课时精讲12-分子间作用力及其对物质性质的影响(学生版)

第二章分子结构与性质第三节分子结构与物质的性质课时精讲12分子间作用力及其对物质性质的影响【目标导航】1．认识分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。2．了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。3．了解分子内氢键和分子内氢键在自然界中的广泛存在和重要作用。【知识导图】一、分子间作用力1．分子间作用力(1)概念：分子间存在的一类弱的_____________。(2)分类：包括____________和______。2．范德华力(1)概念：______间普遍存在的一种____________，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。(2)特点：比化学键的键能______得多。(3)实质：______作用，没有饱和性和方向性。二、范德华力及其对物质性质的影响1．含义范德华力是______之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。2．特征(1)范德华力很弱，约比化学键的键能小1～2个数量级。(2)无方向性和饱和性。3．影响因素(1)分子的极性越大，范德华力______。(2)结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力______。4．对物质性质的影响范德华力主要影响物质的______性质，如熔点、沸点；化学键主要影响物质的______性质。范德华力越大，物质熔、沸点______。三、氢键1．氢键的概念氢键是一种____________。它是由已经与______很强的原子(如N、F、O)形成共价键的______与另一个分子中或同一分子中______很强的原子之间的作用力。2．氢键的表示形式(1)通常用____________表示氢键，其中X—H表示氢原子和X原子以______相结合。(2)氢键的键长是指____________间的距离，键能是指X—H…Y分解为______和______所需要的能量。3．氢键形成的条件(1)氢原子位于X原子和Y原子之间。(2)X、Y原子所属元素具有很强的______和很小的原子半径。一般是_____原子、_____原子和_____原子。4．氢键的特征(1)氢键不属于化学键，键能较小，比化学键的键能小1～2个数量级，但比____________强。(2)氢键具有一定的______性和______性。5．类型氢键______氢键______氢键。四、氢键对物质性质的影响1．对物质熔点、沸点的影响：(1)某些氢化物分子间存在氢键，物质的熔、沸点将______。如H2O、NH3、HF等，会使同族氢化物沸点反常，如H2O_____H2Te_____H2Se_____H2S。(2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将______。如熔点、沸点：______。2．对物质溶解度的影响：溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就相对小，如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、乙酸等能与水以任意比混溶，就是因为它们与水形成了分子间______。3．水中的氢键对水的性质的影响(1)水分子间形成氢键，______了水分子间的作用力，使水的熔、沸点比同主族元素中H2S的熔、沸点______。(2)氢键与水分子的性质①水结冰时，体积______，密度______。②接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。五、范德华力、氢键、共价键的比较作用力范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很大的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，X、Y原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔、沸点及溶解度等物理性质；如熔、沸点F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强【小试牛刀】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。1．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中()2．氢键比范德华力强，所以它属于化学键()3．水蒸气、液态水和冰中均存在氢键()4．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高()5．含氢原子的物质之间均可形成氢键()6．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键()7．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中()8．范德华力比氢键的作用力还要弱()9．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质()10．范德华力与氢键的强弱都只与分子的相对分子质量有关()11．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高()12．可燃冰(CH4·8H2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键()13．氨气极易溶于水，原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键()14．NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键()15．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变()16．液态氟化氢中氟化氢分子之间形成氢键，可写为(HF)，则NO2分子间也是因氢键而聚合形成N2O4()17．蛋白质分子间可形成氢键，分子内也存在氢键()18．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致()19．除外，其它卤化氢的沸点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的作用逐渐增强所致20．水分子间存在氢键，故水很稳定，1000°C以上才会部分分解()21．冰的密度比水小、氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释()22．邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低()23．物质的沸点：，分子的稳定性()24．相同压强下的沸点：乙醇>乙二醇>丙烷()25．室温下，在水中的溶解度：丙三醇>苯酚>1-氯丁烷()考点一范德华力及其对物质性质的影响【例1】下列叙述与范德华力无关的是()A．气体物质在加压或降温时能凝结或凝固B．干冰易于升华C．氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高D．氯化钠的熔点较高【答案】D【解析】一般来说，由分子构成的物质，其物理性质通常与范德华力的大小密切相关。