《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 第4節(jié)分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)學(xué)案 魯科版選修3.docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 第4節(jié)分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)學(xué)案 魯科版選修3.docx(11頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第4節(jié) 分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.熟知常見(jiàn)的分子間作用力(范德華力和氫鍵)的本質(zhì)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。2.會(huì)比較判斷范德華力的大小,會(huì)分析氫鍵的形成。
一 范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)
1.分析討論,回答下列問(wèn)題:
(1)液態(tài)苯、汽油等發(fā)生汽化時(shí),為何需要加熱?
答案 液態(tài)苯、汽油等發(fā)生汽化是物理變化,需要吸收能量克服其分子間的相互作用。
(2)降低氯氣的溫度,為什么能使氯氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)或固態(tài)?
答案 降低氯氣的溫度時(shí),氯氣分子的平均動(dòng)能逐漸減小。隨著溫度降低,當(dāng)分子靠自身的動(dòng)能不足以克服分子間相互作用力時(shí),分子就會(huì)凝聚在一起,形成液體或固體。
(3)鹵素單質(zhì)F2、Cl2、Br2、I2,按其相對(duì)分子質(zhì)量增大的順序,物理性質(zhì)(如顏色、狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn))有何變化規(guī)律?
答案 顏色逐漸加深;由氣態(tài)到液態(tài)、固態(tài);熔、沸點(diǎn)逐漸升高。
2.上述事實(shí)能夠說(shuō)明:
(1)固體、液體和氣體中分子之間的相互作用力叫范德華力。
(2)一般來(lái)說(shuō),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大。
(3)范德華力沒(méi)有方向性和飽和性,只要分子周圍空間允許,當(dāng)氣體分子凝聚時(shí),它總是盡可能多的吸引其他分子。
3.范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1)對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響
①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。例如熔、沸點(diǎn):CF4
N2。
③在同分異構(gòu)體中,一般來(lái)說(shuō),支鏈數(shù)越多,熔、沸點(diǎn)就越低,如沸點(diǎn):正戊烷>異戊烷>新戊烷。
(2)對(duì)物質(zhì)溶解性的影響
溶質(zhì)分子與溶劑分子之間的范德華力越大,溶解度越大。
[歸納總結(jié)]
1.范德華力普遍存在于固體、液體和氣體分子之間。
2.影響范德華力的因素:主要包括分子的大小、分子的空間構(gòu)型以及分子中電荷分布是否均勻等。
3.范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,溶解度越大。
[活學(xué)活用]
1.下列有關(guān)范德華力的敘述正確的是( )
A.范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用,所以范德華力是一種特殊化學(xué)鍵
B.范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱問(wèn)題
C.任何分子間在任意情況下都會(huì)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
答案 B
解析 范德華力是分子與分子之間的一種相互作用,其實(shí)質(zhì)與化學(xué)鍵類似,也是一種電性作用,但兩者的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱不同,化學(xué)鍵必須是強(qiáng)烈的相互作用,范德華力只有幾到十幾千焦每摩爾,故范德華力不是化學(xué)健;雖然范德華力非常微弱,但破壞它時(shí)也要消耗能量;范德華力普遍存在于分子之間,但也必須滿足一定的距離要求,若分子間的距離足夠大,分子之間也難產(chǎn)生相互作用。
2.有下列物質(zhì)及它們各自的沸點(diǎn):
Cl2:239K O2:90.1K
N2:75.1K H2:20.3K
I2:454.3K Br2:331.9K
(1)據(jù)此判斷,它們分子間的范德華力由大到小的順序是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)這一順序與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有何關(guān)系?
答案 (1)I2>Br2>Cl2>O2>N2>H2
(2)相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越大,沸點(diǎn)越高。按上述順序相對(duì)分子質(zhì)量漸小,分子間范德華力逐漸減小,物質(zhì)沸點(diǎn)逐漸減小。二 氫鍵與物質(zhì)的性質(zhì)
1.比較H2O和H2S的分子組成、空間構(gòu)型及其物理性質(zhì),分析H2O的熔、沸點(diǎn)比H2S高的原因是什么?
