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.doc
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第4節(jié)分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)1.了解分子間作用力的廣泛存在及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。2.了解氫鍵的形成條件、類型和特點(diǎn)。3.列舉含有氫鍵的物質(zhì),知道氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。(重難點(diǎn))范 德 華 力 與 物 質(zhì) 性 質(zhì)基礎(chǔ)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(zhì)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(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1概念及實(shí)質(zhì):范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力,其實(shí)質(zhì)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(xué)鍵的鍵能小得多。(2)范德華力無(wú)方向性,無(wú)飽和性。3影響因素(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)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(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。(1)范德華力的實(shí)質(zhì)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(zhì)中。()(4)范德華力比化學(xué)鍵弱得多。()(5)HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱,是因?yàn)榉肿娱g作用力依次減弱。()核心突破1化學(xué)鍵與范德華力的比較化學(xué)鍵范德華力概念分子內(nèi)相鄰的原子間強(qiáng)烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力存在分子內(nèi)原子間分子間(近距離)強(qiáng)弱較強(qiáng)比化學(xué)鍵弱得多對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響主要影響化學(xué)性質(zhì)主要影響物理性質(zhì)2.對(duì)范德華力存在的理解(1)離子化合物中只存在化學(xué)鍵,不存在范德華力。(2)范德華力只存在于由共價(jià)鍵形成的多數(shù)共價(jià)化合物和絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)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(jià)鍵形成的物質(zhì)的微粒之間不存在范德華力。3范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的影響:一般來(lái)說(shuō),組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)通常越高。如熔點(diǎn)、沸點(diǎn):I2Br2Cl2F2,RnXeKrArNeHe。(2)對(duì)物質(zhì)溶解性的影響:如在273 K、101 kPa時(shí),氧氣在水中的溶解度比氮?dú)庠谒械娜芙舛却?,就是因?yàn)镺2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(dǎo)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(guān)1共價(jià)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):Na2O2、SiO2、石墨、金剛石、CaCl2、干冰,其中含有兩種不同類型的作用力的是()ABCD【解析】Na2O2中存在離子鍵和非極性鍵,SiO2中只存在極性鍵,石墨中存在共價(jià)鍵和范德華力,金剛石中只存在共價(jià)鍵,CaCl2中只存在離子鍵,干冰中存在共價(jià)鍵和范德華力?!敬鸢浮緽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BNaCl溶于水C將水加熱變?yōu)闅鈶B(tài)DNH4Cl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(méi)有破壞化學(xué)鍵;NaCl溶于水,會(huì)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(xué)鍵(包括共價(jià)鍵和離子鍵)。【答案】A3下列關(guān)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(gòu)成的物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的唯一因素B范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒(méi)有必然的聯(lián)系C范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)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【解析】范德華力不能影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),僅能影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的部分物理性質(zhì),如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及溶解性,并且不是唯一的影響因素?!敬鸢浮緿4有下列物質(zhì)及它們各自的沸點(diǎn):Cl2:239 KO2:90.1 KN2:75.1 KH2:20.3 KI2:454.3 KBr2:331.9 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(duì)分子質(zhì)量的大小有何關(guān)系?_?!敬鸢浮?1)I2Br2Cl2O2N2H2(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)量逐漸減小,分子間范德華力逐漸減小,物質(zhì)沸點(diǎn)逐漸減小氫 鍵 及 其 對(duì) 物 質(zhì) 性 質(zhì) 的 影 響基礎(chǔ)初探教材整理1氫鍵1概念:當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的原子X(jué)以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí),氫原子與另一個(gè)電負(fù)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XHY表示氫鍵,其中XH表示氫原子和X原子以共價(jià)鍵相結(jié)合。