2025春高二化学选择性必修2 （配人教版）微专题4 粒子间作用力的判断及对物质性质的影响

粒子间作用力的判断及对物质性质的影响微专题4一、判断共价键类型的方法1.σ键与π键的判断2.大π键(1)定义。在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或共轭大π键,简称大π键。(2)符号表示。3.极性键和非极性键的判断非极性键的判断方法:由相同元素的原子形成的共价键是非极性键。如单质分子(Xn,n>1)(如H2、Cl2、O2、P4等)、某些共价化合物(如C2H2、C2H4、CH3CH2OH等)和某些离子化合物(如Na2O2、CaC2等)含有非极性键。[典型例题1]回答下列问题。2∶136解析:(2)1个CO2和4个H2中共含有6个σ键和2个π键,若有1molCH4生成,则有6molσ键和2molπ键断裂。2[跟踪训练1]有下列十种物质:①CH4②CH3CH2OH③N2④HCl⑤CO2⑥CH3CH3⑦C2H4

⑧C2H2⑨H2O2⑩HCHO请按要求回答下列问题(填序号)。(1)只有σ键的有

,既有σ键又有π键的有

。

(2)只含有极性键的化合物有

,既含有极性键又含有非极性键的化合物有

。

(3)含有双键的有

,含有三键的有

。

①②④⑥⑨③⑤⑦⑧⑩①④⑤⑩②⑥⑦⑧⑨⑤⑦⑩③⑧可根据两点判断化学键类型,a.单键只有σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键;b.同种元素原子之间形成的共价键是非极性键,不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。二、分子间作用力对物质性质的影响1.范德华力对物质性质的影响范德华力是普遍存在于分子间的作用力,其强度比化学键弱,对物质的熔点、沸点和硬度有影响,范德华力越大,熔、沸点越高,硬度越大。一般来讲,具有相似空间结构的分子,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大。2.氢键对物质性质的影响对物质熔、沸点的影响①含有分子间氢键的物质熔、沸点往往比同系列氢化物的熔、沸点高,如ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族中NH3、H2O和HF的熔、沸点反常高;②含有分子内氢键的物质,熔、沸点一般会有所降低,如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45℃)比有分子间氢键的间硝基苯酚熔点(96℃)和对硝基苯酚熔点(114℃)都要低对溶解度的影响在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大,如HF和NH3在水中的溶解度比较大。而溶质分子内如果能够形成氢键,它在极性溶剂中的溶解度则会有所降低[典型例题2]回答下列问题。(1)有机物A()的结构可以表示为(虚线表示氢键),而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离,首先被蒸出的成分是

,原因是

。

AA易形成分子内氢键,B易形成分子间氢键,所以B的沸点比A的高(2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(111℃),原因是

。苯胺分子间存在氢键(3)如图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为

。S8相对分子质量大,分子间范德华力大(4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为

,原因是

。

H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大(5)ZnF2为离子化合物,ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是

。ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主,且极性较小解析:(5)由电负性为F>Cl>Br>I,结合4种物质溶解性的差别可推知,溶解性不同的原因是ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主,且极性较小。(6)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。思维建模[跟踪训练2]下列两组命题中,Ⅱ组中命题正确,且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是(

)选项Ⅰ组Ⅱ组A相对分子质量:HCl>HF沸点:HCl高于HFB键能:H—O>H—S沸点:H2O高于H2SC分子间作用力:H2O>H2S热稳定性:H2O强于H2SD相对分子质量:HI>HCl沸点:HI高于HCl√解析:由于相对分子质量HCl>HF,所以范德华力HCl>HF,但HF分子间存在氢键,而HCl分子间不存在氢键,所以沸点HCl低于HF,A项不符合题意;由于原子半径O<S,键长H—O<H—S,所以键能H—O>H—S,但沸点与共价键的键能无关,H2O分子间存在氢键,所以沸点H2O高于H2S,B项不符合题意;由于相对分子质量H2S>H2O,所以范德华力H2S>H2O,但H2O分子间存在氢键,所以分子间作用力H2O>H2S,由于键能H—O>H—S,所以热稳定性H2O强于H2S,分子的热稳定性与分子间作用力无关,C项不符合题意;由于相对分子质量HI>HCl,所以范德华力HI>HCl,沸点HI高于HCl,D项符合题意。专题集训1.下列模型分别表示C2H2、P4、SF6的结构,下列说法正确的是(

)A.31gP4中含有1molσ键B.SF6是由非极性键构成的分子C.1molC2H4中有5molσ键和1molπ键D.C2H2中不含非极性键√√3.三聚氰胺()是一种有机合成剂和分析剂,结构中含大π键。下列说法错误的是(

)A.三聚氰胺能形成分子间氢键B.1mol该分子中存在15molσ键C.分子中所有化学键均为极性键D.六元环上的氮原子提供孤电子对形成大π键√解析:三聚氰胺分子中含有氨基,故能形成分子间氢键,A正确;1个三聚氰胺分子中含6个N—Hσ键、9个碳氮σ键,1个三聚氰胺分子中含15个σ键,则1mol该分子中存在15molσ键,B正确;三聚氰胺分子中存在N—H极性键和碳氮极性键,所有化学键均为极性键,C正确;氮原子的价层电子排布式为2s22p3,三聚氰胺分子中—NH2中氮原子采取sp3杂化,六元环上的氮原子采取sp2杂化,六元环上的每个氮原子通过2个杂化轨道与2个碳原子形成碳氮σ键,每个N上剩余的1个杂化轨道容纳1个孤电子对,六元环上的氮原子未参与杂化的p轨道上的1个电子形成大π键,孤电子对不形成大π键,D错误。4.(1)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是

。

氢键、范德华力②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是

。

CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4的解析:(1)②根据题给数据可知,笼状结构的空腔直径是0