A、B、C三个选项中涉及的物质都是由分子构成，故其表现的物理性质与范德华力的大小有关系。只有D选项中的NaCl是离子化合物，不存在分子，故其物理性质与范德华力无关。【例2】下列物质的变化，破坏的主要是范德华力的是()A．碘单质的升华B．NaCl溶于水C．将水加热变为气态 D．NH4Cl受热分解【答案】A【解析】碘的升华，只是状态发生了变化，破坏的是范德华力，没有破坏化学键；NaCl溶于水，会破坏离子键；水由液态变为气态，破坏的是氢键和范德华力；NH4Cl受热分解，破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。【解题技法】化学键与范德华力的比较化学键范德华力概念分子内相邻的原子间强烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力存在分子内(或晶体内)原子或离子间分子间(近距离)强弱较强比化学键弱得多对物质性质的影响影响化学性质和物理性质主要影响物理性质【对点训练1】1．下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是()A．范德华力是决定由分子构成的物质的熔点、沸点高低的唯一因素B．范德华力与物质的性质没有必然的联系C．范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D．范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素【答案】D【解析】范德华力不能影响物质的化学性质，仅能影响由分子构成的物质的部分物理性质，如熔点、沸点及溶解性，并且不是唯一的影响因素。2．下列现象能说明分子间存在作用力的是()A．HCl与NH3相遇时在空气中的冒烟现象B．气体能液化C．稀有气体的灯管通电后发出有颜色的光D．HI受热分解【答案】B【解析】HCl与NH3在空气中相遇冒烟是因为生成了NH4Cl；稀有气体通电发出有颜色的光是因为其电子受激发释放出光能；HI受热分解是因为生成H2和I2，这些均不能说明分子间存在作用力。考点二氢键及其对物质性质的影响【例3】氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为 ()A．B．C．D．【答案】B【解析】从氢键的形成原理上讲，A、B都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形，易提供孤电子对，故以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从氨水的性质讲，依据NH3·H2ONH4++OH-可知答案是B【例4】已知各种硝基苯酚的性质如下表：名称结构式25℃，水中溶解度/g熔点/℃沸点/℃邻­硝基苯酚0.245100间­硝基苯酚1.496194对­硝基苯酚1.7114295下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是()A．邻­硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔沸点低于另两种硝基苯酚B．间­硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键C．对­硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔沸点较高D．三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键，所以在水中溶解度小【答案】D【解析】当分子形成分子内氢键时，就难再形成分子间氢键，故其熔沸点低，A正确；间­硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键，B正确、D错误；形成分子间氢键后，使物质的熔沸点升高，C正确。【解题技法】形成氢键(A—H…B—)的三个原子不一定在一条线上；分子内氢键使物质的熔、沸点降低，而分子间氢键使物质的熔、沸点升高。【对点训练2】3．下列物质的性质与氢键无关的是()A．冰的密度比液态水的密度小B．NH3易液化C．NH3分子比PH3分子稳定D．在相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高4．下列实验事实与氢键有关的是()A．乙醇可与水以任意比互溶B．H2O的热稳定性比H2S强C．HF能与SiO2反应生成SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中D．NH3能与HCl反应1．下列有关范德华力的叙述正确的是()A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力比化学键强度弱C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量2．下列说法不正确的是()A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称B．分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于自然界中3．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力。下列物质：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤CaCl2、⑥干冰，其中含有两种不同类型的作用力的是()A．①③⑤⑥B．①③⑥C．②④⑥D．①②③⑥4．下列叙述与范德华力无关的是 ()A．气态物质加压或降温时能变为液态或固态B．熔、沸点：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3C．干冰易升华，SO2固体不易升华D．氯化钠的熔点较高5．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是()A．氢键；分子间作用力；非极性键B．氢键；氢键；极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键6．下列关于氢键的说法中，正确的是()A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键B．因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定C．氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键D．邻羟基苯甲醛的熔点比对羟基苯甲醛的熔点高7．关于氢键的下列说法中正确的是()A．每个水分子内含有两个氢键B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键C．分子间能形成氢键使物质的熔点和沸点升高D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键8．关于氢键，下列说法正确的是()A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键B．冰中存在氢键，水中不存在氢键C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致9．2022年2月20日晚，第二十四届冬奥会在北京国家体育场胜利闭幕，下列关于“冰”与“雪”的说法正确的是()

A．冰中氢键的键