备考2024届高考化学一轮复习强化训练第五章物质结构与性质元素周期律第6讲晶体结构与性质晶体熔沸点的判断
展开1.先明确晶体的类型
不同类型晶体熔、沸点大小的一般规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体。
2.对同一类型晶体进行分析
(1)共价晶体
原子半径(越小)→键长(越短)→键能(越大)→熔、沸点(越高)。如熔、沸点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
(2)离子晶体
离子半径(越小)与离子所带电荷数(越多)→离子键(越强)→熔、沸点(越高)。
①阴、阳离子电荷数相等,看阴、阳离子半径:同为离子晶体,Rn-(或Mn+)半径小于Xn-(或Nn+),故×××离子键强,熔、沸点高。②阴离子(或阳离子)电荷数不相等,阴离子(或阳离子)半径不相同:同为离子晶体,Rn-(或Mn+)半径小于Xm-(或Nm+),Rn-(或Mn+)电荷数大于Xm-(或Nm+),故×××晶体离子键强,熔、沸点高。
(3)分子晶体
①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点高得反常。②组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。③在同分异构体中,一般支链越多,沸点越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷。
答题模板:①同为分子晶体,×××存在氢键,而×××仅存在较弱的范德华力。②同为分子晶体,×××的相对分子质量大,范德华力强,熔、沸点高。③同为分子晶体,两者的相对分子质量相同(或相近),×××的极性大,熔、沸点高。④同为分子晶体,×××形成分子间氢键,而×××形成的是分子内氢键,分子间氢键会使熔、沸点升高。
(4)金属晶体
金属离子半径(越小)与所带电荷数(越多)→金属键(越强)→熔、沸点(越高)。
1.[不同类型晶体熔、沸点比较](1)SiO2的熔点比CO2高,原因是 SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体 。
(2)SiC的熔点比NaCl的高,原因是 SiC是共价晶体,而NaCl是离子晶体 。
(3)[2022浙江]四种晶体的熔点数据如下表:
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是 CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量较多,所以熔点相差较大 。
2.[共价晶体熔、沸点比较]晶体硅、金刚石、碳化硅的熔、沸点由高到低的顺序是 金刚石>碳化硅>晶体硅 ,原因是 金刚石、碳化硅、晶体硅同为共价晶体,键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键,则键能:C—C键>C—Si键>Si—Si键,熔、沸点:金刚石>碳化硅>晶体硅 。
3.[离子晶体熔、沸点比较](1)MgO、NaCl、CsCl的熔、沸点由高到低的顺序是 MgO>NaCl>CsC l,原因是 MgO、NaCl和CsCl同为离子晶体,MgO中,Mg2+所带电荷比Na+和Cs+多,Mg2+的半径比Na+和Cs+的小,故MgO中离子键最强,熔、沸点最高,NaCl和CsCl中,离子所带电荷数相同,离子半径Na+小于Cs+,熔、沸点:NaCl>CsCl 。
(2)CuSO4的熔点为560 ℃,Cu(NO3)2的熔点为115 ℃,CuSO4熔点更高的原因是 CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-多,故CuSO4离子键较大,熔点较高 。
(3)C及与其同周期同族的两种元素的二价氧化物的晶体类型相同,其熔点由高到低的顺序为 NiO>CO>FeO (用化学式表示)。
解析 (3)NiO、CO、FeO都是离子晶体,离子所带电荷数相同,离子半径Ni2+<C2+<Fe2+,故熔点NiO>CO>FeO。
4.[分子晶体熔、沸点比较](1)[2021广东]H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为 H2O>H2S>CH4 。
(2)熔、沸点:CO>N2,原因是 同为分子晶体,两者相对分子质量相同,CO的极性大,熔、沸点高 。
(3)的沸点比高,原因是 形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键会使沸点升高 。
解析 (1)H2O、H2S、CH4均为分子晶体,H2O分子间可形成氢键,则沸点最高,H2S的相对分子质量大于CH4,因此H2S的沸点高于CH4的沸点,则H2O、H2S、CH4的沸点由高到低的顺序为H2O>H2S>CH4。物质
CF4
SiF4
BF3
AlF3
熔点/℃
-183
-90
-127
>1 000
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