答案 H2O和H2S分子組成相似,都是V形結(jié)構(gòu),常溫下H2O為液態(tài),熔、沸點(diǎn)比H2S高。在水分子中,氫原子與非金屬性很強(qiáng)的氧原子形成共價(jià)鍵時(shí),由于氧的電負(fù)性比氫大得多,所以它們的共用電子對(duì)就強(qiáng)烈地偏向氧原子,而使氫原子核幾乎“裸露”出來(lái)。這樣帶正電的氫原子核就能與另一個(gè)水分子中的氧原子的孤對(duì)電子發(fā)生一定程度的軌道重疊作用,使水分子之間作用力增強(qiáng),這種分子間的作用力就是氫鍵,比范德華力大。硫化氫分子不能形成氫鍵,故水的熔、沸點(diǎn)比硫化氫高。
2.氫鍵的概念與形成條件
(1)氫鍵的概念是一種特殊的分子間作用力,它是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力。
(2)氫鍵的通式可用X—H…Y表示。式中X和Y代表F、O、N,“—”代表共價(jià)鍵,“…”代表氫鍵。
(3)氫鍵的形成條件:
①要有一個(gè)與電負(fù)性很大的元素X形成強(qiáng)極性鍵的氫原子,如H2O中的氫原子。
②要有一個(gè)電負(fù)性很大,含有孤對(duì)電子并帶有部分負(fù)電荷的原子Y,如H2O中的氧原子。
③X和Y的原子半徑要小,這樣空間位阻較小。
3.氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
(1)對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響:組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),當(dāng)分子間存在氫鍵時(shí),熔、沸點(diǎn)較高,如HF、H2O、NH3等;而分子內(nèi)存在氫鍵時(shí),使熔、沸點(diǎn)降低。
(2)對(duì)物質(zhì)溶解度的影響:溶劑和溶質(zhì)分子間存在氫鍵時(shí),物質(zhì)的溶解度增大,如NH3、C2H5OH、CH3COOH等分子均與水分子間存在氫鍵,有利于物質(zhì)溶解在水中。
4.氫鍵的存在
氫鍵廣泛存在。研究證明,氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負(fù)性很大的元素原子形成共價(jià)鍵的氫原子或與另外的N、O、F等電負(fù)性很大的元素原子之間。例如,不僅氟化氫分子之間以及氨分子之間存在氫鍵,而且它們跟水分子之間也存在氫鍵。
此外,實(shí)驗(yàn)還證實(shí),氫鍵既可以存在于分子之間,也可以存在于分子內(nèi)部的原子團(tuán)之間,如圖。分子間氫鍵能增加物質(zhì)的溶、沸點(diǎn),但分子內(nèi)氫鍵則不能。
[歸納總結(jié)]
1.氫鍵比化學(xué)鍵弱,比范德華力強(qiáng)。既可以存在于分子之間又可以存在于分子內(nèi)部。
2.氫鍵有飽和性、方向性。一般X—H…Y中三原子在同一直線上。如水結(jié)冰體積膨脹,是因?yàn)楸兴兴肿右杂蟹较蛐院惋柡托缘臍滏I互相聯(lián)結(jié)成晶體,而液態(tài)水中只有多個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合成為(H2O)n。
3.氫鍵的存在大大增強(qiáng)了分子間作用力,引起物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)反常。如H2O、HF、NH3的沸點(diǎn)分別比ⅥA、ⅦA、ⅤA族其他元素的氫化物的沸點(diǎn)高出許多。
[活學(xué)活用]
3.下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是( )
A.冰醋酸中醋酸分子之間
B.液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間
C.一水合氨分子中的氨分子與水分子之間
D.可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子與水分子之間
答案 D
