2018-2019學年高中化學 第2章 化學鍵與分子間作用力 第4節(jié) 分子間作用力與物質性質學案 魯科版選修3.doc

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第4節(jié)　分子間作用力與物質性質 1.了解分子間作用力的廣泛存在及對物質性質的影響。 2.了解氫鍵的形成條件、類型和特點。 3.列舉含有氫鍵的物質，知道氫鍵對物質性質的影響。(重難點) 范 德 華 力 與 物 質 性 質 [基礎初探] 教材整理1　分子間作用力 1.概念,分子間存在的一類弱的相互作用力。 2.分類 任何物質的分子之間都一定存在作用力嗎？ 【提示】　一定存在。 教材整理2　范德華力及其對物質性質的影響 1．概念及實質：范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力，其實質是分子之間的電性作用。 2．特征 (1)范德華力的作用能比化學鍵的鍵能小得多。 (2)范德華力無方向性，無飽和性。 3．影響因素 (1)組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間的范德華力越大。 (2)分子的極性越大，分子間的范德華力越大。 4．對物質性質的影響：范德華力主要影響物質的物理性質，范德華力越大，物質的熔、沸點越高。 (1)范德華力的實質是電性作用，有一定的方向性和飽和性。() (2)分子間作用力就是范德華力。() (3)范德華力存在于任何物質中。() (4)范德華力比化學鍵弱得多。(√) (5)HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱，是因為分子間作用力依次減弱。() [核心突破] 1．化學鍵與范德華力的比較 化學鍵 范德華力 概念 分子內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 分子內原子間 分子間(近距離) 強弱 較強 比化學鍵弱得多 對物質性質的影響 主要影響化學性質 主要影響物理性質 2.對范德華力存在的理解 (1)離子化合物中只存在化學鍵，不存在范德華力。 (2)范德華力只存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物和絕大多數(shù)非金屬單質分子之間及稀有氣體分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質的微粒之間不存在范德華力。 3．范德華力對物質性質的影響 (1)對物質熔點、沸點的影響：一般來說，組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的熔點、沸點通常越高。如熔點、沸點：I2>Br2>Cl2>F2，Rn>Xe>Kr>Ar>Ne>He。 (2)對物質溶解性的影響：如在273 K、101 kPa時，氧氣在水中的溶解度比氮氣在水中的溶解度大，就是因為O2與水分子之間的作用力比N2與水分子之間的作用力大所導致的。 (3)相似相溶原理：極性分子易溶于極性溶劑中(如HCl易溶于水中)，非極性分子易溶于非極性溶劑中(如I2易溶于CCl4中，S易溶于CS2中)。 [題組沖關] 1．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：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．①③⑤⑥ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥ 【解析】　①Na2O2中存在離子鍵和非極性鍵，②SiO2中只存在極性鍵，③石墨中存在共價鍵和范德華力，④金剛石中只存在共價鍵，⑤CaCl2中只存在離子鍵，⑥干冰中存在共價鍵和范德華力。 【答案】　B 2．下列物質的變化，破壞的主要是范德華力的是(　　) A．碘單質的升華　 B．NaCl溶于水 C．將水加熱變?yōu)闅鈶B(tài) D．NH4Cl受熱分解 【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)。 【答案】　A 3．下列關于范德華力影響物質性質的敘述中，正確的是(　　) A．范德華力是決定由分子構成的物質的熔點、沸點高低的唯一因素 B．范德華力與物質的性質沒有必然的聯(lián)系 C．范德華力能夠影響物質的化學性質和物理性質 D．范德華力僅是影響物質部分物理性質的一種因素 【解析】　范德華力不能影響物質的化學性質，僅能影響由分子構成的物質的部分物理性質，如熔點、沸點及溶解性，并且不是唯一的影響因素。 【答案】　D 4．有下列物質及它們各自的沸點： Cl2：239 K　O2：90.1 K N2：75.1 K　H2：20.3 K I2：454.3 K　Br2：331.9 K (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)這一順序與相對分子質量的大小有何關系？ ______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【答案】　(1)I2＞Br2＞Cl2＞O2＞N2＞H2 (2)相對分子質量越大，分子間范德華力越大，沸點越高。按上述順序相對分子質量逐漸減小，分子間范德華力逐漸減小，物質沸點逐漸減小 氫 鍵 及 其 對 物 質 性 質 的 影 響 [基礎初探] 教材整理1　氫鍵 1．