2019-2020年高中化學(xué) 1.1《離子晶體、分子晶體與原子晶體》學(xué)案 舊人教版選修.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.1《離子晶體、分子晶體與原子晶體》學(xué)案 舊人教版選修 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的初步知識(shí) 2．初步認(rèn)識(shí)分子間作用力、氫鍵 3．培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和進(jìn)一步認(rèn)識(shí)“物質(zhì)的性質(zhì)決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)”的客觀規(guī)律 二、教學(xué)重、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型；晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系 難點(diǎn)：離子晶體、分子晶體和原子晶體的熔、沸點(diǎn)的比較；導(dǎo)電性的比較；氫鍵 三、教學(xué)方法： 以學(xué)生自學(xué)為主，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生一起討論，教師展示模型進(jìn)行精講，并以練習(xí)進(jìn)行鞏固和提高。 四、教學(xué)設(shè)計(jì)： [自學(xué)]請同學(xué)看教材彩圖和P1頁的圖，閱讀緒論部分。 一、晶體的概念 1. 晶體：微觀粒子在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)的排列成而成具有規(guī)則的幾何外形的固體。 2. 晶胞：晶體中切割出一個(gè)能代表晶格一切特征的最小單元,稱為晶胞。[即晶體可重復(fù)的最小單元] [練習(xí)1]下列物質(zhì)哪些屬于晶體（ ），并指出構(gòu)成晶體的微粒。 A、二氧化碳?xì)怏w B、玻璃 C、液態(tài)汞 D、干冰 E、冰 F、固態(tài)氖 G、萘 H、氫氧化鈉固體 I、金剛石 J、固態(tài)鐵 [自學(xué)]請閱讀教材P2—3頁離子晶體部分，并完成下列知識(shí)的整理。 3、離子晶體： 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點(diǎn) 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體 陰陽離子 離子鍵 較大 較高 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)導(dǎo)電 大多數(shù)金屬氧化物、大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿 [練習(xí)2]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖，圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。 (1) 請將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn)，以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖？ (2) 確定晶體的晶胞，分析其構(gòu)成？ (3)從晶胞中分Na+周圍與它最近時(shí)且距離相等的Na+共有多少個(gè)? [答案] (1)含8個(gè)小立方體的NaCl晶體示意圖為一個(gè)晶胞 (2)在晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)比為1:1. (3)12個(gè) [講解時(shí)展示模型] [練習(xí)3]對于離子晶體，下列說法正確的是（ A ） A.固態(tài)離子化合物一定是離子晶體 B.離子晶體中一定含有離子鍵，不可能有非極性共價(jià)鍵 C.離子晶體的固態(tài).液態(tài)和其水溶液都能導(dǎo)電 D.碳酸鈣的分子式為：CaCO3 [練習(xí)4]教材P2頁上說“NaCl的熔點(diǎn)為8010C，沸點(diǎn)為14130C；CsCl的熔點(diǎn)為6450C，沸點(diǎn)為12900C?！薄Ｕ埬阍囍鴱碾x子鍵的角度分析其原因。 因?yàn)殁c離子的半徑比銫離子半徑小，故氯化鈉的離子鍵鍵能大于氯化銫，所以其熔沸點(diǎn)高一些。 [總結(jié)]：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，其離子鍵的鍵能越大，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高。 [練習(xí)5]下列物質(zhì)中，熔點(diǎn)最高的是（ D ），熔點(diǎn)最低的是（ C ） A、Na2O B、MgCl2 C、K2S D、Al2O3 [自學(xué)] 請閱讀教材P3—5頁分子晶體部分，并完成下列知識(shí)的整理。 4、分子晶體 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點(diǎn) 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 分子間通過分子間作用力相結(jié)合而成的晶體 分子 范德瓦耳斯力、氫鍵 小 低 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)不導(dǎo)電 大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiO2外）、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物（除有機(jī)鹽外） a、范德瓦耳斯力： ①定義：把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力，又稱范德瓦耳斯力。 ②大?。悍肿娱g作用力很弱，對組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)而言，分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵的鍵能。 ③對化合物性質(zhì)的影響：分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。 b、氫鍵： ①定義：化合物分子中凡是和電負(fù)性較大的原子相連的氫原子都有可能再和同一分子或另一分子內(nèi)的另一電負(fù)性較大的原子相連接，這樣形成的鍵，叫氫鍵。 —OH —NO2 ②表示方法：氫鍵通?？捎猛ㄊ絏-H…Y表示。X和Y代表F，O，N等電負(fù)性大、原子半徑較小，且含孤對電子的原子。 ③類型：分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。如：F—H….F， ④大?。簹滏I的鍵能在10-40KJ/mol，比范德瓦耳斯力稍大，比化學(xué)鍵鍵能小得多。原子的氧化性越強(qiáng)，其形成的氫鍵鍵能就越大。 ⑤對化合物性質(zhì)的影響：使化合物熔、沸點(diǎn)升高；使固體的體積和形狀的變化；改變物質(zhì)的溶解度等。 [練習(xí)6]下列說法中，正確的是（ C ） A.分子晶體中一定存在共價(jià)鍵，也可能存在離子鍵 B.構(gòu)成分子晶體的微粒一定是分子，不可能是離子或原子 C.碘的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，其原因是碘晶體中分子間作用力較弱 D.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致 E.冰.水和水蒸氣中都存在氫鍵 F.SiH4的沸點(diǎn)比CH4高，其主要原因?yàn)镾iH4分子間會(huì)產(chǎn)生氫鍵，CH4則不會(huì) [練習(xí)7]下列情況中，不存在氫鍵的是（ D ） A.純H2O中的H2O分子之間 B.液態(tài)HF中的HF分子之間 C.NH3H2O分子中的NH3與H2O之間 A： B： D.可燃冰CH4nH2O中的CH4與H2O之間 [練習(xí)8] 現(xiàn)有A、B兩有機(jī)物，結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示， 、 A可通過分子內(nèi)氫健形成了一個(gè)六元環(huán)， 而B只能通過分子間氫健締合 。 ⑴若用“ ”表示硝基、用“．．．”表示氫鍵，畫出A分子形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)的結(jié)構(gòu)__ _ _。 ⑵A、B分別溶于水， 的溶解度稍大些。（填A(yù)或B） ⑶工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法分離A、B的混合物，則首先被蒸出的成分是__ ___。（填A(yù)或B） [練習(xí)9]下圖為二氧化碳晶體的一個(gè)晶胞[黑點(diǎn)表示二氧化碳分子]，請認(rèn)真分析回答下列問題。 1、處于晶胞中頂點(diǎn)的二氧化碳分子屬于 8 個(gè)晶胞。 2、處于晶胞中面心的二氧化碳分子屬于 2 個(gè)晶胞。 3、一個(gè)二氧化碳晶胞中實(shí)際上有 4 個(gè)二氧化碳分子。 4、每個(gè)CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為 12 個(gè)。 c、相似相溶原理：即相近相溶原理。 [自學(xué)] 請閱讀教材P5—7頁原子晶體部分，并完成下列知識(shí)的整理。 