物质熔沸点高低的比较
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高中化学熔沸点高低的判断
熔沸点高低的判断取决于分子间的相互作用力。
一般来说,分子间作用力越强,则其熔沸点越高。
以下是一些常见情况:
1. 分子量越大,分子间的范德华力就越大,熔沸点就越高。
例如,正构烷烃的分子量越大,其熔沸点也就越高。
2. 成键电性越极性化,分子间的偶极矩越大,则分子间的氢键或静电相互作用力就越强,熔沸点就越高。
例如,卤代烷烃、醇类、酸类等极性分子的熔沸点较高。
3. 分子结构对分子间作用力的影响不容忽视。
例如,对苯二酚分子间可以形成氢键,熔沸点较高。
而萘的分子内部有芳香性,分子间作用力较弱,熔沸点较低。
物质熔沸点的比较1、不同晶体类型的物体的熔沸点高低的一般顺序原子晶体→离子晶体→分子晶体(金属晶体的熔沸点跨度大)同一晶体类型的物质,晶体内部结构粒子间的作用越强,熔沸点越高。
2、原子晶体要比较其共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成的共价键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高,如:金刚石→碳化硅→晶体硅。
3、离子晶体要比较离子键的强弱,一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离之间的相互作用就越强,其离子晶体的熔沸点越高。
如:MgO >Mgd2>Nad>Csd。
4、分子晶体组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如:O2>N2,HI>HBr>Hd;组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点越高,如Co>N2;在同分异构件,一般支链越多,其熔沸点越低,如沸点,正成烷>异成烷>新戌烷洁香烃及其衔生物的同分异构件,其熔沸点,高低顺序为:邻位>间位>对位化容物。
5、金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷越多,其金属键越强,金属熔沸点就越高。
6、元素周期表中第IA族金属元素单质(金属晶体)的熔沸点,随原子序数的递增而降低;第VIA族卤素单质(分子晶体)的溶沸点随原子序数递增而升高。
1、HNO3→AgNO3溶液法①检验方法:表明存在cl表明存在Br表明存在I②反应原理反应①:Ag+d-=Agd↓反应②:Ag+Br-=AgBr↓反应③:Ag+I-=AgI↓2、氯水—CdH法①检验方法加适量新朱子饱和氯水加Cll H 未知液混合液分层振荡振荡橙红色表明有Br-有机层紫红色表明有I-②原理:D2+2Br-=Br2+2a-d2+2I-=I2+2d-,因Br2、I2在ccl4中的溶解度大于在水中的溶解度。
3、检验食盐是否加碘(1:Io3)的方法①检验方法变蓝:加碘盐食盐未变蓝:无碘盐②反应原理:IO3-+SI-+6H+=3I2+3H2O(淀粉遇I2变蓝色)常见的放热反应与吸热反应一、放热反应(1)燃烧都是放热反应;(2)中和反应都是放热反应;(3)化合反应都是放热反应;(4)置换风应多为放热反应;(5)生石灰与水的反应、铝热反应等。
化学熔沸点高低的判断说到化学中的熔点和沸点,嘿,听起来可能有点枯燥,但其实它们就像我们日常生活中的小伙伴一样,时不时就要关注一下。
你想想,如果熔点和沸点高低不一,那我们的日常生活可就热闹了!今天就来聊聊这些小家伙们是怎么决定高低的,顺便让你也能在朋友聚会时引经据典,唬唬他们。
1. 熔点和沸点的基本概念1.1 什么是熔点?首先,熔点就是物质从固态变成液态的温度。
简单来说,就是你把冰块放到室温下,等它化成水的那个瞬间。
可别小看这个过程,熔点的高低和物质的分子结构、相互作用力有着密切的关系。