解析 只有非金屬性很強(qiáng)的元素與氫元素形成強(qiáng)極性的共價(jià)鍵之間才可能形成氫鍵(如N、O、F)。C—H不是強(qiáng)極性共價(jià)鍵,故選D。
4.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.鹵化氫中,以HF沸點(diǎn)最高,是由于HF分子間存在氫鍵
B.H2O的沸點(diǎn)比HF的高,可能與氫鍵有關(guān)
C.氨水中含有分子間氫鍵
D.氫鍵X—H…Y的三個(gè)原子總在一條直線上
答案 D
解析 因氟化氫分子之間存在氫鍵,所以HF是鹵化氫中沸點(diǎn)最高的;氨水中除NH3分子之間存在氫鍵,NH3與H2O,H2O與H2O之間都存在氫鍵,C正確;氫鍵中的X—H…Y三原子應(yīng)盡可能的在一條直線上,但在特定條件下,如空間位置的影響下,也可能不在一條直線上,故D錯(cuò)。
化學(xué)鍵、范德華力、氫鍵的比較
化學(xué)鍵
范德華力
氫鍵
概念
相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用
物質(zhì)的分子間存在的微弱相互作用力
是已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很大的原子之間的作用力
大小
鍵能一般在100~600kJmol-1
幾至十幾kJmol-1
一般不超過(guò)40kJmol-1
性質(zhì)影響
主要影響分子的化學(xué)性質(zhì)
主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)
主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)
大小關(guān)系
化學(xué)鍵>氫鍵>范德華力
當(dāng)堂檢測(cè)
1.下列敘述與范德華力無(wú)關(guān)的是( )
A.氣體物質(zhì)加壓或降溫時(shí)能凝結(jié)或凝固
B.通常狀況下氯化氫為氣體
C.氟、氯、溴、碘單質(zhì)的熔沸點(diǎn)依次升高
D.氯化鈉的熔點(diǎn)較高
答案 D
解析 范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)。A項(xiàng),氣體物質(zhì)加壓時(shí),范德華力增大;降溫時(shí),氣體分子的平均動(dòng)能減小,兩種情況下,分子靠自身的動(dòng)能不足以克服范德華力,從而聚集在一起形成液體甚至固體;B項(xiàng),HCl分子之間的作用力是很弱的范德華力,因此通常狀況下氯化氫為氣體;C項(xiàng),一般來(lái)說(shuō),組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸升高;D項(xiàng),NaCl中將Na+和Cl-維系在固體中的作用力是很強(qiáng)的離子鍵,所以NaCl的熔點(diǎn)較高,與范德華力無(wú)關(guān)。
2.下列關(guān)于氫鍵的說(shuō)法中正確的是( )
A.氫鍵屬于共價(jià)鍵
B.氫鍵只存在于分子之間
C.氫鍵的形成使物質(zhì)體系的能量降低
D.氫鍵在物質(zhì)內(nèi)部一旦形成,就不會(huì)再斷裂
答案 C
解析 氫鍵是一種特殊的分子間作用力,可以存在于分子內(nèi)部也可以存在于分子之間。氫鍵在一定條件下會(huì)斷裂,如當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),就可以破壞分子內(nèi)的氫鍵。
3.下列事實(shí)與氫鍵無(wú)關(guān)的是( )
A.液態(tài)氟化氫中有三聚氟化氫(HF)3分子存在
B.冰的密度比液態(tài)水的密度小
C.乙醇能與水以任意比混溶而甲醚(CH3—O—CH3)難溶于水
D.NH3比PH3穩(wěn)定
答案 D
解析 氫鍵是已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力,它只影響物質(zhì)的物理性質(zhì),故只有D與氫鍵無(wú)關(guān)。
4.下列分子或離子中,能形成分子內(nèi)氫鍵的有________,不能形成分子間氫鍵的有________。
①NH3?、贖2O ③HF?、躈H?、軴HCHO
答案 ③⑤?、邰?
