浙江专用高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性第三单元微粒之间的相互作用力与物质的多样性学案

第三单元　微粒之间的相互作用力与物质的多样性

[考点分布]

考点一　离子键和共价键[学生用书P75]

1．化学键

(1)概念：直接相邻原子或离子间的强烈的相互作用。

(2)形成与分类

2．离子键

(1)概念：使带有相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用。

(2)成键粒子：阴、阳离子。

(3)成键实质：静电作用。

(4)形成条件：通常是活泼金属与活泼非金属元素的原子相结合。

(5)表示方法

①用电子式表示离子化合物的形成过程

Na2S：；

CaCl2：。

②常见离子化合物的电子式

3．共价键

(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。

(2)成键粒子：原子。

(3)成键实质：共用电子对。

(4)形成条件：通常是非金属元素的原子相结合。

(5)影响因素：键能越大，键长越短越稳定。

(6)表示方法

①用电子式表示共价化合物的形成过程

②常见共价分子的电子式

③写出下列物质的结构式

N2：N≡N；

H2O：H—O—H；

CO2：O===C===O。

题组一常用化学用语的书写与判断

1．(2018·浙江4月选考，T8)下列表示正确的是(　　)

解析：选C。A.硫原子不带电，质子数＝核外电子数，其原子结构示意图：，错误；B.乙炔的结构简式：CH≡CH，错误；C.乙烯的球棍模型：，正确；D.NaCl属于离子化合物，电子式：，错误。

2．(2018·浙江11月选考，T7)下列表示不正确的是(　　)

解析：选B。B项中表示的模型是乙烷的球棍模型不是比例模型，比例模型需要表示出原子体积的相对大小，则乙烷的比例模型如图：。

3．(2017·浙江4月选考，T7)下列表示不正确的是(　　)

A．CO2的电子式：

B．Cl2的结构式：Cl—Cl

C．CH4的球棍模型：　

D．Cl－的结构示意图：　

答案：C

4．(2016·浙江10月选考，T7)下列表示正确的是(　　)

A．氯化钠的电子式：Na

B．二氧化碳的结构式：O—C—O

C．S2－的结构示意图：

D．葡萄糖的分子式：C6H12O6

解析：选D。A项，氯化钠的电子式为Na＋[ ]－，错误；B项，二氧化碳的结构式为O===C===O，错误；C项，S2－的结构示意图为错误；D项，葡萄糖的分子式为C6H12O6，正确。

电子式书写的注意事项

(1)同一原子的电子式最好不要既用“×”又用“·”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。

(2)单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如Al3＋就可以表示铝离子的电子式。“[　]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。

(3)在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。例如：CaF2要写成，不能写成，也不能写成

(4)在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现 “===”。“―→”前是原子的电子式，“―→”后是物质的电子式。例如：Na2O的形成过程可表示为，NH3的形成过程可表示为

题组二8电子结构的判断

5．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是(　　)

A．CH4　　　　　　　 B．CH2===CH2

C．CO2  D．N2

解析：选C。CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构，A、B项错；N2中只含有非极性键且为单质，D项错。

判断分子中各原子是否达到8电子

稳定结构的主要方法

(1)经验规律法

凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。

(2)试写结构法

判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如①H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有6＋2＝8个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；②N2，N原子最外层5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。

考点二　化学键与化学反应[学生用书P77]

1．化学键与化学反应

旧化学键的断裂和新化学键的形成是化学反应的本质，是反应中能量变化的根本。

2．物质的溶解或熔化与化学键变化

(1)离子化合物的溶解或熔化过程

离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。

(2)共价化合物的溶解过程

①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。

②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。

③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。

(3)单质的溶解过程

某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。

3．化学键对物质性质的影响

(1)对物理性质的影响

金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。

NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。

(2)对化学性质的影响

N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。

4．化学键的存在

5．离子化合物和共价化合物的判断

(1)根据化学键的类型来判断

凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。

(2)根据化合物的类型来判断

大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。

(3)根据化合物的性质来判断

一般熔、沸点较低的化合物是共价化合物。熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。

题组化学键与物质类别的判断

1．(2020·浙江1月选考，T1)有共价键的离子化合物是(　　)

A．Na2O2　 B．H2SO4　　

C．CH2Cl2　 D．SiC

答案：A

2．(2020·嘉兴第一中学期中)下列有关物质结构中的说法正确的是(　　)

