課時精講12-分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(學生版)

第二章分子結構與性質(zhì)第三節(jié)分子結構與物質(zhì)的性質(zhì)課時精講12分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響【目標導航】1．認識分子間作用力的廣泛存在及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。2．了解氫鍵的實質(zhì)、特點、形成條件及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。3．了解分子內(nèi)氫鍵和分子內(nèi)氫鍵在自然界中的廣泛存在和重要作用?！局R導圖】一、分子間作用力1．分子間作用力(1)概念：分子間存在的一類弱的_____________。(2)分類：包括____________和______。2．范德華力(1)概念：______間普遍存在的一種____________，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。(2)特點：比化學鍵的鍵能______得多。(3)實質(zhì)：______作用，沒有飽和性和方向性。二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響1．含義范德華力是______之間普遍存在的相互作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。2．特征(1)范德華力很弱，約比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。(2)無方向性和飽和性。3．影響因素(1)分子的極性越大，范德華力______。(2)結構和組成相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力______。4．對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的______性質(zhì)，如熔點、沸點；化學鍵主要影響物質(zhì)的______性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)熔、沸點______。三、氫鍵1．氫鍵的概念氫鍵是一種____________。它是由已經(jīng)與______很強的原子(如N、F、O)形成共價鍵的______與另一個分子中或同一分子中______很強的原子之間的作用力。2．氫鍵的表示形式(1)通常用____________表示氫鍵，其中X—H表示氫原子和X原子以______相結合。(2)氫鍵的鍵長是指____________間的距離，鍵能是指X—H…Y分解為______和______所需要的能量。3．氫鍵形成的條件(1)氫原子位于X原子和Y原子之間。(2)X、Y原子所屬元素具有很強的______和很小的原子半徑。一般是_____原子、_____原子和_____原子。4．氫鍵的特征(1)氫鍵不屬于化學鍵，鍵能較小，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級，但比____________強。(2)氫鍵具有一定的______性和______性。5．類型氫鍵______氫鍵______氫鍵。四、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響1．對物質(zhì)熔點、沸點的影響：(1)某些氫化物分子間存在氫鍵，物質(zhì)的熔、沸點將______。如H2O、NH3、HF等，會使同族氫化物沸點反常，如H2O_____H2Te_____H2Se_____H2S。(2)當形成分子內(nèi)氫鍵時，物質(zhì)的熔、沸點將______。如熔點、沸點：______。2．對物質(zhì)溶解度的影響：溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就相對小，如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、乙酸等能與水以任意比混溶，就是因為它們與水形成了分子間______。3．水中的氫鍵對水的性質(zhì)的影響(1)水分子間形成氫鍵，______了水分子間的作用力，使水的熔、沸點比同主族元素中H2S的熔、沸點______。(2)氫鍵與水分子的性質(zhì)①水結冰時，體積______，密度______。②接近沸點時形成“締合”分子水蒸氣的相對分子質(zhì)量比用化學式H2O計算出來的相對分子質(zhì)量大。五、范德華力、氫鍵、共價鍵的比較作用力范德華力氫鍵共價鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力由已經(jīng)與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負性很大的原子之間的作用力原子間通過共用電子對所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價鍵、非極性共價鍵特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力影響強度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大；②組成和結構相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大對于X—H…Y，X、Y的電負性越大，X、Y原子的半徑越小，鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸點及溶解度等物理性質(zhì)；如熔、沸點F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性②共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強【小試牛刀】判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。