解析 NH3中的三個(gè)氫原子都連在同一個(gè)氮原子上,氮原子上有孤對(duì)電子,可以與其他NH3中的氫原子形成分子間氫鍵,但不能與分子內(nèi)的氫原子再形成氫鍵;與NH3類似的還有H2O;在HF[(F—H…F)-]中,已經(jīng)存在分子內(nèi)氫鍵,所以沒(méi)有可以形成分子間氫鍵的氫原子;NH中氮原子上沒(méi)有孤對(duì)電子,不能形成氫鍵;OHCHO既可以形成分子內(nèi)氫鍵,又可以形成分子間氫鍵。
5.氧是地殼中含量最多的元素。
(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。
(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為_(kāi)_______________________________________________________________________。
HOCHO的沸點(diǎn)比OHCHO高,原因是___________________________________。
(3)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用________雜化。H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大,原因?yàn)開(kāi)________________________________________。
答案 (1)2 (2)O—H鍵、氫鍵、范德華力 OHCHO形成分子內(nèi)氫鍵,而HOCHO形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大 (3)sp3 H2O中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),H3O+中O原子上只有1對(duì)孤電子對(duì),排斥力較小
解析 (1)氧元素基態(tài)原子的核外電子軌道表示式為,故未成對(duì)電子數(shù)為2個(gè)。
(2)水分子內(nèi)的O—H鍵為化學(xué)鍵,氫鍵為分子間作用力;HOCHO存在分子間氫鍵,而OHCHO存在分子內(nèi)氫鍵,而分子間氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)(升高)。
(3)H2O、H3O+中的O原子均采取sp3雜化,孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)具有排斥作用,而孤電子對(duì)數(shù)多的H2O中排斥力大,鍵角小。
40分鐘課時(shí)作業(yè)
[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]
一、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
1.某化學(xué)科研小組對(duì)范德華力提出了以下幾種觀點(diǎn),你認(rèn)為正確的是( )
A.范德華力存在于所有分子之間
B.范德華力是影響所有物質(zhì)物理性質(zhì)的因素
C.Cl2相對(duì)于其他氣體來(lái)說(shuō),是易液化的氣體,由此可以得出結(jié)論,范德華力屬于一種強(qiáng)作用力
D.范德華力比較弱,但范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高
答案 D
解析 范德華力其實(shí)質(zhì)也是一種分子之間的電性作用,由于分子本身不顯電性,因此范德華力比較弱,作用力較小。隨著分子間距的增大,范德華力迅速減弱,所以范德華力作用范圍很小,只有幾個(gè)pm。即只有當(dāng)分子間距符合幾個(gè)pm時(shí)才能存在范德華力;范德華力只是影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的某些物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn)以及溶解度等)的因素之一;在常見(jiàn)氣體中Cl2的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間范德華力較強(qiáng),所以易液化,但相對(duì)于化學(xué)鍵,仍屬于弱作用力。
2.在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時(shí),可用范德華力的大小來(lái)解釋的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱
B.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)依次升高
C.H—O—H、C2H5—OH、OH中—OH上氫原子的活潑性依次減弱
D.CH3—O—CH3、C2H5OH的沸點(diǎn)依次升高
答案 B
解析 F2、Cl2、Br2、I2的相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間的范德華力也依次增大,所以其熔、沸點(diǎn)也依次增大,B項(xiàng)符合題意;CH3—O—CH3的沸點(diǎn)比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子間形成氫鍵而增大了分子間作用力;HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱是由于H—X鍵能依次減小。