A．78 g Na2O2晶体中所含阴、阳离子个数共为4NA

B．1.8 g NH中含有的电子数为NA

C．3.4 g氨气中含有0.8NA个N—H键

D．离子化合物中一定不含有共价键

解析：选B。 A项，1 mol Na2O2中含有2 mol Na＋和1 mol O，离子个数共为3NA，A错误；B项，1.8 g NH的物质的量为0.1 mol，1 mol的NH含有的电子数为10NA，故1.8 g NH中含有的电子数为NA，B正确；C项，3.4 g氨气的物质的量为0.2 mol，1 mol NH3所含的N—H键为3 mol，故0.2 mol NH3所含的N—H键为0.6NA个，C错误；D项，离子化合物中可能存在共价键，如NaOH中的O—H键就是共价键，D错误。

3．(2018·浙江11月选考，T19)下列说法正确的是(　　)

A．CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成

B．H2O的热稳定性比H2S的强，是由于H2O的分子间作用力较大

C．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物

D．葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体

解析：选A。A项，CaO与水发生反应的化学方程式是CaO＋H2O===Ca(OH)2，CaO中的O与H2O中的H形成共价键，H2O中有共价键的断裂，A正确；B项，H2O的热稳定性比H2S的强，是由于O的非金属性强于S，B不正确；C项，KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，不能说明它们都属于离子化合物，HCl是共价化合物，C不正确；D项，足球烯(C60)不是共价化合物，是碳元素的单质，D不正确。

4．(2018·浙江4月选考，T19)下列说法正确的是(　　)

A．CaCl2中既有离子键又有共价键，所以CaCl2属于离子化合物

B．H2O汽化成水蒸气、分解为H2和O2，都需要破坏共价键

C．C4H10的两种同分异构体因为分子间作用力大小不同，因而沸点不同

D．水晶和干冰都是共价化合物，均属于原子晶体

解析：选C。A项中，CaCl2属于离子化合物，但只有离子键没有共价键，不正确；B项中，H2O汽化成水蒸气没有破坏共价键，H2O分解为H2和O2才需要破坏共价键，不正确；C项中，C4H10的两种同分异构体因为分子间作用力大小不同，正丁烷的沸点高于异丁烷，正确；D项中，水晶和干冰都是共价化合物，但干冰属于分子晶体，不正确。

5．下列有关化学键的叙述，正确的是(　　)

A．离子化合物中一定含有离子键

B．单质分子中均不存在化学键

C．含有极性键的分子一定是极性分子

D．含有共价键的化合物一定是共价化合物

解析：选A。离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子，故C项错误。

6．现有以下9种物质：①Ne；②HCl；③P4；④H2O2；⑤Na2S；⑥NaOH；⑦Na2O2；⑧NH4Cl；⑨AlCl3。

请用上述物质的序号填空：

(1)不存在化学键的是_______________________________________。

(2)只存在极性共价键的是__________________________________________。

(3)只存在非极性共价键的是________________________________。

(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是______________________。

(5)只存在离子键的是_____________________________________________。　　　　

(6)既存在离子键又存在共价键的是__________________________。

答案：(1)①　(2)②⑨　(3)③　(4)④　(5)⑤

(6)⑥⑦⑧

化学键与物质类别的关系

除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。化学键与物质类别之间的关系可概括如下：

(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。

(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。

(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。

(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。

(5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。

(6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。

(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。

考点三　分子间作用力与氢键[学生用书P78]

1．分子间作用力

(1)定义：把分子聚集在一起的作用力。

(2)特点

①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

②分子间作用力存在于由共价键形成的共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。

(3)变化规律

一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如：熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。

2．氢键

(1)定义：分子间存在的一种特殊的分子间作用力。

(2)形成条件

除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N。

(3)存在

氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。

(4)主要表现

使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。

题组一对分子间作用力和化学键的综合考查

1．(2019·浙江4月选考，T18)下列说法不正确的是(　　)

A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同

B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏

C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

解析：选C。纯碱和烧碱均属于离子晶体，它们熔化时均需克服离子键，A项正确；加热蒸发氯化钾水溶液的过程中，水挥发，有分子间作用力的破坏，B项正确；干冰升华，只破坏分子间作用力，但CO2溶于水的过程中生成了H2CO3，所以有化学键的断裂和形成，C项错误；石墨晶体中，层与层之间有分子间作用力，层内部以共价键结合，所以在石墨转化为金刚石的过程中既有共价键的断裂和形成，又有分子间作用力的破坏，D项正确。

