金屬鍵不斷減弱，所以熔點(diǎn)不斷降低；選項(xiàng)D中的SiC屬于原子晶體，NaCl屬于離子晶體，SO2形成分子晶體，因此熔點(diǎn)不斷降低。答案： B例題5（09全國(guó)卷I 29）已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)酸?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是_；（2）Q的具有相同化合價(jià)且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化物是_；（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價(jià)的化合物是化學(xué)式是_； （4）這5個(gè)元素的

9、氫化物分子中，立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點(diǎn)從高到低排列次序是（填化學(xué)式）_，其原因是_；電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是_；（5）W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式（各物質(zhì)用化學(xué)式表示）是_。解析：本題可結(jié)合問(wèn)題作答。W的氯化物為正四體型，則應(yīng)為SiCl4或CCl4，又W與Q形成高溫陶瓷，故可推斷W為Si。（1）SiO2為原子晶體。（2）高溫陶瓷可聯(lián)想到Si3N4，Q為N，則有NO2與N2O4之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。（3）Y的

10、最高價(jià)氧化的的水化物為強(qiáng)酸，且與Si、N等相鄰，則只能是S。Y為O，所以R為As元素。（4）顯然X為P元素。氫化物沸點(diǎn)順序?yàn)镹H3AsH3PH3，因?yàn)镹H3分子間存在氫鍵，所以沸點(diǎn)最高。相對(duì)分子質(zhì)量AsH3PH3，分子間的作用力AsH3PH3，故AsH3得沸點(diǎn)高于PH3。 SiH4、PH3和H2S的電子數(shù)均為18。結(jié)構(gòu)分別為正四面體，三角錐和角形（V形）。（5）由題中所給出的含字母的化學(xué)式可以寫(xiě)出具體的物質(zhì)，然后配平即可。答案：（1）原子晶體。（2）NO2和N2O4（3）As2S5。（4） NH3AsH3PH3，因?yàn)榍罢咧泻袣滏I。 SiH4、PH3和H2S結(jié)構(gòu)分別為正四面體，三角錐和角形（V

11、形）。（5）SiCl4 + 4NH3  Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4  Si3N4 + 8NH3例題6（09山東卷32）C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位。（1）寫(xiě)出Si的基態(tài)原子核外電子排布式。從電負(fù)性角度分析，C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)?。?）SiC的晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅的相似，其中C原子的雜化方式為，微粒間存在的作用力是。（3）氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等，則M為（填元素符號(hào)）。MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。MO的熔點(diǎn)比CaO的高，其原因是。（4）C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2化學(xué)式相

12、似，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大不同。CO2中C與O原子間形成鍵和鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述健。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成，而Si、O原子間不能形成上述鍵。解析：（1）C、Si和O的電負(fù)性大小順序?yàn)椋篛CSi。（2）晶體硅中一個(gè)硅原子周?chē)c4個(gè)硅原子相連，呈正四面體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp3 。（3）SiC電子總數(shù)是20個(gè)，則氧化物為MgO；晶格能與所組成離子所帶電荷成正比，與離子半徑成反比，MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大，熔點(diǎn)高。（4）Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的

13、鍵。答案：（1）1s22s22p63s23p2    OCSi        （2） sp3  共價(jià)鍵   （3）Mg  Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大  （4）Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，pp軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的鍵例題7.（09福建卷30）Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知：Z的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素；Y原子價(jià)電子（外圍電子）排布msn mpn； R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù)

14、；Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）Z2+ 的核外電子排布式是                            。（2）在Z(NH3)42+離子中，Z2+的空間軌道受NH3分子提供的          形成配

15、位鍵。（3）Q與Y形成的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物分別為甲、乙，下列判斷正確的是        。a.穩(wěn)定性：甲乙，沸點(diǎn)：甲乙            b.穩(wěn)定性：甲乙，沸點(diǎn)：甲乙c.穩(wěn)定性：甲乙，沸點(diǎn)：甲乙            d.穩(wěn)定性：甲乙，沸點(diǎn)：甲乙(4) Q、R、Y三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)?#

16、160;           （用元素符號(hào)作答）（5）Q的一種氫化物相對(duì)分子質(zhì)量為26，其中分子中的鍵與鍵的鍵數(shù)之比為         。（6）五種元素中，電負(fù)性最大與最小的兩種非金屬元素形成的晶體屬于       。答案：（1）1s22s22p63s23p63d9 （2）孤對(duì)電子（孤電子對(duì)）（3）b  （4）Si < C <N  （5） 3:2 （6）原子晶體解析：由題給條件知Z的原子序數(shù)為29， 29號(hào)為Cu。Y價(jià)電子：msnmpn中n只能取2，又為短周期，則Y可能為C或Si。R的核外L層為數(shù)，則可能為L(zhǎng)i、B、N或F。Q、X的p軌道為2和4，則C（或Si）和O(或S)。因?yàn)槲宸N元素原子序數(shù)依次遞增。故可推出：Q為C，R為N，X為O，Y為Si。（1）Cu的價(jià)電子排布為3d104s1，失去兩個(gè)電子，則為3d9。（2）Cu2可以與NH3形成配合物，其中NH3中N提供孤對(duì)電子，Cu提供空軌道，而形成配