1.2 什么是沸点?然后,沸点就是物质从液态变成气态的温度。
想象一下,水在锅里煮开,水蒸气“咕嘟咕嘟”冒出来,就是在沸点的表演。
沸点同样受分子间的力量影响,像一场分子之间的拔河比赛,力气大的一方更难被打败,沸点自然就高。
2. 决定熔沸点的因素2.1 分子间的作用力首先,咱得提提分子间的作用力。
分子间的引力越强,熔点和沸点就越高。
这就像是你和朋友的关系,关系越紧密,分开的时候就越不容易。
比如,盐的熔点高,是因为它的离子间强烈的静电吸引力,搞得它在高温下都不想分开。
2.2 分子的大小与形状再来就是分子的大小和形状。
大分子往往有更高的熔沸点,因为它们的表面积大,分子间的接触面积也多,互相吸引得更紧。
就好比一群人挤在一起,越多的人,越难散开。
你看,石蜡就是个好例子,分子大,熔点高。
3. 特殊的物质3.1 水的“逆袭”说到水,真是个奇妙的家伙!大家都知道,水的熔点是0°C,沸点是100°C,听起来普通,但水的氢键可是让它的熔沸点都比其它同类物质高得多。
氢键就像是水分子之间的友情纽带,让它们在高温下依然不轻易放手。
3.2 其他例子再说说像氟化氢这样的家伙,虽然分子量小,但由于强烈的氢键,熔点和沸点也意外地高。
这就像一个小个子,打着强壮的气势,往往让人刮目相看。
所以,化学中真是“看脸”的时代,很多时候都不止看分子量,还得看这分子间的“朋友圈”。
物质熔点和沸点高低的比较比较物质的熔点和沸点的高低,通常按下列步骤进行,首先比较物质的晶体类型,然后再根据同类晶体中晶体微粒间作用力大小,比较物质熔点和沸点的高低,具体比较如下:一、判断所给物质的晶体类型,然后按晶体的熔点和沸点的高低进行比较,一般来说晶体的熔点和沸点的高低是:原子晶体>离子晶体>分子晶体,例如:晶体硅>氯化钠>干冰。
但并不是所有这三种晶体的熔点和沸点都符合该规律,例如:氧化镁(离子晶体)>晶体硅(原子晶体)。
而金属晶体的熔点和沸点变化太大,例如汞、铷、铯、钾等的熔点和沸点都很低,钨、铼、锇等的熔点和沸点却很高,所以不能和其它晶体进行简单的比较。
例如、(2002年高考上海试题第7小题,)下列有关晶体的叙述中错误的是A离子晶体中,一定存在离子键 B 原子晶体中,只存在共价键C 金属晶体的熔沸点均很高D 稀有气体的原子能形成分子分析:其中选项C中的说法就是错误的,如汞、铷、铯、钾等的熔点和沸点都很低。
A、B、D三者说法都正确,所以应选C。
二、当物质是同类晶体时,则分别按下列方式比较。
1.原子晶体因为构成原子晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键,则其晶体的熔点和沸点的高低则由共价键的键能大小决定,而键能大小又由共价键的键长决定,键长越短,而键长可以通过原子半径来比较,键能越大,熔点和沸点就越高。
例如:金刚石>金刚砂>晶体硅。
例如:(2004高考上海试题第10题)有关晶体的下列说法中正确的是()A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定B.原子晶体中共价键越强,熔点越高C.冰熔化时水分子中共价键发生断裂D.氯化钠熔化时离子键未被破坏分析:分子间作用力大小与分子的稳定性无关;原子晶体中共价键越强,原子间作用力越大,熔点就越高,说法正确;冰熔化时只破坏分子之间作用力,分子内共价键不变;而氯化钠熔化时其离子键一定要断裂才能变化成阴阳离子;所以正确选B,而A、C、D三者都错了。
熔沸点高低的判断规律
首先要确定化合物种类。
只有同种化合物种类才能以微观的角度去判断熔点或沸点。
针对离子化合物,他含有离子键的强度是决定熔点的主要因素,离子键的键能越高,则所需要的能量也越高,所以熔点也就高。
有机化和物的沸点高低有一定的规律,现总结如下:
1、同系物沸点大小推论,通常随着碳原子数激增,沸点减小。
如甲烷<乙烷<丙烷<丁烷<戊烷<.....