概念：當氫原子與電負性大的原子X以共價鍵結合時，氫原子與另一個電負性大的原子Y之間的靜電相互作用和一定程度的軌道重疊作用。 2．表示形式 (1)通常用X—H…Y表示氫鍵，其中X—H表示氫原子和X原子以共價鍵相結合。 (2)氫鍵的鍵長是指X和Y間的距離，氫鍵的鍵能是指X—H…Y分解為X—H和Y所需要的能量。 3．形成條件 (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電負性和很小的原子半徑，主要是N、O、F。 4．分類：分子內氫鍵和分子間氫鍵。 5．特征 (1)氫鍵的作用能比范德華力的作用能大一些，但比化學鍵的鍵能小得多。 (2)氫鍵具有一定的方向性和飽和性。 (1)氫鍵只存在于分子之間。() (2)液態(tài)水分子間的作用力只有氫鍵。() (3)形成氫鍵的分子中不一定有H原子。() (4)氫鍵只有方向性沒有飽和性。() 教材整理2　氫鍵對物質性質的影響 1．當形成分子間氫鍵時，物質的熔、沸點將升高。 2．當形成分子內氫鍵時，物質的熔、沸點將降低。 3．氫鍵也影響物質的電離、溶解等過程。 一個H2O分子最多可以形成幾個氫鍵？ 【提示】　一個H2O分子有兩個H原子。O原子上有兩個孤對電子，易與其他H2O分子中的H原子形成氫鍵，故一個H2O分子最多可形成四個氫鍵。 [合作探究] [探究背景] 一般情況下，結構和組成相似的物質，隨相對分子質量的增加，熔沸點逐漸升高?；瘜W課外小組同學查閱資料得ⅥA族元素氫化物熔沸點關系圖示： 氧族元素的氫化物的熔點和沸點 [探究問題] 1．四種物質相對分子質量大小順序：H2O＜H2S＜H2Se＜H2Te。 2．理論上四種物質沸點由低到高順序是H2O＜H2S＜H2Se＜H2Te。 3．解釋H2O沸點最高的原因？ 【提示】　O元素電負性較大，水分子中的O原子與其他H2O分子中的H原子形成了氫鍵，使H2O的沸點升高，而另外三種物質分子間無氫鍵，故沸點H2O＞H2S。 [核心突破] 1．氫鍵的性質 (1)氫鍵具有飽和性和方向性。 (2)粒子間作用強弱關系：化學鍵＞氫鍵＞范德華力。 (3)與H原子結合的X原子的電負性越強，形成氫鍵時氫鍵的作用能越大。 2．氫鍵對物質性質的影響 (1)對物質熔點、沸點的影響： ①某些氫化物分子間存在氫鍵，如H2O、NH3、HF等，會使同族氫化物沸點反常，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②氫鍵分為分子間氫鍵和分子內氫鍵，對物質性質的影響分子間氫鍵大于分子內氫鍵。如熔點、沸點：。 (2)對物質密度的影響：氫鍵的存在，會使某物質的密度出現(xiàn)反常，如液態(tài)水變?yōu)楸芏葧冃　? (3)對物質溶解度的影響：溶劑和溶質之間存在氫鍵，溶解性好，溶質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氫鍵。 (4)氫鍵對物質結構的影響：氫鍵的存在使一些物質具有一些特殊結構，如冰晶體的孔穴結構使體積膨脹。 [題組沖關] 1．關于氫鍵的下列說法中正確的是(　　) A．每個水分子內含有兩個氫鍵 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 【解析】　水分子間存在氫鍵，水分子內不存在氫鍵，A錯誤；水蒸氣中水分子距離較大，不形成氫鍵，B錯誤；氫鍵較一般的分子間作用力強，含有氫鍵的物質具有較高的熔、沸點，C正確；HF的穩(wěn)定性很強，是由于H—F鍵鍵能較大的原因，與氫鍵無關，D錯誤。 【答案】　C 2．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 【解析】　A選項中乙醇易溶于水是由于乙醇中O—H鍵與水中的氧原子形成O—H…O氫鍵，從而增大了溶解度；B選項中由于H—O鍵的鍵長比H—S鍵的鍵長短，鍵能大，故H2O分子穩(wěn)定；C選項中由于HF能與SiO2發(fā)生化學反應，故HF不能用玻璃瓶盛放；D選項是NH3的化學性質。 【答案】　A 3．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 【解析】　分子間作用力是分子間相互作用力的總稱，A正確；分子間氫鍵的形成除使物質的熔點、沸點升高外，對物質的溶解度等也有影響，B正確；范德華力是分子與分子間的相互作用力，而氫鍵是分子間比范德華力稍強的作用力，它們可以同時存在于分子之間，C正確；氫鍵不是化學鍵，化學鍵是原子與原子間強烈的相互作用，D錯誤。 【答案】　D 4．比較下列熔、沸點高低并且說明原因。 【導學號：66240020】 (1)H2O________H2S　原因_____________________________________。 (2)HF________HCl　原因______________________________________。 (3)Br2________I2　原因____________________________________。 (4)CH4________CCl4　原因__________________________________。 【答案】　(1)＞　H2O分子之間存在氫鍵而H2S分子之間沒有氫鍵 (2)＞　HF分子之間存在氫鍵而HCl分子之間沒有氫鍵 (3)＜　Br2的相對分子質量沒有I2的大 (4)＜　CH4的相對分子質量沒有CCl4的大