1．氫鍵是一種特殊化學鍵，它廣泛地存在于自然界中()2．氫鍵比范德華力強，所以它屬于化學鍵()3．水蒸氣、液態(tài)水和冰中均存在氫鍵()4．分子間形成的氫鍵使物質(zhì)的熔點和沸點升高()5．含氫原子的物質(zhì)之間均可形成氫鍵()6．H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于水分子間存在氫鍵()7．任何物質(zhì)中都存在范德華力，而氫鍵只存在于含有N、O、F的物質(zhì)中()8．范德華力比氫鍵的作用力還要弱()9．范德華力與氫鍵共同決定物質(zhì)的物理性質(zhì)()10．范德華力與氫鍵的強弱都只與分子的相對分子質(zhì)量有關()11．鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點高()12．可燃冰(CH4·8H2O)的形成是由于甲烷分子與水分子之間存在氫鍵()13．氨氣極易溶于水，原因之一是氨分子與水分子之間形成了氫鍵()14．NH3比PH3穩(wěn)定是因為NH3分子間存在氫鍵()15．CO2溶于水和干冰升華都只有分子間作用力改變()16．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間形成氫鍵，可寫為(HF)，則NO2分子間也是因氫鍵而聚合形成N2O4()17．蛋白質(zhì)分子間可形成氫鍵，分子內(nèi)也存在氫鍵()18．氨氣很穩(wěn)定(很高溫度才會部分分解)是因為氨分子中含有大量的氫鍵所致()19．除外，其它鹵化氫的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高，是因為氫鍵的作用逐漸增強所致20．水分子間存在氫鍵，故水很穩(wěn)定，1000°C以上才會部分分解()21．冰的密度比水小、氨氣極易溶于水、鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛都能用氫鍵來解釋()22．鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低()23．物質(zhì)的沸點：，分子的穩(wěn)定性()24．相同壓強下的沸點：乙醇>乙二醇>丙烷()25．室溫下，在水中的溶解度：丙三醇>苯酚>1-氯丁烷()考點一范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響【例1】下列敘述與范德華力無關的是()A．氣體物質(zhì)在加壓或降溫時能凝結或凝固B．干冰易于升華C．氟、氯、溴、碘單質(zhì)的熔點、沸點依次升高D．氯化鈉的熔點較高【答案】D【解析】一般來說，由分子構成的物質(zhì)，其物理性質(zhì)通常與范德華力的大小密切相關。A、B、C三個選項中涉及的物質(zhì)都是由分子構成，故其表現(xiàn)的物理性質(zhì)與范德華力的大小有關系。只有D選項中的NaCl是離子化合物，不存在分子，故其物理性質(zhì)與范德華力無關。【例2】下列物質(zhì)的變化，破壞的主要是范德華力的是()A．碘單質(zhì)的升華B．NaCl溶于水C．將水加熱變?yōu)闅鈶B(tài) D．NH4Cl受熱分解【答案】A【解析】碘的升華，只是狀態(tài)發(fā)生了變化，破壞的是范德華力，沒有破壞化學鍵；NaCl溶于水，會破壞離子鍵；水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，破壞的是氫鍵和范德華力；NH4Cl受熱分解，破壞的是化學鍵(包括共價鍵和離子鍵)?！窘忸}技法】化學鍵與范德華力的比較化學鍵范德華力概念分子內(nèi)相鄰的原子間強烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力存在分子內(nèi)(或晶體內(nèi))原子或離子間分子間(近距離)強弱較強比化學鍵弱得多對物質(zhì)性質(zhì)的影響影響化學性質(zhì)和物理性質(zhì)主要影響物理性質(zhì)【對點訓練1】1．下列關于范德華力影響物質(zhì)性質(zhì)的敘述中，正確的是()A．范德華力是決定由分子構成的物質(zhì)的熔點、沸點高低的唯一因素B．范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒有必然的聯(lián)系C．范德華力能夠影響物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)D．范德華力僅是影響物質(zhì)部分物理性質(zhì)的一種因素【答案】D【解析】范德華力不能影響物質(zhì)的化學性質(zhì)，僅能影響由分子構成的物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，如熔點、沸點及溶解性，并且不是唯一的影響因素。2．下列現(xiàn)象能說明分子間存在作用力的是()A．HCl與NH3相遇時在空氣中的冒煙現(xiàn)象B．氣體能液化C．稀有氣體的燈管通電后發(fā)出有顏色的光D．