2、链烃同分异构体沸点大小推论,通常支链越多,沸点越大。
如:正戊烷>异戊烷>新戊烷
3、芳香烃的沸点大小推论,侧链相同时,临位>间位>对位。
如:临二甲苯》间二甲苯》对二甲苯
4、对于碳原子数成正比的烃沸点大小推论,烯烃<烷烃<炔烃
5、同碳原子的脂肪烃的衍生物沸点大小判断,烯烃的衍生物沸点低于烷烃的同类衍生物。
例如:油酸的沸点<硬脂酸
6、不同类型的烃的含氧衍生物的沸点比较,相对分子质量相近的脂肪羧酸>脂肪醇>
脂肪醛
7、酚和羧酸与它们对应的盐沸点比较,酚和羧酸<对应盐的沸点。
如乙酸<乙酸钠
8、分子量相似的烃的沸点通常高于烃的衍生物。
判断熔沸点高低的方法
判断熔沸点高低的方法
熔沸点是物质的物理性质之一,它是指在常压下,物质从固态转化为液态或从液态转化为气态时所需要的温度。
熔沸点高低直接影响着物质的应用价值和用途。
因此,判断熔沸点高低是非常重要的。
下面是几种判断熔沸点高低的方法:
1. 比较不同物质的熔沸点
通过比较不同物质的熔沸点可以初步判断它们的高低。
通常来说,分子量大、分子间力强、分子形状复杂、分子极性大等因素都会导致物质的熔沸点升高。
例如,水的分子量较小,分子间力相对较弱,因此其熔沸点比较低;而氢氧化钠(NaOH)则具有更大的分子量和更强的分子间力,因此其熔沸点比水高得多。
2. 利用实验测定
实验测定是一种准确可靠的判断方法。
可以采用差示扫描量热法(DSC)、升华法、沸点测定法等方法来测定物质的熔沸点。
其中,差示扫描量热法是一种常用的方法。
它通过对样品和参比样品同时进行加热,测量两者之间的温度差异,得出物质的熔沸点。
3. 利用理论计算
利用理论计算也是一种判断熔沸点高低的方法。
可以采用分子动力学模拟、量子化学计算等方法来预测物质的熔沸点。
其中,分子动力学模拟主要基于牛顿运动定律和分子间相互作用力,通过模拟分子在不同温度下的运动状态来预测其熔沸点;而量子化学计算则是基于量子力学原理,通过计算分子内部能级和外部相互作用能来推导出物质的性质,包括熔沸点。
综上所述,判断熔沸点高低可以采用比较不同物质、实验测定和理论计算等多种方法。
在实际应用中需要结合具体情况选择合适的方法进行判断。
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①组成和结构相似的分子晶体,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:I2>Br2>Cl2>F2。
②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>HF>HCl;沸点:HF>HI>HBr>HCl。
③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。
④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:CO>N2。
⑤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:S >Hg>O2。
2.同属原子晶体原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(C-C)>二氧化硅(Si-O)>碳化硅(Si-C)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:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。
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。
高中化学熔沸点的比较根据物质在相同条件下的状态不同1.一般熔、沸点:固>液>气,如:碘单质>汞>CO22. 由周期表看主族单质的熔、沸点同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高;但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔点越低,与金属族相似;还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低;ⅣA族的锡熔点比铅低;3. 从晶体类型看熔、沸点规律晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关凝固点不固定; 非晶体物质,如玻璃、水泥、石蜡、塑料等,受热变软,渐变流动性软化过程直至液体,没有熔点;①原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体;在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高;判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较;如键长:金刚石C—C>碳化硅Si—C>晶体硅 Si—Si;熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅②在离子晶体中,化学式与结构相似时,阴阳离子半径之和越小,离子键越强,熔沸点越高;反之越低;如KF>KCl>KBr>KI,ca>KCl;③分子晶体的熔沸点由分子间作用力而定,分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低;具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高,如:H2O>H2Te>H2Se>H2S;对于分子晶体而言又与极性大小有关,其判断思路大体是:ⅰ组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高;如:CH4<SiH4<GeH4<SnH4;ⅱ组成和结构不相似的物质相对分子质量相近,分子极性越大,其熔沸点就越高;如: CO>N2,CH3OH >CH3—CH3;ⅲ在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低;如: C17H35COOH硬脂酸>C17H33COOH 油酸;ⅳ烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸点升高,如C2H6>CH4, C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH;ⅴ同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低;如:CH3CH23CH3 正>CH3CH2CHCH32异>CH34C新;芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、间位降低;沸点按邻、间、对位降低④金属晶体:金属单质和合金属于金属晶体,其中熔、沸点高的比例数很大,如钨、铂等但也有低的如汞、铯等;在金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低;如:Na<Mg<Al;合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低;如铝硅合金<纯铝或纯硅;5. 