2020浙江高考化学二轮讲义：专题四第2讲　微粒之间的相互作用力与物质的多样性

第2讲　微粒之间的相互作用力与物质的多样性

[考试说明]

　离子键与共价键[学生用书P18]

1．离子键与共价键的比较

2.共价键的分类

3.用电子式表示物质的形成过程

(1)Na2S：

4．理解化学键与物质类别的关系

(1)当一个化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。

(2)当一个化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。

(3)只有当化合物中只存在共价键时，该化合物才是共价化合物。

(4)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。

(5)非金属单质只有共价键(稀有气体除外，因其不含化学键)。

题组一　化学键与物质类别

1．下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组是(　　)

A．NaOH、H2SO4、(NH4)2SO4

B．MgO、Na2SO4、NH4HCO3

C．Na2O2、KOH、Na2SO4

D．HCl、Al2O3、MgCl2

解析：选C。A中H2SO4内只有共价键；B中MgO内只有离子键；D中HCl内只有共价键，Al2O3、MgCl2内只有离子键。

2．(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

答案：C

题组二　化学键的断裂与形成

3．下列反应过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成的反应是(　　)

A．NH4ClNH3↑＋HCl↑

B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3

C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

解析：选D。A中无离子键的形成，也无非极性键的断裂和形成；B中无离子键的断裂，也无非极性键的断裂和形成；C中无非极性键的形成；D中Na2O2含有离子键、非极性键，CO2中含极性键，Na2CO3中含离子键、极性键，O2中含非极性键。

4．下列关于化合物的说法正确的是(　　)

A．只含有共价键的物质一定是共价化合物

B．由两种原子组成的纯净物一定是化合物

C．共价化合物熔化时破坏共价键

D．熔化状态下不导电的化合物一定是共价化合物

解析：选D。只含有共价键的物质也可能是单质，A错误；由两种原子组成的纯净物也可能是单质，如HD，B错误；大部分共价化合物熔化时不破坏共价键，如冰融化，C错误。

(1)理解3个概念

①化学键。②离子键。③共价键。

(2)牢记两种化合物的一般类别

①离子化合物：强碱，大多数盐，活泼金属氧化物。

②共价化合物：酸，弱碱，极少数盐，非金属氧化物和氢化物。

(3)记住3类特例

①含有共价键的离子化合物常见的有NaOH、Na2O2、NH4Cl等。②活泼金属元素与活泼非金属元素形成的共价化合物：AlCl3。③仅由非金属元素组成的离子化合物：NH4Cl、NH4NO3等。

(4)理解化学变化的本质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。

　分子间作用力与分子的性质[学生用书P18]

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、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。

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

答案：C

2.

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。

3．下列事实与氢键有关的是(　　)

A．水加热到很高的温度都难以分解

B．水结成冰体积膨胀

C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高

D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

解析：选B。水加热到很高的温度都难以分解，是因为H—O 键比较牢固，A错；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高，是因为分子间作用力依次增大，C错；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，是因为氢卤键键能依次减小，D错。

　同素异形体和同分异构体　不同类型的晶体[学生用书P19]

1．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。

2．同分异构体

(1)概念：具有相同的分子式，不同结构的化合物互称为同分异构体。

(2)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、

。

3．四种晶体的比较

4.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。

题组一　同素异形体和同分异构体

1．(2017·浙江11月选考，T11)下列说法正确的是(　　)

A.8O表示中子数为10的氧元素的一种核素

B．金刚石和石墨互为同素异形体，两者之间不能相互转化

C．CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物

D．C6H14的同分异构体有4种，其熔点各不相同

答案：A

2．(2017·浙江4月选考，T11)下列说法正确的是(　　)

A．金刚石和石墨互为同素异形体，熔点和硬度都很高

B．氕、氘、氚是氢元素的三种核素，质子数都为1

C．乙醇和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同系物

D．C6H14的一氯取代物只有一种

答案：B

题组二　四种不同的晶体类型

3．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表：

(1)晶体的化学式分别为A___________，B___________，

C__________。

(2)晶体的类型分别为A__________，B________，C__________。　

(3)晶体中微粒间作用力分别是A________，B________________________________，

C____________。

解析：由A在水溶液中(或熔融状态)导电，可知A为离子晶体，即为NaCl，其中含离子键；B的硬度很大，不溶于水，又不导电，则知B为原子晶体，即为金刚石，其中含共价键；C的熔点很低，可知C为分子晶体，即为HCl，是靠分子间作用力形成的晶体。

答案：(1)NaCl　C　HCl

(2)离子晶体　原子晶体　分子晶体

(3)离子键　共价键　分子间作用力

4．下列物质：①水晶　②冰醋酸　③氧化钙　④白磷

⑤晶体氩　⑥氢氧化钠　⑦铝　⑧金刚石　⑨过氧化钠

⑩碳化钙　⑪碳化硅　⑫干冰　⑬过氧化氢。其中：

(1)属于原子晶体的化合物是________。

(2)直接由原子构成的晶体是________。

(3)直接由原子构成的分子晶体是________。

(4)由极性分子构成的晶体是________，含有非极性键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。

