2025年高中化学新教材同步 必修第一册 第4章　第3节　第2课时　化学键　分子间作用力

第2课时化学键分子间作用力[核心素养发展目标]1.理解化学键的概念及化学反应的本质,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2.会识别微粒间作用力的类型,能判断物质变化过程中化学键的变化,培养“证据推理与模型认知”的核心素养。一、化学键与分子间作用力1.化学键(1)概念:相邻的原子之间强烈的相互作用。(2)分类(3)化学反应的本质①表象:反应物中的原子重新组合为产物分子。②本质:旧化学键的断裂和新化学键的形成。③解释H2和Cl2反应过程思考1有化学键断裂的过程一定是化学反应吗?有化学键形成的过程一定有新物质生成吗?提示不一定,如NaCl受热熔化断裂离子键,HCl溶于水断裂共价键,但都不是化学变化,NaCl溶液蒸发结晶,有离子键形成,但过程为物理变化,没有新物质生成。2.分子间作用力(1)分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,最初又称范德华力。由分子构成的物质,其熔、沸点等物理性质主要由分子间作用力大小决定。(2)分类:分子间作用力分为范德华力和氢键。其中范德华力比化学键弱得多;氢键不是化学键,比化学键弱,比范德华力强。(3)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高,水分子间的氢键可使其密度在固态时低于液态时的密度。思考2“因为H2O分子间存在氢键,故H2O的稳定性强于H2S”这句话对吗?为什么?提示不对。氢键属于分子间作用力,只影响物质的熔、沸点等物理性质,而H2O的稳定性是由H—O稳定性决定,是物质的化学性质。1.判断正误(1)NaHSO4中含有离子键、极性共价键与非极性共价键 ()(2)化学键既可存在于分子内的原子间,又可存在于分子之间 ()(3)稀有气体中不存在化学键 ()(4)两原子之间的相互作用叫做化学键 ()答案(1)×(2)×(3)√(4)×2.下列叙述正确的是 ()A.化学键是一种作用力B.氯气中含离子键C.离子键、共价键、分子间作用力均属于化学键D.所有物质一定含有化学键答案A解析离子键只存在于离子化合物中,氯气是非金属单质,不含离子键,故B错误;分子间作用力不属于化学键,故C错误;稀有气体中没有化学键,故D错误。3.关于氢键及范德华力,下列说法正确的是 ()A.氢键比范德华力强,所以它属于化学键B.分子间形成的氢键使物质的熔、沸点升高C.沸点:HI>HBr>HCl>HFD.H2O是一种稳定的化合物,这是由H2O之间形成氢键所致答案B解析氢键属于分子间作用力,不属于化学键,A错误;若分子间含有氢键,则固体熔化或液体汽化时除克服范德华力外,还需要破坏氢键,所以分子间形成的氢键会使物质的熔、沸点都升高,B正确;第ⅦA族元素的简单气态氢化物中,氟化氢分子间存在氢键,沸点较高,其他元素氢化物分子间只有范德华力,一般相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高,因此沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;H2O的化学性质稳定是因为分子内的氢氧键比较稳定,与分子间形成氢键无关,D错误。4.下列各组物质中,含有的化学键类型完全相同的是 ()A.HI和NaI B.NaF和KOHC.CO2和HCl D.F2和NaBr答案C解析NaI是离子化合物,存在的化学键是离子键,HI是共价化合物,只存在共价键,化学键类型不相同,故A错误;NaF和KOH均是离子化合物,存在离子键,KOH中还存在共价键,化学键类型不完全相同,故B错误;CO2和HCl都是共价化合物,存在的化学键都是极性共价键,故C正确;F2是非金属单质,存在的化学键是共价键,NaBr是离子化合物,只存在离子键,化学键类型不同,故D错误。化学键与物质类型的关系二、物质变化过程中化学键的变化1.化学反应过程(1)化学键的变化:化学反应过程包含反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成,如H2+Cl22HCl。(2)实质:旧化学键断裂,2.物质的溶解或熔化过程(1)离子化合物的溶解或熔化的过程离子化合物电离阴、阳离子如NaCl在水中或熔化时的电离:NaClNa++Cl-。注:一些特殊的离子化合物,可以和水发生反应,如Na2O2溶于水既有离子键又有共价键被破坏。(2)共价化合物的溶解或熔化过程①溶解过程②熔化过程(3)单质的熔化或溶解过程单质的特点化学键变化举例由分子构成的固体单质熔化或升华时只破坏范德华力,不破坏化学键P4的熔化,I2的升华等由原子构成的单质熔化时破坏共价键金刚石、晶体硅等能与水反应的某些活泼非金属单质溶于水后,分子内共价键被破坏Cl2、F2等思考1下列变化中:①蔗糖溶于水②硫酸氢钾熔化③氨气液化④NaCl溶于水⑤Na2O2溶于水⑥HBr溶于水(1)只有离子键被破坏的是,只有共价键被破坏的是。