某些物质熔沸点高、低的规律性①同周期主族短周期金属熔点;如 Li<Be,Na<Mg<Al②碱土金属氧化物的熔点均在2000℃以上,比其他族氧化物显着高,所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材料;③卤化钠离子型卤化物熔点随卤素的非金属性渐弱而降低;如NaF>NaCl>NaBr>NaI;通过查阅资料我们发现影响物质熔沸点的有关因素有:①化学键,分子间力范德华力、氢键;②晶体结构,有晶体类型、三维结构等,好象石墨跟金刚石就有点不一样;③晶体成分,例如分子筛的桂铝比;④杂质影响:一般纯物质的熔点等都比较高;但是,分子间力又与取向力、诱导力、色散力有关,所以物质的熔沸点的高低不是一句话可以讲清的,我们在中学阶段只需掌握以上的比较规律;。
物质熔沸点高低的规律总结ʏ陕西省永寿县中学 马亚楼物质熔沸点高低是由构成物质质点间作用力大小决定的㊂物质质点间作用力包括分子之间的作用力和各种化学键㊂现从这两方面谈几点比较物质熔沸点高低的规律和方法㊂一㊁从分子之间作用力大小比较物质熔沸点高低1.氢键法㊂因为氢键作用力大于范德华力,所以由氢键构成的物质的熔沸点高于由范德华力构成的物质的熔沸点,如乙醇>氯乙烷,H F >H I >H B r >H C l㊂一般情况下,H F ㊁N H 3㊁H 2O ㊁C 2H 5OH ㊁C H 3C O O H 等分子间都存在氢键㊂2.同系物C 数法㊂对于有机同系物来说,因结构相似,C 数越多,分子越大,范德华力就越大,熔沸点也就越高,如C 2H 6<C 3H 8<C 4H 10,C H 3C l <C H 3C H 2C l <C H 3C H 3C H 3C l㊂3.同分异构体支链法㊂在有机同分异构体中,支链越多,分子就越接近于球形,分子间接触面积就越小,沸点就越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷㊂4.分子量法㊂对于一些结构相似的物质因为分子量大小与分子大小成正比,故分子量越大,分子间力就越大,沸点就越高,如C H 3C l >C H 3F ,C H 2C l 2>CH 3C l >C H 4㊂5.极性法㊂对于分子大小与分子量大小都相近的共价化合物来说,分子极性越大,分子间力就越大,沸点就越高,如C O>N 2㊂二㊁从化学键的强弱比较物质熔沸点高低6.晶体类型法㊂不同类型晶体物质间熔沸点高低变化顺序大致为共价晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,如沸点:金刚石>食盐>铁>干冰7.微粒半径法㊂对于晶体类型相同的物质,熔沸点高低可由质点微粒半径大小来判断㊂即质点半径越小,质点间键长就越短,键就越难断裂,晶体的沸点(熔点㊁硬度)就越高㊂如金属晶体类沸点A l >M g >N a ㊂同理可得碱金属从L i ңC s 沸点逐渐降低㊂共价晶体类沸点C >S i C >S i ,同理可得沸点C >B >S i ㊂至于离子晶体,其沸点高低与晶格能大小基本上成正比㊂即阴阳离子所带电荷越多,离子键就越强,沸点就越高;离子核间距离越大,离子键越弱,物质沸点越低,如M g O >N a C l ,M g O>C a O ㊂判断物质沸点高低的方法很多,要根据不同的题目采用不同的方法分析比较,灵活运用知识㊂8.状态法㊂一般来说,物质沸点高低按常温下的状态 固体>液体>气体 变化㊂例1 下列各组物质中,按熔点由低到高排列正确的是( )㊂A.O 2㊁I 2㊁H g B .C O 2㊁K C l ㊁S i O 2C .N a ㊁K ㊁R bD .S i C ㊁N a C l ㊁S O 2解析:本题主要考查离子晶体㊁共价晶体㊁分子晶体㊁金属晶体四类典型晶体熔点的关系㊂一般是分子晶体的熔点低于金属晶体与离子晶体,这两种晶体的熔点又低于共价晶体㊂同一类型晶体间,其微粒之间的作用力越强,熔点越高㊂O 2㊁I 2㊁H g 常温下分别是气体㊁固体和液体,所以熔点O 2<H g <l 2,故A 项不符合题意㊂C O 2㊁K C l ㊁S i O 2分别属于分子晶体㊁离子晶体和共价晶体,它们的熔点由低到高的顺序为C O 2<K C l <S i O 2,故B 项符合题意㊂N a ㊁K ㊁R b 都是金属晶体,结合碱金属的知识,熔点应为N a >K>R b,故C 项不符合题意㊂S i C ㊁N a C l ㊁S O 2分别属于共价晶体㊁离子晶体和分子晶体,它们的熔点为S i C >N a C l >S O 2㊂答案:B例2 下列物质熔点由高到低的排列顺序正确的是( )㊂A.S i O 2>KC l >H 2S >H 2O B .S i O 2>K C l >H 2O>H 2S C .H 2O>H 2S >K C l >S i O 2D .K C l >S i O 2>H 2O>H 2S 解析:M r (H 2O )<M r (H 2S),但H 2O 分子间存在氢键,故熔点H 2O>H 2S㊂答案:B93解题篇 经典题突破方法 高考理化 2023年12月例3下列物质的熔点由高到低排列,正确的是()㊂A.L i>N a>K>C sB.N a C l>K C l>R b C l>C s C lC.F2>C l2>B r2>I2D.金刚石>硅>碳化硅解析:A项皆为金属晶体,其熔点高低决定于金属键的强弱,由L iңC s,同主族元素原子半径逐渐增大,离子半径相应增大,金属键逐渐减弱,熔点逐渐降低,故A项正确㊂B 项中皆为离子晶体,其熔点高低决定于离子键的强弱,由N a+ңC s+半径逐渐增大,与C l-间的作用逐渐减弱,熔点逐渐降低,故B 项正确㊂C项中皆为分子晶体,其熔点决定于分子间作用力的大小,由F2ңI2相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,熔点越来越高,故C项错误㊂D项中皆为共价晶体,其熔点的高低决定于共价键的强弱,由原子半径可推知三种键长的顺序是C C<C S i<S i S i,三种键能的强弱顺序是C C> C S i>S i S i,故D项错误㊂答案:A㊁B例4有以下烷烃:①3,3-二甲基戊烷 ②正庚烷③2-甲基己烷 ④正丁烷它们的沸点由高到低的顺序是()㊂A.