定義 構(gòu)成粒子 微粒之間的作用力 硬度 熔、沸點(diǎn) 導(dǎo)電性 物質(zhì)類型 相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 原子 共價(jià)鍵 大 高 固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)不導(dǎo)電 金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅、碳化硅、晶體硼等 [練習(xí)10]右圖是二氧化硅和金剛石晶體的部分結(jié)構(gòu)圖，請回答下列問題。 1、二氧化硅晶體中黑色原子代表 O 原子。 2、構(gòu)成二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的最小環(huán)是由 12 個(gè)原子構(gòu)成的，其中有 6 個(gè)氧原子。1 mol SiO2中有 4 mol硅氧鍵。 3、構(gòu)成金剛石晶體結(jié)構(gòu)的最小環(huán)是由 6 個(gè)原子構(gòu)成的。 4、晶體硅也是原子晶體，其結(jié)構(gòu)類似金剛石，請分析晶體硅和金剛石哪個(gè)的熔點(diǎn)高？[金剛石] [自我檢測題] 一、選擇題 1．下列晶體中屬于原子晶體的是（ ） A. 氖 B．食鹽 C．干冰 D．金剛石 2．下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是（ ） A．固態(tài)氫 B．固態(tài)氖 C．磷 D．三氧化硫 3．下列敘述中正確的是（ ） A．離子晶體中肯定不含非極性共價(jià)鍵 B．原子晶體的熔點(diǎn)肯定高于其他晶體 C．由分子組成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一定較低 D．原子晶體中除去極性共價(jià)鍵外不可能存在其他類型的化學(xué)鍵 4．下列各組物質(zhì)中，形成的晶體完全是分子晶體的是（ ） A．CO2、Ar、SiO2 B．H2O、CO2、I2 C．PH4I、H2O2、CCl4 D．SO3、SiC、Al2Cl6 5．下列各組物質(zhì)氣化或熔化時(shí)，所克服的微粒間作用力完全相同的是（ ） A．碘的升華和干冰氣化 B．二氧化硅和干冰熔化 C．苯和硝酸鉀熔化 D．食鹽和冰熔化 6．下列各晶體中，含有的化學(xué)健類型相同且晶體類型也相同的一組是（ ） A．SiO2和SO2 B．SiO2和NaCl C．NaCl和HCl D．CCl4和CH4 7．碳化硅這種結(jié)構(gòu)類似于金剛石的晶體，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是（ ） A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 8．下列各組物質(zhì)中，熔點(diǎn)由高到低的是（ ） A．HI、HBr、HCl、HF B．石英、食鹽、干冰、鉀 C．CI4、CBr4、CCl4、CF4 D．Li、Na、K、Rb 9．下列過程中，共價(jià)鍵被破壞的是（ ） A．碘升華 B．溴蒸氣被木炭吸附 C．酒精溶于水 D．HCl氣體溶于水 10．在金剛石的晶體中，含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個(gè)碳原子上任意兩個(gè)C--C鍵間的夾角是（ ） A．6個(gè)120 B．5個(gè)108 C．4個(gè)10928′ D．6個(gè)10928′ 11．共價(jià)鍵、離子鍵、分子間作用力都是微粒間的作用力，下列物質(zhì)中含有以上兩種作用力的晶體是（ ） A．SiO2 B．CCl4 C．NaCl D．NaOH 二、填空題 12．現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖》三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是__________，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是_______，丙晶胞中有_______個(gè)c離子，有____________個(gè)d離子。 13．參考下表中數(shù)據(jù)，回答有關(guān)問題 物質(zhì) NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔點(diǎn)／℃ 995 801 755 651 —90. 2 —70. 4 5．2 120．5 物質(zhì) NaCl KCl RbCl CsCl SiCl4 GeCl4 SnCL4 PbCl4 熔點(diǎn)／℃ 801 776 715 646 —70．4 —49．5 —36．2 —15．