HI受熱分解【答案】B【解析】HCl與NH3在空氣中相遇冒煙是因為生成了NH4Cl；稀有氣體通電發(fā)出有顏色的光是因為其電子受激發(fā)釋放出光能；HI受熱分解是因為生成H2和I2，這些均不能說明分子間存在作用力?？键c二氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響【例3】氨氣溶于水中，大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結合形成NH3·H2O。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結構式為 ()A．B．C．D．【答案】B【解析】從氫鍵的形成原理上講，A、B都成立；但從空間結構上講，由于氨分子是三角錐形，易提供孤電子對，故以B方式結合空間阻礙最小，結構最穩(wěn)定；從氨水的性質(zhì)講，依據(jù)NH3·H2ONH4++OH-可知答案是B【例4】已知各種硝基苯酚的性質(zhì)如下表：名稱結構式25℃，水中溶解度/g熔點/℃沸點/℃鄰-硝基苯酚0.245100間-硝基苯酚1.496194對-硝基苯酚1.7114295下列關于各種硝基苯酚的敘述不正確的是()A．鄰-硝基苯酚分子內(nèi)形成氫鍵，使其熔沸點低于另兩種硝基苯酚B．間-硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵，也能與水分子形成氫鍵C．對-硝基苯酚分子間能形成氫鍵，使其熔沸點較高D．三種硝基苯酚都不能與水分子形成氫鍵，所以在水中溶解度小【答案】D【解析】當分子形成分子內(nèi)氫鍵時，就難再形成分子間氫鍵，故其熔沸點低，A正確；間-硝基苯酚中與N原子相連的O原子易與水分子中的H原子形成氫鍵，B正確、D錯誤；形成分子間氫鍵后，使物質(zhì)的熔沸點升高，C正確?！窘忸}技法】形成氫鍵(A—H…B—)的三個原子不一定在一條線上；分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點降低，而分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點升高?！緦c訓練2】3．下列物質(zhì)的性質(zhì)與氫鍵無關的是()A．冰的密度比液態(tài)水的密度小B．NH3易液化C．NH3分子比PH3分子穩(wěn)定D．在相同條件下，H2O的沸點比H2S的沸點高4．下列實驗事實與氫鍵有關的是()A．乙醇可與水以任意比互溶B．H2O的熱穩(wěn)定性比H2S強C．HF能與SiO2反應生成SiF4，故氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中D．NH3能與HCl反應1．下列有關范德華力的敘述正確的是()A．范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵B．范德華力比化學鍵強度弱C．任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力D．范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量2．下列說法不正確的是()A．分子間作用力是分子間相互作用力的總稱B．分子間氫鍵的形成對物質(zhì)的溶解度有影響C．范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間D．氫鍵是一種特殊的化學鍵，它廣泛地存在于自然界中3．共價鍵、離子鍵和范德華力都是微觀粒子之間的不同作用力。下列物質(zhì)：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金剛石、⑤CaCl2、⑥干冰，其中含有兩種不同類型的作用力的是()A．①③⑤⑥B．①③⑥C．②④⑥D．①②③⑥4．下列敘述與范德華力無關的是 ()A．氣態(tài)物質(zhì)加壓或降溫時能變?yōu)橐簯B(tài)或固態(tài)B．熔、沸點：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3C．干冰易升華，SO2固體不易升華D．氯化鈉的熔點較高5．若不斷地升高溫度，實現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間主要的相互作用依次是()A．氫鍵；分子間作用力；非極性鍵B．氫鍵；氫鍵；極性鍵C．氫鍵；極性鍵；分子間作用力D．分子間作用力；氫鍵；非極性鍵6．下列關于氫鍵的說法中，正確的是()A．氫鍵比分子間作用力強，所以它屬于化學鍵B．因為液態(tài)水中存在氫鍵，所以水比硫化氫穩(wěn)定C．氨溶于水后氨分子與水分子之間形成氫鍵D．鄰羥基苯甲醛的熔點比對羥基苯甲醛的熔點高7．關于氫鍵的下列說法中正確的是()A．每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵B．在水蒸氣、水和冰中都含有氫鍵C．分子間能形成氫鍵使物質(zhì)的熔點和沸點升高D．HF的穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能形成氫鍵8．關于氫鍵，下列說法正確的是()A．氫鍵比分子間作用力強，所以它屬于化學鍵B．冰中存在氫鍵，水中不存在氫鍵C．分子間形成的氫鍵使物質(zhì)的熔點和沸點升高D．H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由氫鍵所致9．2022年2月20日晚，第二十四屆冬奧會在北京國家體育場勝利閉幕，下列關于“冰”與“雪”的說法正確的是()

A．冰中氫鍵的鍵