3.鹵素單質(zhì)從F2到I2,在常溫、常壓下的聚集狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)的原因是( )
A.原子間的化學(xué)鍵鍵能逐漸減小
B.范德華力逐漸增大
C.原子半徑逐漸增大
D.氧化性逐漸減弱
答案 B
解析 鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大。
二、氫鍵的形成及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
4.氨氣溶于水時(shí),大部分NH3與H2O通過(guò)氫鍵結(jié)合形成NH3H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3H2O的結(jié)構(gòu)式為( )
A.NHHHOHH B.NHHHHOH
C.NHHHOHH D.NHHHHOH
答案 B
解析 從氫鍵的形成原理上講,A、B都成立;但從空間構(gòu)型上講,由于氨分子是三角錐形,易于提供孤對(duì)電子,所以,以B方式結(jié)合空間位阻最小,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定;從事實(shí)上講,依據(jù)NH3H2ONH+OH-,可知答案為B。
5.下列關(guān)于氫鍵的說(shuō)法正確的是( )
A.由于氫鍵的作用,使NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常,且沸點(diǎn)高低順序?yàn)镠F>H2O>NH3
B.氫鍵只能存在于分子間,不能存在于分子內(nèi)
C.沒(méi)有氫鍵,就沒(méi)有生命
D.相同量的水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)時(shí)均有氫鍵,且氫鍵的數(shù)目依次增多
答案 C
解析 A項(xiàng),“反?!笔侵杆鼈?cè)谂c其同族氫化物沸點(diǎn)排序中的現(xiàn)象,它們的沸點(diǎn)順序可由實(shí)際看出,只有水是液體,應(yīng)該水的沸點(diǎn)最高;B項(xiàng),氫鍵存在于不直接相連但相鄰的H與電負(fù)性比較大原子間,所以,分子內(nèi)可以存在氫鍵;C項(xiàng)正確,因?yàn)闅滏I造成了常溫、常壓下水是液態(tài),而水的液態(tài)是生物體營(yíng)養(yǎng)傳遞的基礎(chǔ);D項(xiàng),在氣態(tài)時(shí),分子間距離大,分子之間沒(méi)有氫鍵。
6.下列各組物質(zhì)中,熔點(diǎn)由高到低的是( )
A.HI、HBr、HCl、HF
B.CI4、CBr4、CCl4、CF4
C.Rb、K、Na、Li
D.CCH3CH3CH3CH3、CH3CH2CHCH3CH3、
答案 B
三、化學(xué)鍵、氫鍵、范德華力的比較及應(yīng)用
7.下列關(guān)于范德華力的敘述正確的是( )
A.是一種較弱的化學(xué)鍵
B.分子間存在的較強(qiáng)的電性作用
C.直接影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)
D.稀有氣體的原子間存在范德華力
答案 D
解析 范德華力是分子間存在的較弱的電性作用,它不是化學(xué)鍵且比化學(xué)鍵弱得多,只能影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn);稀有氣體為單原子分子,分子之間靠范德華力相結(jié)合。
8.下列說(shuō)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.分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)物質(zhì)的溶解度等也都有影響
C.分子間作用力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間
D.氫鍵是一種特殊化學(xué)鍵,它廣泛地存在于自然界中
答案 D
9.下列物質(zhì)的變化過(guò)程中有共價(jià)鍵明顯被破壞的是( )
①I2升華?、诼然c溶于水 ③氯化氫溶于水?、芴妓釟滗@中聞到了刺激性氣味
A.①②B.①③C.②③D.③④
答案 D
解析 碘升華共價(jià)鍵沒(méi)被破壞。氯化鈉溶于水破壞的是離子鍵。氯化氫溶于水破壞的是共價(jià)鍵。碳酸氫銨分解既有離子鍵被破壞,又有共價(jià)鍵被破壞。
[能力提升]
10.右圖中每條折線表示周期表ⅣA族~ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化,每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物,其中a點(diǎn)代表的是( )
A.H2S B.HCl
C.PH3 D.SiH4
答案 D
解析 在ⅣA~ⅦA族中的氫化物中,NH3、H2O、HF分子間因存在氫鍵,故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn),只有ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)不存在反?,F(xiàn)象,故a點(diǎn)代表的應(yīng)是SiH4。