0 (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點(diǎn)與__________有關(guān)，隨_________增大，_______減小，故熔點(diǎn)依次降低； (2)硅的鹵化物及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點(diǎn)與____________有關(guān)，隨著________增大，則_______增大，故熔點(diǎn)依次升高； (3)鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)硅的鹵化物熔點(diǎn)高的多,這與__________有關(guān)，因?yàn)開__________，故前者熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。 14．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)回答： 金剛石 晶體硅 晶體硼 熔點(diǎn)(K) 沸點(diǎn)(K) 硬度(moh) >3823 5100 10 1683 2628 7．0 2573 2823 9．5 (1)晶體硼的晶體類型屬于_________晶體。 (2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由B原子構(gòu)成的正二十面體，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)B原子。通過觀察圖形及推算，可知此結(jié)構(gòu)單元是由___________個(gè)B原子構(gòu)成，其中B—B鍵間的夾角是_______________。 答案： 1．D 根據(jù)原子晶體的組成特點(diǎn)及常見的性質(zhì)判斷 2．B H2是雙原子分子，氖(Ne)是單原子分子是分子晶體，P包括白磷(P4)、紅磷，其不是單原子分子，SO3是多原子分子。 3．C A選項(xiàng)離子晶體中有時(shí)也含非極性共價(jià)鍵，例Na2O2 B選項(xiàng)SiO2的熔點(diǎn)為1723℃，而鎢(W)熔點(diǎn)3410℃ C選項(xiàng)分子晶體一般熔點(diǎn)較低 D選項(xiàng)金剛石晶體C—C間為非極性共價(jià)鍵 4．B SiO2是原子晶體；PH4I與NH4Cl一樣是離子化合物;SiC是原子晶體 5．A 碘和干冰都是分子晶體，克服分子間作用力；B選項(xiàng)二氧化碳克服共價(jià)鍵；C選項(xiàng)硝酸鉀克服的是離子鍵，苯克服分子間作用力；C選項(xiàng)食鹽克服離子鍵 6．D．SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4都是共價(jià)鍵，NaCl形成的是離子鍵；SiO2形成原子晶體，NaCL形成離子晶體，SO2、HCl、CCl4、CH4形成的都是分子晶體 7．A 熔點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵強(qiáng)弱，共價(jià)鍵強(qiáng)弱又與各原子的原子半徑有關(guān)，C的原子半徑小于Si的原子半徑 8．CD 組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，熔沸點(diǎn)依次升高 A選項(xiàng)HF可形成氫鍵，出現(xiàn)反常；B選項(xiàng)鉀的熔點(diǎn)高于干冰；D選項(xiàng)堿金屬隨著相對分子質(zhì)量增加，熔點(diǎn)依次降低 9．D HCl是共價(jià)化合物，溶于水在水分子作用下電離生成H＋或Cl－，共價(jià)鍵被破壞 10．D 根據(jù)金剛石的棱型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知最小環(huán)上碳原子數(shù)為6個(gè)，任意兩個(gè)C—C鍵間夾角為10928′ 11．BD A選項(xiàng)SiO2只有共價(jià)鍵；B選項(xiàng)CCl4既有共價(jià)鍵，又有分子間作用力；C選項(xiàng)只有離子鍵；D選項(xiàng)NaOH既有共價(jià)鍵，又有離子鍵 12．x:y＝4:3 a：b＝1：1 4個(gè)c 4個(gè)d 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨(dú)占有，位于立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為四個(gè)立方體共有，位于立方體面的微粒為兩個(gè)立方體共有，所以x:y＝l：61／8＝4：3；a:b=1:81／8＝1：1；丙晶胞中c離子為121／4+1＝4(個(gè))；d離子為81／8+61／2＝4(個(gè)) 13．(1)離子半徑；離子半徑；靜電作用 (2)相對分子質(zhì)量；相對分子質(zhì)量；范德華力 (3)晶體類型；因鈉的鹵化物為離子晶體，其熔點(diǎn)取決于離子鍵的強(qiáng)弱，硅的鹵化物為分子晶體，其熔點(diǎn)取決于分子 間作用力，而離子鍵比分子間作用力強(qiáng)得多。 14．(1)原子 (2)12；60 根據(jù)B的熔沸點(diǎn)、硬度可知應(yīng)為原子晶體又根據(jù)圖示可看出，每個(gè)面平均擁有的B原子數(shù)1／53＝0．6，則20個(gè)面共有B原子數(shù)為0．620＝12，B—B鍵夾角為60