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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：SiO2 NaCL CO2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
2、晶体，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：I2Br2Cl2 F2。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：HI HBr HFHCl ；沸点： HFHI HBr HCl 。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
3、子晶体熔沸点的高低与共价键的强弱有关。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 Si Si。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：Al Mg Na。三、例题分析例题 1.以下各组物质熔点高低的比较，正确的选项是：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页A. 晶体硅金刚石碳化硅
4、B. CsClKCl NaCl C. SiO2CO2He D. I2Br2He 解析：A 中三种物质都是原子晶体半径CSi， 则熔点：金刚石碳化硅晶体硅，B 中应为： NaClKCl CsCl，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.以下物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是：2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高、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、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
5、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.以下图中每条折线表示周期表A A 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
6、沸点高低关系为：NH3PH3、H2O H2S、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.以下各组物质中，按熔点由低到高顺序排列正确的选项是：A. O2I2 Hg B. CO KCl SiO2C. Na K Rb D. SiC NaCl SO2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页解析：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：O2Hg I2 ；选项 B 中的 CO 固态
7、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：COKCl SiO2；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 509 全国卷 I 29已知周期表中，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。答复以下问题：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
8、_；3R 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： 此题可结合问题作答。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
9、Si。 1SiO2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。3Y 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NH3AsH3 PH3，因为 NH3分子间存在氢键，所以沸点最高。 相对分子质量 AsH3 PH3，分子间的作用力AsH3PH3，故 AsH3得沸点高于PH3。SiH4、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
10、。2NO2和 N2O43As2S5。 4NH3AsH3PH3，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。5SiCl4 + 4NH3Si(NH2)4 + 4HCl ，3Si(NH2)4 Si3N4 + 8NH3例题 609 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顺序为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页2 SiC 的晶体结构与晶体硅的相似，其中C 原
11、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： 1C、Si 和 O 的电负性大小顺序为：O CSi。 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，所以杂化方式
12、是sp3 。 3SiC 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。4Si 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： 11s22s22p63s23p2 OCSi 2sp3 共价键3Mg Mg2+半径比Ca2+小， MgO 晶格能大4Si 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
13、次递增。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。请答复以下问题： 1Z2+ 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。 3Q 与 Y 形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，以下判断正确的选项是。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 5Q 的一种氢化物
14、相对分子质量为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：11s22s22p63s23p63d92孤对电子 孤电子对 3b 4Si C N 53:2 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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
15、- - - - - -第 4 页，共 5 页Q 为 C，R 为 N，X 为 O，Y 为 Si。1Cu 的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9。2Cu2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。3Q、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。 4C、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N C Si。 5C、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，属于原子晶体精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