(2)氫鍵的鍵長(zhǎng)是指X和Y間的距離,氫鍵的鍵能是指XHY分解為XH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(qiáng)的電負(fù)性和很小的原子半徑,主要是N、O、F。4分類:分子內(nèi)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(xué)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(méi)有飽和性。()教材整理2氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1當(dāng)形成分子間氫鍵時(shí),物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將升高。2當(dāng)形成分子內(nèi)氫鍵時(shí),物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將降低。3氫鍵也影響物質(zhì)的電離、溶解等過(guò)程。一個(gè)H2O分子最多可以形成幾個(gè)氫鍵?【提示】一個(gè)H2O分子有兩個(gè)H原子。O原子上有兩個(gè)孤對(duì)電子,易與其他H2O分子中的H原子形成氫鍵,故一個(gè)H2O分子最多可形成四個(gè)氫鍵。合作探究探究背景一般情況下,結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加,熔沸點(diǎn)逐漸升高。化學(xué)課外小組同學(xué)查閱資料得A族元素氫化物熔沸點(diǎn)關(guān)系圖示:氧族元素的氫化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)探究問(wèn)題1四種物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大小順序:H2OH2SH2SeH2Te。2理論上四種物質(zhì)沸點(diǎn)由低到高順序是H2OH2SH2SeH2Te。3解釋H2O沸點(diǎn)最高的原因?【提示】O元素電負(fù)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(diǎn)升高,而另外三種物質(zhì)分子間無(wú)氫鍵,故沸點(diǎn)H2OH2S。核心突破1氫鍵的性質(zhì)(1)氫鍵具有飽和性和方向性。(2)粒子間作用強(qiáng)弱關(guān)系:化學(xué)鍵氫鍵范德華力。(3)與H原子結(jié)合的X原子的電負(fù)性越強(qiáng),形成氫鍵時(shí)氫鍵的作用能越大。2氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的影響:某些氫化物分子間存在氫鍵,如H2O、NH3、HF等,會(huì)使同族氫化物沸點(diǎn)反常,如H2OH2TeH2SeH2S。氫鍵分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵,對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間氫鍵大于分子內(nèi)氫鍵。如熔點(diǎn)、沸點(diǎn):。(2)對(duì)物質(zhì)密度的影響:氫鍵的存在,會(huì)使某物質(zhì)的密度出現(xiàn)反常,如液態(tài)水變?yōu)楸?,密度?huì)變小。(3)對(duì)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(duì)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?yàn)樗鼈兣c水形成了分子間氫鍵。(4)氫鍵對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響:氫鍵的存在使一些物質(zhì)具有一些特殊結(jié)構(gòu),如冰晶體的孔穴結(jié)構(gòu)使體積膨脹。題組沖關(guān)1關(guān)于氫鍵的下列說(shuō)法中正確的是()A每個(gè)水分子內(nèi)含有兩個(gè)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(diǎn)和沸點(diǎn)升高DHF的穩(wěn)定性很強(qiáng),是因?yàn)槠浞肿娱g能形成氫鍵【解析】水分子間存在氫鍵,水分子內(nèi)不存在氫鍵,A錯(cuò)誤;水蒸氣中水分子距離較大,不形成氫鍵,B錯(cuò)誤;氫鍵較一般的分子間作用力強(qiáng),含有氫鍵的物質(zhì)具有較高的熔、沸點(diǎn),C正確;HF的穩(wěn)定性很強(qiáng),是由于HF鍵鍵能較大的原因,與氫鍵無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤?!敬鸢浮緾2下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與氫鍵有關(guān)的是()A乙醇可與水以任意比互溶BH2O的熱穩(wěn)定性比H2S強(qiáng)CHF能與SiO2反應(yīng)生成SiF4,故氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中DNH3能與HCl反應(yīng)【解析】A選項(xiàng)中乙醇易溶于水是由于乙醇中OH鍵與水中的氧原子形成OHO氫鍵,從而增大了溶解度;B選項(xiàng)中由于HO鍵的鍵長(zhǎng)比HS鍵的鍵長(zhǎng)短,鍵能大,故H2O分子穩(wěn)定;C選項(xiàng)中由于HF能與SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故HF不能用玻璃瓶盛放;D選項(xiàng)是NH3的化學(xué)性質(zhì)。【答案】A3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分子間氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)的溶解度有影響C范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間D氫鍵是一種特殊的化學(xué)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(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高外,對(duì)物質(zhì)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(qiáng)的作用力,它們可以同時(shí)存在于分子之間,C正確;氫鍵不是化學(xué)鍵,化學(xué)鍵是原子與原子間強(qiáng)烈的相互作用,D錯(cuò)誤。【答案】D4比較下列熔、沸點(diǎn)高低并且說(shuō)明原因?!緦?dǎo)學(xué)號(hào):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(méi)有氫鍵(2)HF分子之間存在氫鍵而HCl分子之間沒(méi)有氫鍵(3)Br2的相對(duì)分子質(zhì)量沒(méi)有I2的大(4)CH4的相對(duì)分子質(zhì)量沒(méi)有CCl4的大- 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