③>①>②>④B.①>②>③>④C.②>③>①>④D.②>①>③>④解析:在同类烃中,碳链越长,即分子量越大的烃,熔沸点越高;当碳原子数相同时,支链越多,空间几何形状越对称的烃,熔沸点越低㊂四种物质中丁烷的相对分子质量最小,则沸点最低,而3,3-二甲基戊烷㊁庚烷㊁2-甲基己烷互为同分异构体,含有的支链越多,沸点越低,则沸点由高到低的顺序为②>③>①>④㊂答案:C例5下列物质的熔沸点高低顺序正确的是()㊂A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B.C I4>C B r4>C C l4>C F4C.M g O>H2O>N2>O2D.金刚石>生铁>钠>纯铁解析:A项中,物质全部为共价晶体,判断其熔沸点高低可比较其原子半径:S i>C>O,故键长关系为S i S i>S i C>S i O>C C,键长越长,键能越小,故A项错误;B项中物质为同种类型的分子晶体,可比较其相对分子质量大小,相对分子质量越大,熔沸点越高,故B项正确㊂C项中N2与O2为同种类型的分子晶体,O2的熔沸点比N2的高,故C项错误㊂D项中熔沸点关系应为金刚石>纯铁>生铁>钠,合金的熔沸点比纯金属低,故D项错误㊂答案:B例6(1)氯酸钾熔化,粒子间克服的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服的作用力;碘的升华,粒子间克服的作用力㊂三种晶体的熔点由高到低的顺序是(填化学式)㊂(2)下列六种晶体:①C O2 ②N a C l③N a④S i⑤C S2 ⑥金刚石它们的熔点从低到高的顺序为(填序号)㊂解析:(1)氯酸钾是离子晶体,熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力;二氧化硅是共价晶体,熔化共价晶体时需要克服共价键的作用力;碘为分子晶体,熔化分子晶体时需克服的是分子间的作用力㊂由于共价晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体,所以共价晶体的熔点最高,其次是离子晶体,由于分子间作用力与化学键相比较要小得多,所以碘的熔点最低㊂(2)先把六种晶体分类㊂共价晶体为④⑥,离子晶体为②,金属晶体为③,分子晶体为①⑤㊂由于C原子半径小于S i原子半径,所以金刚石的熔点高于晶体硅;C O2和C S2同属于分子晶体,其熔点与相对分子质量成正比,故C S2熔点高于C O2;N a在通常状况下是固态,而C S2是液态,C O2是气态,所以N a的熔点高于C S2和C O2;N a在水中即熔化成小球,说明它的熔点较N a C l低㊂答案:(1)离子键共价键分子间S i O2>K C l O3>I2(2)①⑤③②④⑥(责任编辑谢启刚)0 4解题篇经典题突破方法高考理化2023年12月。
高中化学熔沸点的比较根据物质在相同条件下的状态不同1.一般熔、沸点:固>液>气,如:碘单质>汞>CO22. 由周期表看主族单质的熔、沸点同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高。
但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔点越低,与金属族相似;还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低;ⅣA族的锡熔点比铅低。
3. 从晶体类型看熔、沸点规律晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关(凝固点不固定)。
非晶体物质,如玻璃、水泥、石蜡、塑料等,受热变软,渐变流动性(软化过程)直至液体,没有熔点。
①原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体。
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高。
判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。
如键长:金刚石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶体硅(Si—Si)。
熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅②在离子晶体中,化学式与结构相似时,阴阳离子半径之和越小,离子键越强,熔沸点越高。
反之越低。
如KF>KCl>KBr>KI,ca*>KCl。
③分子晶体的熔沸点由分子间作用力而定,分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。
(具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高,如:H2O>H2Te>H2Se>H2S)。
对于分子晶体而言又与极性大小有关,其判断思路大体是:ⅰ组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。
如:CH4<SiH4<GeH4<SnH4。
ⅱ组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。
如: CO>N2,CH3OH>CH3—CH3。
ⅲ在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。
如: C17H35COOH(硬脂酸)>C17H33COOH(油酸);ⅳ烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸点升高,如C2H6>CH4,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。
物质熔沸点高低的比较及应用一、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①组成和结构相似的分子晶体,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:I2>Br2>Cl2>F2。
