精修版魯科版化學選修3教師用書：第2章 第4節(jié) 分子間作用力與物質性質 Word版含解析

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1、 精品資料 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

2、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

3、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共價化合物和絕大多數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

4、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

5、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；Na

6、Cl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： Cl

7、2：239 K　O2：90.1 K N2：75.1 K　H2：20.3 K I2：454.3 K　Br2：331.9 K (1)據此判斷，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

8、，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

9、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

10、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。化學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

11、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

12、物質密度的影響：氫鍵的存在，會使某物質的密度出現反常，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

13、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

14、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

15、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