2．(2016·浙江10月选考，T20)下列说法不正确的是(　　)

A．Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小

B．石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，加热熔化时需破坏共价键

C．氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性

D．水电解生成氢气和氧气，有化学键的断裂和形成

答案：A

3．(2017·浙江4月选考，T20)下列说法正确的是(　　)

A．干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同

B．化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键

C．CH4和CCl4中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构

D．NaHSO4晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响

答案：B

题组二对氢键的考查

4.如图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是(　　)

A．H2S　　　　　　　 B．HCl

C．PH3  D．SiH4

解析：选D。在第ⅣA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA 族元素的氢化物，则a点为SiH4。

5．下列现象与氢键有关的是(　　)

①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高

②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶

③冰的密度比液态水的密度小

④水分子高温下很稳定

A．①②③④  B．①②③

C．①②  D．①③

解析：选B。水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。

6．[2019·浙江4月选考，T30(2)①]根据H2O的成键特点，画出与下图中H2O分子直接相连的所有氢键(OH…O)。

答案：

考点四　同素异形体与同素异形现象　同分异构体与同分异构现象

[学生用书P79]

1．有机物分子中碳原子呈四价，碳原子既可以与其他原子形成共价键，又可以相互成键。碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键等，有机物可以形成链状分子，也可以形成环状分子，且有机物存在同分异构现象——碳链异构、位置异构、官能团异构，构成有机化合物的多样性。

2．同素异形体与同素异形现象

(1)同素异形现象：同一种元素能够形成几种不同单质的现象。

(2)同素异形体：同一种元素形成的不同单质的互称。

(3)常见的同素异形体

①碳的同素异形体：金刚石、石墨、富勒烯(包括C60、C70和碳纳米管)。

②氧的同素异形体：O2、O3。

　由于同素异形体是单质，单质的化合价是零，所以，同素异形体的转化是非氧化还原反应。所以说，有单质参加和生成的反应不一定是氧化还原反应。

3．同分异构体与同分异构现象

(1)同分异构体：具有相同的分子式，不同结构的化合物之间的互称。

(2)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。

(3)常见烷烃的同分异构体

①丁烷的同分异构体为CH3CH2CH2CH3、

②戊烷的同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH3、

题组一有机物的多样性

1．据报道，90年代前6年人类发现和创造的化合物为1 000万种，这正巧相当于1990年前人类在1 000多年来已知物质的总和。此外，关于物质的信息量也剧增。请你推断，新发现和新创造的物质主要是(　　)

A．盐类                         B．无机物

C．碳氢化合物                   D．有机物

答案：D

2．下列说法错误的是(　　)

①化学性质相似的有机物是同系物

②在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物

③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物

④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似

A．①②③④  B．只有②③

C．只有③④  D．只有①②③

解析：选A。有机化合物含有相同的官能团，化学性质相似，但它们不一定互为同系物；判断同系物时不能仅根据其分子组成，还要根据其官能团的种类和个数；烃中碳、氢元素的质量分数相同，即具有相同的最简式，但它们不一定属于同系物，如C2H4和；互为同分异构体的物质若为同类物质，化学性质相似，若为官能团类别异构，化学性质不同。

题组二同素异形体与同素异形现象　同分异构体与同分异构现象

3．(2021·台州模拟)下列说法正确的是(　　)

A．H2O和D2O互为同素异形体

B．35Cl和37Cl互为同位素

C．C3H6和C4H8互为同系物

D．有机物的同分异构体一定是有机物

解析：选B。H2O和D2O是同种物质，A项错误；35Cl、37Cl两种原子的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项正确；C3H6可能是丙烯或环丙烷，C4H8可能是丁烯或环丁烷，它们不一定互为同系物，C项错误；尿素CO(NH2)2与NH4CNO互为同分异构体，尿素为有机物，NH4CNO为无机物，D项错误。

4. (2021·浙江1月选考，T7 )下列说法正确的是 (     )