②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>HF>HCl;沸点:HF>HI>HBr>HCl。
③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。
④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:CO>N2。
⑤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:S>Hg>O2。
2.同属原子晶体原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(C-C)>二氧化硅(Si-O)>碳化硅(Si-C)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:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。
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.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. CsCl>KCl>NaClC. SiO2>CO2>HeD. I2>Br2>He解析:A中三种物质都是原子晶体半径C<Si,则熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅,B中应为:NaCl>KCl>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.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·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.下图中每条折线表示周期表ⅥA~ⅦA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. H2SB. HClC. PH3D. 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:NH3>PH3、H2O >H2S、HF>HCl,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.下列各组物质中,按熔点由低到高顺序排列正确的是:A. O2 I2 HgB. CO KCl SiO2C. Na K RbD.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:CO<KCl<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5.(09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。
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,①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_______________;②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: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。
①氢化物沸点顺序为NH3>AsH3>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AsH3>PH3,故AsH3得沸点高于PH3。
② 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。
(2)NO2和N2O4(3)As2S5。
(4)① NH3>AsH3>PH3,因为前者中含有氢键。
② 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σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π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π键。
解析:(1)C、Si和O的电负性大小顺序为:O>C>Si。
(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π键。
答案:(1)1s22s22p63s23p2 O >C >Si (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,p -p 轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π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递增。
已知:①Z 的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y 原子价电子(外围电子)排布ms n mp n ; ③R 原子核外L 层电子数为奇数;④Q 、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)4]2+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26,其中分子中的σ键与π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:ms n mp n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。
(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CH4>SiH4。
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N >C >Si 。
(5)C 、H 形成的相对分子质量的物质为C2H2,结构式为H-C ≡C-H ,单键是σ键,叁键中有两个是σ键一个π键,所以σ键与π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。