(5)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，受热熔化后需克服共价键的是________。

解析：属于原子晶体的化合物是水晶和碳化硅；属于分子晶体的有氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；属于离子晶体的有CaO(离子键)、NaOH(既存在离子键又存在极性共价键)、Na2O2和CaC2(既存在离子键又存在非极性共价键)。金属导电过程不发生化学变化，晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。

答案：(1)①⑪　(2)①⑤⑧⑪　(3)⑤

(4)②⑬　⑨⑩　④⑤

(5)⑦　②④⑫⑬　①⑧⑪

晶体类型的五种判断方法

1．依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断

(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。

(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。

(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用是分子间作用力。

(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。

2．依据物质的类别判断

(1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数盐类是离子晶体。

(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(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)常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。

(4)金属单质、合金是金属晶体。

3．依据晶体的熔点判断

(1)离子晶体的熔点较高。

(2)原子晶体的熔点高。

(3)分子晶体的熔点低。

(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。

4．依据导电性判断

(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。

(2)原子晶体一般为非导体。

(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

(4)金属晶体是电的良导体。

5．依据硬度和机械性能判断

(1)离子晶体硬度较大或硬而脆。

(2)原子晶体硬度大。

(3)分子晶体硬度小且较脆。

(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。

课后达标检测[学生用书P107(单独成册)]

一、选择题

1．(2019·浙江4月选考，T10)下列说法正确的是(　　)

A．18O2和16O3互为同位素

B．正己烷和2，2­二甲基丙烷互为同系物

C．C60和C70是具有相同质子数的不同核素

D．H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体

答案：B

2．(2019·金华一中模拟)下列说法正确的是(　　)

A．MgF2中的两种离子核外电子排布相差一个电子层

B．石英和硫黄晶体熔化时克服相同类型的微粒间作用力

C．发生物理变化时物质中的化学键也可能被破坏

D．H2O和H2O2的稳定性不同是因为分子间作用力不同

解析：选C。Mg2＋和F－均为10个电子，则离子核外电子排布相同，A项错误；石英为原子晶体，通过硅原子与氧原子形成共价键，融化时克服的是共价键，硫黄是分子晶体，分子间通过范德华力结合，融化时克服的是范德华力，B项错误；离子化合物的溶解是物理变化，破坏了离子键，则发生物理变化时物质中的化学键也可能被破坏，C项正确；物质的稳定性与化学键有关，而与分子间作用力无关，D项错误。

3．(2017·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

4．(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

5．(2019·浙江名校联考)下列说法正确的是(　　)

A．PCl3、Cl2及Cl2O三种分子中各原子最外层都具有8电子稳定结构

B．HF分子比 HCl分子稳定是因为分子间作用力前者强于后者

C．核外电子排布相同的两种微粒化学性质也相同

D．CaCl2和 CaSO4 中化学键的类型完全相同

解析：选A。PCl3中P原子的最外层电子数为5，形成3对共用电子对，Cl原子的最外层电子数为7，形成1对共用电子对，所以每个原子的最外层都具有8电子稳定结构；Cl2中Cl原子的最外层电子数为7，形成1对共用电子对，所以每个原子的最外层都具有8电子稳定结构；Cl2O中Cl原子的最外层电子数为7，形成1对共用电子对，O原子的最外层电子数为6，形成2对共用电子对，所以每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，A项正确；HF分子比HCl分子稳定是因为前者共价键强于后者，与分子间作用力无关，B项错误；核外电子排布相同的微粒，不一定属于同一种元素，故化学性质不一定相同，C项错误；CaCl2中只存在离子键，CaSO4中存在离子键和共价键，化学键的类型不完全相同，D项错误。

6．(2017·浙江11月选考，T20)下列说法不正确的是(　　)

A．Mg2＋和S2－的最外电子层都形成了8个电子的稳定结构

B．石英和金刚石都是原子间通过共价键结合形成的原子晶体

C．浓H2SO4与H2O混合时放出热量与微粒之间的作用力有关

D．H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱

解析：选D。H2O2易分解是因为分子内共价键较弱，与分子间作用力无关。

7．下列说法正确的是(　　)

A．MgF2晶体中的化学键是共价键

B．某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键

C．N2和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构

D．干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力

解析：选C。A项，为离子键，A错误；B项，也可能有金属键，B错误；D项，由于发生了化学变化，故涉及分子内的共价键的破坏，D错误。

8．(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。

二、非选择题

9．(1)请用下列10种物质的序号填空：

①O2　②H2　③NH4NO3　④K2O2　⑤Ba(OH)2

⑥CH4　⑦CO2　⑧NaF　⑨NH3　⑩I2

只有离子键的是________；只有共价键的是_________________________________。

(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为离子化合物CaF2，其电子式

为________________；若XY2为共价化合物CS2，其结构式为________。

(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa)，但在180 ℃就开始升华，据此判断，氯化铝是________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)现有a～g 7种短周期元素，它们在周期表中的位置如下，请据此回答下列问题：

①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填序号，下同)，最容易形成共价键的是________；

A．c和f　　　　　　　 B．b和g

C．d和g  D．b和e

②写出a～g 7种元素形成的所有原子都满足最外层8电子结构的任意一种分子的分子式：________。

答案：(1)⑧　①②⑥⑦⑨⑩

(2)　S===C===S

(3)共价化合物　氯化铝在熔融状态下不能导电

(4)①B　C　②CCl4(或PCl3等)