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1、【精品文檔】如有侵權,請聯系網站刪除,僅供學習與交流復習專題十二、物質熔沸點高低的比較.精品文檔.專題十二 物質熔沸點高低的比較及應用(生)一、知識點1.一般熔、沸點:固液氣,如:碘單質>汞>CO22. 由周期表看主族單質的熔、沸點 同一主族單質的熔點基本上是越向下金屬熔點漸低;而非金屬單質熔點、沸點漸高。但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔點越低,與金屬族相似;還有A族的鎵熔點比銦、鉈低;A族的錫熔點比鉛低。 3. 同周期中的幾個區域的熔點規律 高熔點單質 C,Si,B三角形小區域,因其為原子晶體,故熔點高,金剛石和石墨的熔點最高大于3550。金屬元素的高熔點區在過渡

2、元素的中部和中下部,其最高熔點為鎢(3410)。 低熔點單質 非金屬低熔點單質集中于周期表的右和右上方,另有IA的氫氣。其中稀有氣體熔、沸點均為同周期的最低者,如氦的熔點(272.2,26×105Pa)、沸點(268.9)最低。 金屬的低熔點區有兩處:IA、B族Zn,Cd,Hg及A族中Al,Ge,Th;A族的Sn,Pb;A族的Sb,Bi,呈三角形分布。最低熔點是Hg(38.87),近常溫呈液態的鎵(29.78)銫(28.4),體溫即能使其熔化。 4. 從晶體類型看熔、沸點規律 晶體純物質有固定熔點;不純物質凝固點與成分有關(凝固點不固定)。 非晶體物質,如玻璃、水泥、石蠟、塑料等,受

3、熱變軟,漸變流動性(軟化過程)直至液體,沒有熔點。 原子晶體的熔、沸點高于離子晶體,又高于分子晶體。例如:SiO2NaCLCO2(干冰)。 在原子晶體中成鍵元素之間共價鍵越短的鍵能越大,則熔點越高。判斷時可由原子半徑推導出鍵長、鍵能再比較。如 鍵長: 金剛石(CC)碳化硅(SiC)晶體硅 (SiSi)。熔點:金剛石>碳化硅>晶體硅 在離子晶體中,化學式與結構相似時,陰陽離子半徑之和越小,離子鍵越強,熔沸點越高。反之越低。 如KFKClKBrKI,ca*KCl。 分子晶體的熔沸點由分子間作用力而定,分子晶體分子間作用力越大物質的熔沸點越高,反之越低。對于分子晶體而言又與極性大小有關,

4、其判斷思路大體是: 組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,分子間作用力越強,物質的熔沸點越高。如:CH4SiH4GeH4SnH4, I2Br2Cl2F2。組成和結構相似的分子晶體,如果分子之間存在氫鍵,則分子之間作用力增大,熔沸點出現反常。有氫鍵的熔沸點較高。(高中含H鍵的一般有NH3,HF,H2O)例如,熔點:HIHBrHFHCl;沸點:HFHIHBrHCl。H2OH2TeH2SeH2S,C2H5OHCH3OCH3 組成和結構不相似的物質(相對分子質量相近),分子極性越大,其熔沸點就越高。如: CON2,CH3OHCH3CH3。 在高級脂肪酸形成的油脂中,不飽和程度越大,熔沸點越低。如

5、: C17H35COOH(硬脂酸)C17H33COOH(油酸); 烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨著分子里碳原子數增加,熔沸點升高,如C2H6CH4, C2H5ClCH3Cl,CH3COOHHCOOH。 同分異構體:鏈烴及其衍生物的同分異構體隨著支鏈增多,熔沸點降低。如:CH3(CH2)3CH3 (正)CH3CH2CH(CH3)2(異)(CH3)4C(新)。芳香烴的異構體有兩個取代基時,熔點按對、鄰、 間位降低。(沸點按鄰、間、對位降低) 金屬晶體:金屬單質和合金屬于金屬晶體,其中熔、沸點高的比例數很大,如鎢、鉑等(但也有低的如汞、銫等)。金屬晶體(除少數外)分子晶體。在金屬晶體中金屬原