A.14N2和15N2互为同位素

B.间二甲苯和苯互为同系物

C.Fe2C和Fe3C互为同素异形体

D.乙醚和乙醇互为同分异构体

答案：B

5．(2020·桐乡第一中学期中)下列各组物质：

①O、O、O　②石墨和C60　③水和冰

④正戊烷和异戊烷　⑤35Cl2 、37Cl2

(1)属于同分异构体的是____________(填序号，下同)。

(2)属于同素异形体的是____________。

(3)属于同位素的是____________。

答案：(1)④　(2)②　(3)①

(1)在放电或紫外线照射时O2能转化为O3，化学方程式为3O22O3。

(2)O3在通常状况下是淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强，可作为漂白剂和消毒剂。

(3)引起臭氧层破坏的物质有氟利昂和NOx等。

考点五　离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体[学生用书P80]

自然界中的固体物质可分为晶体和非晶体两大类。晶体具有规则的几何外形。在晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈规则的重复排列。晶体规则的几何外形是其内部微粒规则排列的结果。构成晶体的微粒可以是离子、分子、原子。

1．离子晶体

在离子晶体中构成晶体的基本微粒是阴、阳离子，不存在单个的分子，因此离子晶体只能以化学式表示，而无分子式，在化学式中也只能表示阴、阳离子的个数比。

2．分子晶体

分子晶体的特点是在晶体中有真正的分子存在。分子与分子之间依靠分子间作用力结合在一起，在分子内部则是原子之间通过共价键结合在一起。

3．原子晶体

在原子晶体中，构成晶体的基本微粒为原子，原子间以共价键结合。

4．金属晶体

金属晶体有金属光泽，能导电、传热，具有延展性等。

　(1)在离子晶体、原子晶体、金属晶体中不存在单个分子，无分子式，只有化学式。

(2)离子晶体一定有离子键，可能有共价键，如Na2O2、NaOH等。

(3)分子晶体一定有分子间作用力，一定无离子键，有些可能在分子内存在共价键，如干冰。

(4)原子晶体一定有共价键，一定没有离子键。

5．NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力

(1)氯化钠晶体中，1个 Na＋周围和6个Cl－形成离子键，同时1个Cl－周围和6个Na＋形成离子键，就这样在空间不断地延伸下去。Na＋与Cl－间以离子键相结合。

(2)金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构。

(3)足球烯(C60)是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，分子间存在分子间作用力。

(4)干冰晶体中含有CO2分子，CO2分子间存在分子间作用力，CO2分子内存在共价键。

(5)石英晶体中，每个硅原子和相邻的4个氧原子结合，每个氧原子和相邻的2个硅原子结合，向空间伸展形成空间网状结构的原子晶体。

题组有关晶体类型的考查

1．下列说法正确的是(　　)

A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H＋和Cl－

B．NaOH是离子化合物，该物质中只含有离子键

C．HI气体受热分解的过程中，只需克服分子间作用力

D．石英和干冰均为原子晶体

解析：选A。A项，HCl属于共价化合物，在它的分子里并不存在H＋和Cl－，HCl溶于水能电离出H＋和Cl－，A正确。B项，NaOH中Na＋与OH－之间是离子键，但O与H之间存在共价键，所以NaOH既含有离子键，又含有共价键，B错误。C项，HI气体受热分解的过程中，发生化学键的断裂，克服的是共价键，C错误。D项，石英为原子晶体，干冰为分子晶体，D错误。

2．如图分别代表NaCl、金刚石、干冰、石墨结构的一部分，下列说法正确的是(　　)

A．NaCl晶体只有在熔融状态下离子键被完全破坏，才能形成自由移动的离子

B．金刚石中存在的化学键只有共价键，不能导电

C．干冰中的化学键只需吸收很少的热量就可以被破坏，所以干冰易升华

D．石墨中碳原子的最外层电子都参与了共价键的形成，故熔点很高、硬度很大

解析：选B。NaCl在熔融状态下或水溶液中，离子键都能被完全破坏，发生电离，形成自由移动的离子，A项错误；金刚石是原子晶体，只有共价键，不导电，B项正确；干冰升华时破坏分子间作用力，与化学键无关，C项错误；石墨中每个碳原子只共用了三个电子，还有一个自由移动的电子，所以石墨可以导电，石墨熔点高，却是自然界中最软的物质之一，D项错误。

对于晶体类型不同的物质的熔、沸点，一般来讲：原子晶体>离子晶体>分子晶体，而金属晶体的熔点范围很广。