第三章第三节 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较 学案(含答案)

文档属性

名称 第三章第三节 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较 学案(含答案)
格式 docx
文件大小 325.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-11-30 22:20:08

图片预览

文档简介

第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较
[核心素养发展目标] 1.从化学键变化上认识过渡晶体,理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的。2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨。3.了解晶体类型的比较与判断方法。
一、过渡晶体与混合型晶体
1.过渡晶体
(1)四类典型晶体是________、__________、__________、__________。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大,作为离子晶体处理,离子键成分的百分数小,作为共价晶体处理。
提示 离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的,差值越大,离子键的百分数越大。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右,离子键成分的百分数越来越____,其中作为离子晶体处理的是______________;作为共价晶体处理的是____________;作为分子晶体处理的是________________。
2.混合型晶体——石墨
(1)晶体模型
(2)结构特点——层状结构
①同层内,碳原子采用__________杂化,以________相结合形成____________结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。
②层与层之间以________相结合。
(3)晶体类型
石墨晶体中,既有____________,又有____________,且有类似金属晶体的导电性,属于________________。
(4)物理性质:①导电性,②导热性,③润滑性。
(1)纯粹的典型晶体是没有的(  )
(2)在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体,而在分子晶体中共价键仅限于晶体微观空间的一个个分子中(  )
(3)四类晶体都有过渡型(  )
(4)石墨的二维结构内,每个碳原子的配位数为3(  )
(5)石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行(  )
(6)石墨晶体层与层之间距离较大,所以石墨的熔点不高(  )
1.石墨晶体中,层内C—C的键长为142 pm,而金刚石中C—C的键长为154 pm,回答下列问题。
(1)熔点:石墨________(填“>”“<”或“=”)金刚石。
(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C的键长的原因:_________________________。
2.石墨晶体中,每个C原子参与________个C—C和______个六元环的形成,而每个键被______个C原子共用,故每一个六元环平均占有____个C原子,C原子数与C—C数之比为______。
1.下列晶体最能体现过渡晶体结构与性质的是(  )
A.金刚石 B.CsCl C.Al2O3 D.KF
2.石墨晶体是层状结构(如图),以下有关石墨晶体的说法正确的一组是(  )
①石墨层与层间靠范德华力维系 ②石墨中的C为sp2杂化 ③石墨的熔点、沸点都比金刚石低 ④石墨和金刚石的硬度相同 ⑤石墨层内导电性和层间导电性不同
A.全对 B.①②③
C.①②⑤ D.②③④
3.下列有关石墨晶体的说法正确的是(  )
A.由于石墨晶体导电,所以它是金属晶体
B.由于石墨的熔点很高,所以它是共价晶体
C.由于石墨质软,所以它是分子晶体
D.石墨晶体是一种混合型晶体
二、晶体类型的比较
1.四种晶体的比较
晶体类型 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体
构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子
微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键
性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高
硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大
溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶,有些与水反应 不溶
机械加工性能 不良 不良 良好 不良
导电性 固态、液态均不导电,部分溶于水时导电 固态时不导电,熔融时导电,能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电
作用力大小规律 组成和结构相似的分子,相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定
2.晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过____________形成的晶体属于分子晶体;由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体;由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的________(如________、MgO等)、________[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的________是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、____________、____________(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④________单质(除汞外)与________均属于金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高,常在数百至几千摄氏度;共价晶体的熔点高,常在一千至几千摄氏度;分子晶体的熔点较低,常在数百摄氏度以下或很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有熔点相当低的。
(4)依据导电性判断
离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电;共价晶体一般为非导体,但晶体硅能导电;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电;金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或略硬而脆;共价晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
1.下列关于晶体的叙述正确的是(  )
A.共价晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
C.存在自由电子的晶体一定是金属晶体,存在阳离子的晶体一定是离子晶体
D.离子晶体中可能存在共价键,分子晶体中可能存在离子键
2.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(  )
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.CH4、H2O、NaCl、SiO2
D.Li、Na、K、Rb、Cs
3.四种物质的一些性质如下表:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质
单质硫 120.5 271.5 —
单质硼 2 300 2 550 硬度大
氯化铝 190 182.7 177.8 ℃升华
苛性钾 300 1 320 晶体不导电,熔融态导电
晶体类型:单质硫是______________晶体;单质硼是__________晶体;氯化铝是____________晶体;苛性钾是____________晶体。
比较不同晶体熔、沸点的基本思路
首先看物质的状态,一般情况下是固体>液体>气体;再看物质所属类型,一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意:不是绝对的,如氧化铝的熔点大于晶体硅),结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路:共价晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径;金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷数、金属阳离子半径。
                
