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1、物质熔沸点高低的比较及应用河北省宣化县第一中学 栾春武如何比较物质的熔、沸点的高低，首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住同一类型晶体熔、沸点高低的决定因素，现总结如下供同学们参考：一、不同类型晶体熔沸点高低的比较一般来说，原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体（除少数外）分子晶体。例如：SiO2NaCLCO2（干冰）金属晶体的熔沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。二、同类型晶体熔沸点高低的比较同一晶体类型的物质，需要比较晶体内部结构粒子间的作用力，作用力越大，熔沸点越高。影响分子晶体熔沸点的是晶体分子中分子间的作用力，包括范德华力和氢键。1.同属分子晶体组成和结构相似的分子晶体，
2、一般来说相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高。例如：I2Br2Cl2F2。组成和结构相似的分子晶体，如果分子之间存在氢键，则分子之间作用力增大，熔沸点出现反常。有氢键的熔沸点较高。例如，熔点：HIHBrHFHCl；沸点：HFHIHBrHCl。相对分子质量相同的同分异构体，一般是支链越多，熔沸点越低。例如：正戊烷异戊烷新戊烷；互为同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低的顺序是邻间对位化合物。组成和结构不相似的分子晶体，分子的极性越大，熔沸点越高。例如：CON2。还可以根据物质在相同的条件下状态的不同，熔沸点：固体液体气体。例如：SHgO2。2.同属原子晶体原子晶体熔沸点的高低与共价
3、键的强弱有关。一般来说，半径越小形成共价键的键长越短，键能就越大，晶体的熔沸点也就越高。例如：金刚石（CC）二氧化硅（SiO）碳化硅（SiC）晶体硅（SiSi）。3.同属离子晶体离子的半径越小，所带的电荷越多，则离子键越强，熔沸点越高。例如：MgOMgCl2，NaClCsCl。4.同属金属晶体金属阳离子所带的电荷越多，离子半径越小，则金属键越强，高沸点越高。例如：AlMgNa。三、例题分析例题1.下列各组物质熔点高低的比较，正确的是：A. 晶体硅金刚石碳化硅 B. CsClKClNaCl C. SiO2CO2He D. I2Br2He解析：A中三种物质都是原子晶体半径CSi，则熔点：金刚石碳化
4、硅 晶体硅，B中应为：NaClKClCsCl，因为离子的半径越小，离子键越强，熔沸点就越高。因此C、D正确。答案：C、D例题2.下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是：A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：F2、Cl2、Br2、I2形成的晶体属于分子晶体。它们的熔沸点高低决定于分子间的作用力，与共价键的键能无关，A错；HF、HCl、HBr、HI的分子内存在共价键，它们的热稳定性与它们内部存在的共价键的强弱有关，B正确；金刚石
5、和晶体硅都是原子间通过共价键结合而成的原子晶体，其熔沸点的高低决定于共价键的键能，C正确；NaF、NaCl、NaBr、NaI都是由离子键形成的离子晶体，其内部没有共价键，D错。答案：B、C例题3.下图中每条折线表示周期表AA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：NH3、H2O、HF分子间存在氢键，它们的沸点较高，即沸点高低关系为：NH3PH3、H2OH2S、HFHCl，对应图中上三条折线。所以a点所在折线对应第IVA族元素的气态氢化物，且a点对应第三周期，所以a表示SiH4。答案：D例题4.下列
6、各组物质中，按熔点由低到高顺序排列正确的是：A. O2 I2 Hg B. CO KCl SiO2 C. Na K Rb D. SiC NaCl SO2解析： 选项A中的O2是气体，I2是固体，Hg是液体，所以熔点由低到高的顺序是：O2 Hg I2 ；选项B中的CO固态时是分子晶体，KCl属于离子晶体， SiO2属于原子晶体，所以熔点由低到高的顺序是：COKClSiO2；选项C中的Na、K、Rb都是金属晶体，原子半径不断增大，金属键不断减弱，所以熔点不断降低；选项D中的SiC属于原子晶体，NaCl属于离子晶体，SO2形成分子晶体，因此熔点不断降低。答案： B例题5（09全国卷I 29）已知周期表
7、中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是_；（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是_；（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物是化学式是_；（4）这5个元素的氢化物分子中，立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式）_，其原因是_；电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_；（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCl气体；W(QH2)4在
8、高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是_。解析：本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。（1）SiO2为原子晶体。（2）高温陶瓷可联想到Si3N4，Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。（3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。Y为O，所以R为As元素。（4）显然X为P元素。氢化物沸点顺序为NH3AsH3PH3，因为NH3分子间存在氢键，所以沸点最高。相对分子质量AsH3PH3，分子间的作用力AsH3PH3，故AsH3得沸点高于PH3。 S
9、iH4、PH3和H2S的电子数均为18。结构分别为正四面体，三角锥和角形（V形）。（5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。答案：（1）原子晶体。（2）NO2和N2O4（3）As2S5。（4） NH3AsH3PH3，因为前者中含有氢键。 SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和角形（V形）。（5）SiCl4 + 4NH3 Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 Si3N4 + 8NH3例题6（09山东卷32）C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。（1）写出Si的基态原子核外电子排布式。从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的
10、顺序为。（2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为，微粒间存在的作用力是。（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是。（4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键，SiO2中Si与O原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述键。解析：（1）C、Si和O的电负性大小顺序为：OCSi。（2）晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以
11、杂化方式是sp3 。（3）SiC电子总数是20个，则氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大，熔点高。（4）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键。答案：（1）1s22s22p63s23p2 OCSi （2） sp3 共价键 （3）Mg Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大 （4）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键例题7.（09福建卷30）Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次
12、递增。已知：Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；Y原子价电子（外围电子）排布msn mpn； R原子核外L层电子数为奇数；Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：（1）Z2+ 的核外电子排布式是 。（2）在Z(NH3)42+离子中，Z2+的空间轨道受NH3分子提供的 形成配位键。（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是 。a.稳定性：甲乙，沸点：甲乙 b.稳定性：甲乙，沸点：甲乙c.稳定性：甲乙，沸点：甲乙 d.稳定性：甲乙，沸点：甲乙(4) Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 （用元素符号作答）（5）Q的一种氢化物相对分子质量为
13、26，其中分子中的键与键的键数之比为 。（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 。答案：（1）1s22s22p63s23p63d9 （2）孤对电子（孤电子对）（3）b （4）Si C N （5） 3:2 （6）原子晶体解析：由题给条件知Z的原子序数为29， 29号为Cu。Y价电子：msnmpn中n只能取2，又为短周期，则Y可能为C或Si。R的核外L层为数，则可能为Li、B、N或F。Q、X的p轨道为2和4，则C（或Si）和O(或S)。因为五种元素原子序数依次递增。故可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si。（1）Cu的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9
14、。（2）Cu2可以与NH3形成配合物，其中NH3中N提供孤对电子，Cu提供空轨道，而形成配位键。（3）Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH4SiH4。因为SiH4 的相对分子质量比CH4大，故分子间作用力大，沸点高。（4）C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以NCSi。（5）C、H形成的相对分子质量的物质为C2H2，结构式为H-CC-H，单键是键，叁键中有两个是键一个键，所以键与键数之比为3 : 2。（6）电负性最大的非元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO2，属于原子晶体