6、子的價電子數越多,原子半徑越小,金屬陽離子與自由電子靜電作用越強,金屬鍵越強,熔沸點越高,反之越低。如:NaMgAl。合金的熔沸點一般說比它各組份純金屬的熔沸點低。如鋁硅合金純鋁(或純硅)。 5. 某些物質熔沸點高、低的規律性 同周期主族(短周期)金屬熔點。如 Li<Be,Na<Mg<Al 堿土金屬氧化物的熔點均在2000以上,比其他族氧化物顯著高,所以氧化鎂、氧化鋁是常用的耐火材料。 鹵化鈉(離子型鹵化物)熔點隨鹵素的非金屬性漸弱而降低。如NaF>NaCl>NaBr>NaI。 通過查閱資料我們發現影響物質熔沸點的有關因素有:化學鍵,分子間力(范德華力)、氫

7、鍵 ;晶體結構,有晶體類型、三維結構等,好象石墨跟金剛石就有點不一樣 ;晶體成分,例如分子篩的桂鋁比 ;雜質影響:一般純物質的熔點等都比較高。但是,分子間力又與取向力、誘導力、色散力有關,所以物質的熔沸點的高低不是一句話可以講清的。我們在中學階段只需掌握以上的比較規律二、例題分析1.下列各組物質熔點高低的比較,正確的是:A. 晶體硅金剛石碳化硅    B. CsClKClNaCl C.  SiO2CO2He            

8、60;   D. I2Br2He2.下列物質性質的變化規律,與共價鍵的鍵能大小有關的是:A.F2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點逐漸升高 B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性依次減弱C.金剛石的硬度、熔點、沸點都高于晶體硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低3.下列各組物質中,按熔點由低到高順序排列正確的是:A. O2  I2   Hg    B. CO  KCl  SiO2    C. Na  K  Rb   

9、 D. SiC  NaCl  SO24(09全國卷I 29)已知周期表中,元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸?;卮鹣铝袉栴}:(1)W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結構,W的氧化物的晶體類型是_;(2)Q的具有相同化合價且可以相互轉變的氧化物是_;(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈現最高化合價的化合物是化學式是_;(4)這5個元素的氫化物分子中,立體結構類型相同的氫化物的沸點從高到低排列次序是(填化學式)_,其原因是_;電子總數相同的氫化物的化學式和立體結構分別是_;(5)W和Q所形成的結構陶瓷材料的一種

10、合成方法如下:W的氯化物與Q的氫化物加熱反應,生成化合物W(QH2)4和HCl氣體;W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關反應的化學方程式(各物質用化學式表示)是_。5(09山東卷32)C和Si元素在化學中占有極其重要的地位。(1)寫出Si的基態原子核外電子排布式。從電負性角度分析,C、Si和O元素的非金屬活潑性由強至弱的順序為。(2)SiC的晶體結構與晶體硅的相似,其中C原子的雜化方式為,微粒間存在的作用力是。(3)氧化物MO的電子總數與SiC的相等,則M為(填元素符號)。MO是優良的耐高溫材料,其晶體結構與NaCl晶體相似。MO的熔點比CaO的高,其原因是。(4)C

11、、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2化學式相似,但結構和性質有很大不同。CO2中C與O原子間形成鍵和鍵,SiO2中Si與O原子間不形成上述健。從原子半徑大小的角度分析,為何C、O原子間能形成,而Si、O原子間不能形成上述鍵。6.(09福建卷30)Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增。已知:Z的原子序數為29,其余的均為短周期主族元素;Y原子價電子(外圍電子)排布; R原子核外L層電子數為奇數;Q、X原子p軌道的電子數分別為2和4。請回答下列問題:(1)Z2+ 的核外電子排布式是         

12、;                   。(2)在Z(NH3)42+離子中,Z2+的空間軌道受NH3分子提供的          形成配位鍵。(3)Q與Y形成的最簡單氣態氫化物分別為甲、乙,下列判斷正確的是        。a.穩定性:甲乙,沸點:甲乙