(2)既有离子键被破坏,又有共价键被破坏的是。

提示(1)②④⑥(2)⑤思考2在不断升温时,会发生如下变化:冰液态水水蒸气H2+O2则每个过程中破坏的主要作用力是什么?提示Ⅰ.氢键和范德华力(或分子间作用力)Ⅱ.氢键和范德华力(或分子间作用力)Ⅲ.共价键(H—O)。1.在下列变化过程中既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是 ()A.硫酸氢钠溶于水B.氯化钠熔化C.SO2气体溶于水D.碘晶体升华答案A解析硫酸氢钠溶于水的电离方程式为NaHSO4Na++H++SO42-,既有离子键被破坏又有共价键被破坏,A正确;氯化钠为离子化合物,熔化时的电离方程式为NaClNa++Cl-,只有离子键被破坏,B错误;SO2为共价化合物,SO2溶于水,可以和水反应:SO2+H2OH2SO3,只有共价键被破坏,C错误;碘晶体升华,破坏的是分子间作用力,D错误。2.在“固体氯→液氯→氯气→氯原子”的变化过程中,被破坏的作用力依次是 ()A.范德华力、范德华力、范德华力B.共价键、共价键、共价键C.范德华力、共价键、共价键D.范德华力、范德华力、共价键答案D解析固体氯→液氯→氯气属于物质的三态变化,属于物理变化,破坏了范德华力,氯气→氯原子发生了化学变化,破坏了共价键,所以在“固体氯→液氯→氯气→氯原子”的变化过程中,被破坏的作用力依次是范德华力、范德华力、共价键。物质性质影响因素分析凡涉及化学性质的问题,要从化学键方面找原因;凡涉及物理性质的问题,要从分子间作用力(范德华力和氢键)方面找原因。1.(2024·北京高一开学考试)关于化学键和分子间作用力,下列说法不正确的是 ()A.氢键是一种较强的分子间作用力B.分子间作用力就是分子间的引力C.胆矾既含有离子键又含有共价键D.某化合物中存在离子键,它一定是离子化合物答案B解析分子间作用力就是分子间的相互作用力,含斥力和引力,故选B。2.(2023·广州六中高一检测)用NaClO可除去水体中过量氨氮(以NH3表示),以防止水体富营养化,其原理如图所示。下列有关叙述正确的是 ()A.原理中所涉及的元素的原子半径:Cl>Na>O>N>HB.NH3、H2O、OH-所含的质子数和电子数均相等C.NaClO和HClO所含的化学键类型相同D.反应③有离子键和共价键的断裂和形成答案D解析根据粒子半径大小的比较方法,原子半径的大小顺序为Na>Cl>N>O>H,A错误;NH3质子数为10,H2O质子数为10,OH-质子数为9,B错误;NaClO含有离子键和共价键,HClO只含有共价键,C错误;反应③为NaOH+HClNaCl+H2O,有离子键和共价键的断裂和形成,D正确。3.(1)有下列物质:He、N2、CaO、H2SO4、Na2S、KOH、NaHCO3。①只含共价键的是;

②只含离子键的是;

③既含有共价键又含有离子键的是;

④属于共价化合物的是;