11.下列化合物的沸點(diǎn)比較,前者低于后者的是( )
A.乙醇與氯乙烷
B.鄰羥基苯甲酸與對(duì)羥基苯甲酸
C.對(duì)羥基苯甲醛與鄰羥基苯甲醛
D.H2O與H2Te
答案 B
解析 鄰羥基苯甲酸、鄰羥基苯甲醛等容易形成分子內(nèi)氫鍵,沸點(diǎn)較低;而對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲醛則容易形成分子間氫鍵,沸點(diǎn)較高,所以B選項(xiàng)正確。對(duì)于A選項(xiàng),由于乙醇分子間存在分子間氫鍵,而氯乙烷分子間不存在氫鍵,所以乙醇的沸點(diǎn)(78.5℃)高于氯乙烷的沸點(diǎn)(12.3℃);同理,D選項(xiàng)中H2O的沸點(diǎn)高于H2Te的沸點(diǎn)。
12.氧族元素的單質(zhì)及其化合物對(duì)人類的生活、生產(chǎn)有著舉足輕重的影響。如氧氣、水、臭氧、二氧化硫等。
(1)在氧、硫、硒、碲元素原子形成的簡(jiǎn)單陰離子中,其離子半徑由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________(用離子符號(hào)表示)。與硫元素同周期且在本周期中非金屬性最強(qiáng)的元素在周期表中的位置是__________。
(2)氧族元素的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)存在著相似性和遞變性。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。
A.氧族元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的順序依次減弱
B.其氫化物中的鍵長(zhǎng)按O—H、S—H、Se—H、Te—H的順序依次減小
C.其陰離子的還原性按O2-、S2-、Se2-、Te2-的順序依次增強(qiáng)
D.其最高價(jià)氧化物的水化物酸性按H2SO4、H2SeO4、H2TeO4順序依次增強(qiáng)
(3)火山噴發(fā)時(shí)會(huì)釋放出許多H2S氣體,請(qǐng)寫出H2S分子的電子式____________。
(4)從下圖可知氧族元素氫化物的沸點(diǎn)變化規(guī)律是____________________________。
答案 (1)Te2->Se2->S2->O2- 第3周期第ⅦA族
(2)AC (3)HH
(4)除水外,隨著原子序數(shù)遞增,氧族元素氫化物的沸點(diǎn)遞增
解析 (1)根據(jù)離子半徑的遞變規(guī)律可知四種離子半徑由大到小的順序是Te2-、Se2-、S2-、O2-。與硫在同周期且非金屬性最強(qiáng)的元素是氯,它在第3周期第ⅦA族
(2)根據(jù)元素周期律,同主族氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱,陰離子的還原性從上到下依次增強(qiáng),A、C正確。
(3)考查含有極性鍵化合物電子式的書寫方法。
(4)由圖像可知,氧族元素氫化物沸點(diǎn)變化規(guī)律是除水外,隨著原子序數(shù)遞增,氧族元素氫化物的沸點(diǎn)遞增。
[拓展探究]
13.水是自然界中普遍存在的一種物質(zhì),也是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。
信息一:水的性質(zhì)存在許多反?,F(xiàn)象,如固態(tài)密度小于液態(tài)密度使冰浮在水面上,沸點(diǎn)相對(duì)較高使水在常溫常壓下呈液態(tài)等。
信息二:在20℃、1個(gè)大氣壓下,水可以結(jié)成冰,稱為“熱冰”(如圖):
試根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題:
(1)s軌道與s軌道重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)表示為δs-s,p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)表示為δp-p,則H2O分子中含有的共價(jià)鍵用符號(hào)表示為_(kāi)___________。
(2)下列物質(zhì)熔化時(shí),所克服的微粒間的作用與“熱冰”熔化時(shí)所克服的作用類型完全相同的是____________(填序號(hào),下同)。
A.金剛石B.干冰
C.食鹽D.固態(tài)氨
(3)已知:2H2OH3O++OH-,在OH-、H2O、H3O+、H2O2中均含有的化學(xué)鍵是________。
A.極性鍵B.非極性鍵
C.配位鍵D.氫鍵
(4)寫出短周期元素原子形成的與H3O+具有相同電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子____________。
(5)水的分解溫度遠(yuǎn)高于其沸點(diǎn)的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)δs-p (2)D (3)A (4)NH3
(5)水分解必須破壞O—H共價(jià)鍵,而水沸騰只需破壞氫鍵和分子間作用力
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