13、0;           b.穩定性:甲乙,沸點:甲乙c.穩定性:甲乙,沸點:甲乙            d.穩定性:甲乙,沸點:甲乙(4) Q、R、Y三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為            (用元素符號作答)(5)Q的一種氫化物相對分子質量為26,其中分

14、子中的鍵與鍵的鍵數之比為         。(6)五種元素中,電負性最大與最小的兩種非金屬元素形成的晶體屬于       。專題十二 物質熔沸點高低的比較及應用(師)一、知識點1.一般熔、沸點:固液氣,如:碘單質>汞>CO22. 由周期表看主族單質的熔、沸點 同一主族單質的熔點基本上是越向下金屬熔點漸低;而非金屬單質熔點、沸點漸高。但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔點越低,與金屬族相似;還有A族的鎵熔點比銦、鉈低;A族的錫熔點比鉛

15、低。 3. 同周期中的幾個區域的熔點規律 高熔點單質 C,Si,B三角形小區域,因其為原子晶體,故熔點高,金剛石和石墨的熔點最高大于3550。金屬元素的高熔點區在過渡元素的中部和中下部,其最高熔點為鎢(3410)。 低熔點單質 非金屬低熔點單質集中于周期表的右和右上方,另有IA的氫氣。其中稀有氣體熔、沸點均為同周期的最低者,如氦的熔點(272.2,26×105Pa)、沸點(268.9)最低。 金屬的低熔點區有兩處:IA、B族Zn,Cd,Hg及A族中Al,Ge,Th;A族的Sn,Pb;A族的Sb,Bi,呈三角形分布。最低熔點是Hg(38.87),近常溫呈液態的鎵(29.78)銫(28.

16、4),體溫即能使其熔化。 4. 從晶體類型看熔、沸點規律 晶體純物質有固定熔點;不純物質凝固點與成分有關(凝固點不固定)。 非晶體物質,如玻璃、水泥、石蠟、塑料等,受熱變軟,漸變流動性(軟化過程)直至液體,沒有熔點。 原子晶體的熔、沸點高于離子晶體,又高于分子晶體。例如:SiO2NaCLCO2(干冰)。 在原子晶體中成鍵元素之間共價鍵越短的鍵能越大,則熔點越高。判斷時可由原子半徑推導出鍵長、鍵能再比較。如 鍵長: 金剛石(CC)碳化硅(SiC)晶體硅 (SiSi)。熔點:金剛石>碳化硅>晶體硅 在離子晶體中,化學式與結構相似時,陰陽離子半徑之和越小,離子鍵越強,熔沸點越高。反之越低

17、。 如KFKClKBrKI,ca*KCl。 分子晶體的熔沸點由分子間作用力而定,分子晶體分子間作用力越大物質的熔沸點越高,反之越低。(具有氫鍵的分子晶體,熔沸點 反常地高,如:H2OH2TeH2SeH2S,C2H5OHCH3OCH3)。對于分子晶體而言又與極性大小有關,其判斷思路大體是: 組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,分子間作用力越強,物質的熔沸點越高。如:CH4SiH4GeH4SnH4, I2Br2Cl2F2。組成和結構相似的分子晶體,如果分子之間存在氫鍵,則分子之間作用力增大,熔沸點出現反常。有氫鍵的熔沸點較高。例如,熔點:HIHBrHFHCl;沸點:HFHIHBrHCl。H

18、2OH2TeH2SeH2S,C2H5OHCH3OCH3 組成和結構不相似的物質(相對分子質量相近),分子極性越大,其熔沸點就越高。如: CON2,CH3OHCH3CH3。 在高級脂肪酸形成的油脂中,不飽和程度越大,熔沸點越低。如: C17H35COOH(硬脂酸)C17H33COOH(油酸); 烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨著分子里碳原子數增加,熔沸點升高,如C2H6CH4, C2H5ClCH3Cl,CH3COOHHCOOH。 同分異構體:鏈烴及其衍生物的同分異構體隨著支鏈增多,熔沸點降低。如:CH3(CH2)3CH3 (正)CH3CH2CH(CH3)2(異)(CH3)4C(新)。芳香烴