1.下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是(  )
A.N2O3 B.P2O3 C.As2O3 D.Bi2O3
2.某化学兴趣小组,在学习分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下:
NaCl MgCl2 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 -68 782
沸点/℃ 1 413 1 412 57 1 600
根据这些数据分析,属于分子晶体的是(  )
A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.SiCl4
C.NaCl、CaCl2 D.全部
3.石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是(  )
A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp3杂化
C.石墨属于混合型晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨有类似金属晶体的导电性
D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
4.下列各组物质中,按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是________(填字母)。
A.KCl、NaCl、MgO
B.金刚石、SiC、SiO2、硅
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te
D.Na、K、Rb、Al
E.CO2、Na、KCl、SiO2
F.O2、I2、Hg、MgCl2
G.钠、钾、钠钾合金
H.CH4、H2O、HF、NH3
I.CH4、C2H6、C4H10、C3H8
J.CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4
第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较
一、
1.(1)分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
(3)小 Na2O、MgO Al2O3、SiO2 P2O5、SO3、Cl2O7
2.(2)①sp2 共价键 平面六元并环 ②范德华力 (3)共价键 范德华力 混合型晶体
正误判断
(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
深度思考
1.(1)>
(2)金刚石中只存在C—C间的σ键,而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键,还存在π键,电子层重叠程度大,所以C—C间的键长短
2.3 3 2 2 2∶3
应用体验
1.C [金刚石是典型的共价晶体;CsCl、KF是典型的离子晶体;Al2O3晶体中离子键成分的百分数只有41%,最能体现过渡晶体的结构与性质。]
2.C [③不正确,石墨的熔点比金刚石高;④不正确,石墨质软,金刚石的硬度大。]
3.D
二、
2.(1)分子间作用力 (2)①氧化物 Na2O 强碱 盐类
②非金属氢化物 非金属氧化物 ④金属 合金
应用体验
1.A [共价晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高,A正确;分子晶体中,分子间作用力越大,熔、沸点越高,分子间作用力影响物质的熔、沸点,共价键影响物质的热稳定性,B错误;存在自由电子的晶体不一定是金属晶体,如石墨中也含有自由电子,它是一种混合型晶体,存在阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中存在阳离子和自由电子,C错误;离子晶体中可能存在共价键,如NaOH属于离子晶体,其中含有H—O共价键,分子晶体中一定不存在离子键,全部是共价键,D错误。]
2.C [C项中SiO2是共价晶体,NaCl是离子晶体,CH4、H2O都是分子晶体,且常温下水为液态,CH4是气态。]
3.分子 共价 分子 离子
解析 单质硫为非金属单质,其熔、沸点都较低,为分子晶体;单质硼为非金属单质,其熔、沸点都很高,为共价晶体;氯化铝为化合物,其熔、沸点都较低,并能在较低温度下升华,为分子晶体;苛性钾为化合物,其熔点较高,沸点很高,晶体不导电,熔融态导电,为离子晶体。
随堂演练 知识落实
1.A 2.B
3.C [石墨晶体中,层与层之间的作用力为分子间作用力,从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力,故A错误;石墨中的碳原子采取sp2杂化,故B错误;石墨属于混合型晶体,层与层之间存在分子间作用力,层内碳原子间存在共价键,石墨有类似金属晶体的导电性,故C正确;每个C原子为3个环共有,则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为6×=2,故D错误。]
4.AE [A中离子半径:K+>Na+>Mg2+,O2-<Cl-,离子所带电荷数:K+=Na+<Mg2+,O2->Cl-,离子所带电荷数越少,离子半径越大,熔、沸点越低,正确;B中键长:C—C<Si—O<Si—C<Si—Si,键长越长,熔、沸点越低,错误;C中相对分子质量逐渐增大,熔、沸点应该逐渐升高,但水分子间形成氢键,导致其熔、沸点较高,错误;D中原子半径:Al<Na<K<Rb,半径越大,熔、沸点越低,错误;E中常温下,CO2为气体,Na为金属晶体,KCl为离子晶体,SiO2为共价晶体,正确;F中常温下,O2为气态,I2为固态,Hg为液态,MgCl2为离子晶体,错误;G中合金的熔、沸点低于任何一种组分金属,错误;H中H2O、HF、NH3分子间分别会形成氢键,它们的沸点均高于CH4的沸点,常温下H2O为液态,沸点最高,错误;I中的几种物质互为同系物,它们都是分子晶体,其熔、沸点随着碳原子数增多(即相对分子质量增大)而逐渐升高,错误;J中的几种物质互为同分异构体,支链越多,分子对称性越好,范德华力越弱,熔、沸点越低,错误。]