2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）微專題4 粒子間作用力的判斷及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

粒子間作用力的判斷及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響微專題4一、判斷共價(jià)鍵類型的方法1.σ鍵與π鍵的判斷2.大π鍵(1)定義。在多原子分子中如有相互平行的p軌道,它們連貫重疊在一起構(gòu)成一個(gè)整體,p電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)形成π型化學(xué)鍵,這種不局限在兩個(gè)原子之間的π鍵稱為離域π鍵,或共軛大π鍵,簡(jiǎn)稱大π鍵。(2)符號(hào)表示。3.極性鍵和非極性鍵的判斷非極性鍵的判斷方法:由相同元素的原子形成的共價(jià)鍵是非極性鍵。如單質(zhì)分子(Xn,n>1)(如H2、Cl2、O2、P4等)、某些共價(jià)化合物(如C2H2、C2H4、CH3CH2OH等)和某些離子化合物(如Na2O2、CaC2等)含有非極性鍵。[典型例題1]回答下列問題。2∶136解析:(2)1個(gè)CO2和4個(gè)H2中共含有6個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,若有1molCH4生成,則有6molσ鍵和2molπ鍵斷裂。2[跟蹤訓(xùn)練1]有下列十種物質(zhì):①CH4②CH3CH2OH③N2④HCl⑤CO2⑥CH3CH3⑦C2H4

⑧C2H2⑨H2O2⑩HCHO請(qǐng)按要求回答下列問題(填序號(hào))。(1)只有σ鍵的有

,既有σ鍵又有π鍵的有

。

(2)只含有極性鍵的化合物有

,既含有極性鍵又含有非極性鍵的化合物有

。

(3)含有雙鍵的有

,含有三鍵的有

。

①②④⑥⑨③⑤⑦⑧⑩①④⑤⑩②⑥⑦⑧⑨⑤⑦⑩③⑧可根據(jù)兩點(diǎn)判斷化學(xué)鍵類型,a.單鍵只有σ鍵,雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵;b.同種元素原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,不同種元素原子之間形成的共價(jià)鍵是極性鍵。二、分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力是普遍存在于分子間的作用力,其強(qiáng)度比化學(xué)鍵弱,對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度有影響,范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大。一般來講,具有相似空間結(jié)構(gòu)的分子,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大;分子的極性越大,范德華力越大。2.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響①含有分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)往往比同系列氫化物的熔、沸點(diǎn)高,如ⅤA、ⅥA、ⅦA三個(gè)主族中NH3、H2O和HF的熔、沸點(diǎn)反常高;②含有分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì),熔、沸點(diǎn)一般會(huì)有所降低,如有分子內(nèi)氫鍵的鄰硝基苯酚熔點(diǎn)(45℃)比有分子間氫鍵的間硝基苯酚熔點(diǎn)(96℃)和對(duì)硝基苯酚熔點(diǎn)(114℃)都要低對(duì)溶解度的影響在極性溶劑中,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大,如HF和NH3在水中的溶解度比較大。而溶質(zhì)分子內(nèi)如果能夠形成氫鍵,它在極性溶劑中的溶解度則會(huì)有所降低[典型例題2]回答下列問題。(1)有機(jī)物A()的結(jié)構(gòu)可以表示為(虛線表示氫鍵),而有機(jī)物B()只能形成分子間氫鍵。工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法將A和B進(jìn)行分離,首先被蒸出的成分是

,原因是

。

AA易形成分子內(nèi)氫鍵,B易形成分子間氫鍵,所以B的沸點(diǎn)比A的高(2)苯胺()與甲苯()的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9℃)、沸點(diǎn)(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0℃)、沸點(diǎn)(111℃),原因是

。苯胺分子間存在氫鍵(3)如圖為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)?/p>

。S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力大(4)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2CH3OH+H2O)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?/p>

,原因是

。

H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力較大(5)ZnF2為離子化合物,ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是

。ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,且極性較小解析:(5)由電負(fù)性為F>Cl>Br>I,結(jié)合4種物質(zhì)溶解性的差別可推知,溶解性不同的原因是ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,且極性較小。(6)我國(guó)科學(xué)家成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。思維建模[跟蹤訓(xùn)練2]下列兩組命題中,Ⅱ組中命題正確,且能用Ⅰ組中的命題加以解釋的是(

)選項(xiàng)Ⅰ組Ⅱ組A相對(duì)分子質(zhì)量:HCl>HF沸點(diǎn):HCl高于HFB鍵能:H—O>H—S沸點(diǎn):H2O高于H2SC分子間作用力:H2O>H2S熱穩(wěn)定性:H2O強(qiáng)于H2SD相對(duì)分子質(zhì)量:HI>HCl沸點(diǎn):HI高于HCl√解析:由于相對(duì)分子質(zhì)量HCl>HF,所以范德華力HCl>HF,但HF分子間存在氫鍵,而HCl分子間不存在氫鍵,所以沸點(diǎn)HCl低于HF,A項(xiàng)不符合題意;由于原子半徑O<S,鍵長(zhǎng)H—O<H—S,所以鍵能H—O>H—S,但沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能無關(guān),H2O分子間存在氫鍵,所以沸點(diǎn)H2O高于H2S,B項(xiàng)不符合題意;由于相對(duì)分子質(zhì)量H2S>H2O,所以范德華力H2S>H2O,但H2O分子間存在氫鍵,所以分子間作用力H2O>H2S,由于鍵能H—O>H—S,所以熱穩(wěn)定性H2O強(qiáng)于H2S,分子的熱穩(wěn)定性與分子間作用力無關(guān),C項(xiàng)不符合題意;由于相對(duì)分子質(zhì)量HI>HCl,所以范德華力HI>HCl,沸點(diǎn)HI高于HCl,D項(xiàng)符合題意。專題集訓(xùn)1.下列模型分別表示C2H2、P4、SF6的結(jié)構(gòu),下列說法正確的是(

)A.31gP4中含有1molσ鍵B.SF6是由非極性鍵構(gòu)成的分子C.1molC2H4中有5molσ鍵和1molπ鍵D.C2H2中不含非極性鍵√√3.三聚氰胺()是一種有機(jī)合成劑和分析劑,結(jié)構(gòu)中含大π鍵。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.三聚氰胺能形成分子間氫鍵B.1mol該分子中存在15molσ鍵C.分子中所有化學(xué)鍵均為極性鍵D.六元環(huán)上的氮原子提供孤電子對(duì)形成大π鍵√解析:三聚氰胺分子中含有氨基,故能形成分子間氫鍵,A正確;1個(gè)三聚氰胺分子中含6個(gè)N—Hσ鍵、9個(gè)碳氮σ鍵,1個(gè)三聚氰胺分子中含15個(gè)σ鍵,則1mol該分子中存在15molσ鍵,B正確;三聚氰胺分子中存在N—H極性鍵和碳氮極性鍵,所有化學(xué)鍵均為極性鍵,C正確;氮原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3,三聚氰胺分子中—NH2中氮原子采取sp3雜化,六元環(huán)上的氮原子采取sp2雜化,六元環(huán)上的每個(gè)氮原子通過2個(gè)雜化軌道與2個(gè)碳原子形成碳氮σ鍵,每個(gè)N上剩余的1個(gè)雜化軌道容納1個(gè)孤電子對(duì),六元環(huán)上的氮原子未參與雜化的p軌道上的1個(gè)電子形成大π鍵,孤電子對(duì)不形成大π鍵,D錯(cuò)誤。4.(1)一定條件下,CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/(kJ·mol-1)CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的兩種作用力是

。

氫鍵、范德華力②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是

。

CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑,且與H2O的結(jié)合能大于CH4的解析:(1)②根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知,籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑是0