19、的異構體有兩個取代基時,熔點按對、鄰、 間位降低。(沸點按鄰、間、對位降低) 金屬晶體:金屬單質和合金屬于金屬晶體,其中熔、沸點高的比例數很大,如鎢、鉑等(但也有低的如汞、銫等)。金屬晶體(除少數外)分子晶體。在金屬晶體中金屬原子的價電子數越多,原子半徑越小,金屬陽離子與自由電子靜電作用越強,金屬鍵越強,熔沸點越高,反之越低。如:NaMgAl。合金的熔沸點一般說比它各組份純金屬的熔沸點低。如鋁硅合金純鋁(或純硅)。 5. 某些物質熔沸點高、低的規律性 同周期主族(短周期)金屬熔點。如 Li<Be,Na<Mg<Al 堿土金屬氧化物的熔點均在2000以上,比其他族氧化物顯著高,所

20、以氧化鎂、氧化鋁是常用的耐火材料。 鹵化鈉(離子型鹵化物)熔點隨鹵素的非金屬性漸弱而降低。如NaF>NaCl>NaBr>NaI。 通過查閱資料我們發現影響物質熔沸點的有關因素有:化學鍵,分子間力(范德華力)、氫鍵 ;晶體結構,有晶體類型、三維結構等,好象石墨跟金剛石就有點不一樣 ;晶體成分,例如分子篩的桂鋁比 ;雜質影響:一般純物質的熔點等都比較高。但是,分子間力又與取向力、誘導力、色散力有關,所以物質的熔沸點的高低不是一句話可以講清的。我們在中學階段只需掌握以上的比較規律二、例題分析1.下列各組物質熔點高低的比較,正確的是:A. 晶體硅金剛石碳化硅  &

21、#160; B. CsClKClNaCl C.  SiO2CO2He                D. I2Br2He解析:A中三種物質都是原子晶體半徑CSi,則熔點:金剛石碳化硅        晶體硅,B中應為:NaClKClCsCl,因為離子的半徑越小,離子鍵越強,熔沸點就越高。因此C、D正確。答案:C、D2.下列物質性質的變化規律,與共價鍵的鍵能大小有關的是:

22、A.F2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點逐漸升高 B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性依次減弱C.金剛石的硬度、熔點、沸點都高于晶體硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低解析:F2、Cl2、Br2、I2形成的晶體屬于分子晶體。它們的熔沸點高低決定于分子間的作·力,與共價鍵的鍵能無關,A錯;HF、HCl、HBr、HI的分子內存在共價鍵,它們的熱穩定性與它們內部存在的共價鍵的強弱有關,B正確;金剛石和晶體硅都是原子間通過共價鍵結合而成的原子晶體,其熔沸點的高低決定于共價鍵的鍵能,C正確;NaF、NaCl、NaBr、NaI都是由離子鍵形成的離子晶體,其內部沒有共價鍵,

23、D錯。答案:B、C3.下列各組物質中,按熔點由低到高順序排列正確的是:A. O2  I2   Hg    B. CO  KCl  SiO2    C. Na  K  Rb     D. SiC  NaCl  SO2解析: 選項A中的O2是氣體,I2是固體,Hg是液體,所以熔點由低到高的順序是:O2 Hg I2 ;選項B中的CO固態時是分子晶體,KCl屬于離子晶體, SiO2屬于原子晶體,所以熔點由低到高的順序是:COKClSi

24、O2;選項C中的Na、K、Rb都是金屬晶體,原子半徑不斷增大,金屬鍵不斷減弱,所以熔點不斷降低;選項D中的SiC屬于原子晶體,NaCl屬于離子晶體,SO2形成分子晶體,因此熔點不斷降低。答案: B4(09全國卷I 29)已知周期表中,元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸?;卮鹣铝袉栴}:(1)W與Q可以形成一種高溫結構陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結構,W的氧化物的晶體類型是_;(2)Q的具有相同化合價且可以相互轉變的氧化物是_;(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈現最高化合價的化合物是化學式是_;(4)這5個元素的氫化物分子中,立體結構類型相同的氫化物的沸點從

25、高到低排列次序是(填化學式)_,其原因是_;電子總數相同的氫化物的化學式和立體結構分別是_;(5)W和Q所形成的結構陶瓷材料的一種合成方法如下:W的氯化物與Q的氫化物加熱反應,生成化合物W(QH2)4和HCl氣體;W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關反應的化學方程式(各物質用化學式表示)是_。解析:本題可結合問題作答。W的氯化物為正四體型,則應為SiCl4或CCl4,又W與Q形成高溫陶瓷,故可推斷W為Si。(1)SiO2為原子晶體。(2)高溫陶瓷可聯想到Si3N4,Q為N,則有NO2與N2O4之間的相互轉化關系。(3)Y的最高價氧化的的水化物為強酸,且與Si、N等相鄰

26、,則只能是S。Y為O,所以R為As元素。(4)顯然X為P元素。氫化物沸點順序為NH3AsH3PH3,因為NH3分子間存在氫鍵,所以沸點最高。相對分子質量AsH3PH3,分子間的作用力AsH3PH3,故AsH3得沸點高于PH3。 SiH4、PH3和H2S的電子數均為18。結構分別為正四面體,三角錐和角形(V形)。(5)由題中所給出的含字母的化學式可以寫出具體的物質,然后配平即可。答案:(1)原子晶體。(2)NO2和N2O4(3)As2S5。(4) NH3AsH3PH3,因為前者中含有氫鍵。 SiH4、PH3和H2S結構分別為正四面體,三角錐和角形(V形)。(5)SiCl4 + 4NH3 

27、0;Si(NH2)4 + 4HCl,3Si(NH2)4  Si3N4 + 8NH35(09山東卷32)C和Si元素在化學中占有極其重要的地位。(1)寫出Si的基態原子核外電子排布式。從電負性角度分析,C、Si和O元素的非金屬活潑性由強至弱的順序為。(2)SiC的晶體結構與晶體硅的相似,其中C原子的雜化方式為,微粒間存在的作用力是。(3)氧化物MO的電子總數與SiC的相等,則M為(填元素符號)。MO是優良的耐高溫材料,其晶體結構與NaCl晶體相似。MO的熔點比CaO的高,其原因是。(4)C、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2化學式相似,但結構和性質有很大不同。CO2中C與O原子間形

28、成鍵和鍵,SiO2中Si與O原子間不形成上述健。從原子半徑大小的角度分析,為何C、O原子間能形成,而Si、O原子間不能形成上述鍵。解析:(1)C、Si和O的電負性大小順序為:OCSi。(2)晶體硅中一個硅原子周圍與4個硅原子相連,呈正四面體結構,所以雜化方式是sp3 。(3)SiC電子總數是20個,則氧化物為MgO;晶格能與所組成離子所帶電荷成正比,與離子半徑成反比,MgO與CaO的離子電荷數相同,Mg2+半徑比Ca2+小,MgO晶格能大,熔點高。(4)Si的原子半徑較大,Si、O原子間距離較大,p-p軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成上述穩定的鍵。答案:(1)1s22s22p63s23p2 &

29、#160;  OCSi        (2) sp3  共價鍵   (3)Mg  Mg2+半徑比Ca2+小,MgO晶格能大  (4)Si的原子半徑較大,Si、O原子間距離較大,pp軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成上述穩定的鍵6.(09福建卷30)Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增。已知:Z的原子序數為29,其余的均為短周期主族元素;Y原子價電子(外圍電子)排布; R原子核外L層電子數為奇數;Q、X原子p軌道的電子數分別為2和4。請回答下列問題:(1)Z2+

30、 的核外電子排布式是                            。(2)在Z(NH3)42+離子中,Z2+的空間軌道受NH3分子提供的          形成配位鍵。(3)Q與Y形成的最簡單氣態氫化物分別為甲、乙,下列判斷正確的是        。a.穩定性:甲乙,沸點:甲乙&#

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