⑤属于离子化合物的是。

(2)下列变化中,不需要破坏化学键的是

(填字母)。A.硫酸与氢氧化钠反应B.加热氯酸钾使其分解C.冰融化D.氯化钠溶于水答案(1)①N2、H2SO4②CaO、Na2S③KOH、NaHCO3④H2SO4⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3(2)C解析(1)N2、H2SO4分子中只含共价键;CaO、Na2S中只含离子键;KOH、NaHCO3中既含有离子键又含有共价键,He分子中不含化学键。(2)A项反应中有化学键的断裂和形成,化学键被破坏;KClO3受热分解破坏离子键和共价键;NaCl溶于水,离子键被破坏;冰融化后变为液态水,共价键未被破坏。课时对点练[分值:100分](选择题1~8题,每小题5分,9~11题,每小题6分,共58分)题组一化学键分子间作用力1.下列说法不正确的是 ()A.分子间作用力与化学键的大小相当B.分子间作用力是一种很弱的作用力C.分子间作用力主要影响物质的物理性质D.分子内部相邻原子之间强烈的相互作用为化学键,而分子间存在的相互作用为分子间作用力答案A解析化学键是相邻原子之间强烈的相互作用,分子间作用力是一种分子之间弱的相互作用,故A错误。2.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列物质中,只含有以上一种作用力的是 ()①氦②Na2S③HI④CaO⑤Na2O2⑥KOHA.①②③ B.③⑤⑥C.②③⑤ D.①②④答案D解析氦中不存在化学键,氦分子间只存在范德华力,①符合题意;Na2S中只含有离子键,属于离子化合物,②符合题意;HI分子中含H—I共价键,HI分子间存在范德华力,③不符合题意;CaO中只含有离子键,属于离子化合物,④符合题意;Na2O2中含有离子键和非极性共价键,⑤不符合题意;KOH中含有离子键和极性共价键,⑥不符合题意。3.(2024·乌鲁木齐高一期末)下列现象与氢键有关的是 ()①NH3的熔、沸点比PH3的熔、沸点高②稳定性:HF>HCl③冰的密度比液态水的密度小④水分子高温下也很稳定A.①②③④ B.①②④C.①③ D.①③④答案C解析NH3和PH3的结构相似,但氨气分子间存在氢键,PH3分子间只存在分子间作用力,氢键的存在导致物质的熔、沸点升高,故①选;HF、HCl的热稳定性依次减弱,是因为H—X共价键稳定性依次减弱,与氢键无关,故②不选;冰中存在氢键,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故③选;水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,故④不选。4.“珍珠项链靠线穿,芝麻成球靠糖粘;微观粒子聚一起,全靠一种超魔力”,这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是 ()A.CO和O2反应可生成具有极性共价键的CO2B.既含极性键,又含非极性键C.只含H、N、O三种元素的化合物,可能形成含有共价键的离子化合物,也可能形成共价化合物D.含有离子键的物质不可能是单质答案B解析CO2中只含有极性共价键,A正确;中只含有极性键,B错误;H、N、O可以形成含有共价键的离子化合物NH4NO3,也可以形成共价化合物HNO3,C正确;离子键的形成必须有阴、阳离子,D正确。题组二物质变化过程中化学键的变化5.下列说法正确的是 ()A.H2O的沸点比H2S高,所以H2O比H2S更稳定B.碘升华和干冰熔化时需克服微粒间的作用力类型相同C.Na2O2溶于水只有离子键被破坏D.NaHCO3受热分解的过程只有离子键被破坏答案B解析稳定性是化学性质,沸点是物理性质,稳定性与沸点高低无关,A错误;碘升华和干冰熔化时,均需克服分子间作用力,作用力类型相同,B正确;Na2O2加入水中,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,既有离子键被破坏又有非极性共价键被破坏,H2O中的极性共价键被破坏,C错误;NaHCO3受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,既有离子键被破坏又有共价键被破坏,D错误。6.从化学键的角度看,化学反应的实质是“旧化学键的断裂,新化学键的形成”,下列过程中既有旧化学键的断裂,又有新化学键的形成的是 ()A.Cl2溶于水 B.碘升华C.氯化钠受热熔化 D.硝酸铵溶于水答案A解析氯气溶于水发生了化学反应,氯气和水反应生成HCl和次氯酸,既有旧化学键的断裂,又有新化学键的形成,A正确;碘升华是物理变化,只是物质的状态发生了变化,只破坏了分子间作用力,没有发生化学反应,所以没有旧化学键的断裂和新化学键的形成,B错误;氯化钠受热熔化是物理变化,只是物质的状态发生了变化,破坏了离子键,没有新化学键的形成,C错误;硝酸铵溶于水没有发生化学反应,只是破坏了离子键,没有新化学键的形成,D错误。7.(2024·北京高一开学考试)下列过程中,共价键被破坏的是 ()A.水蒸发 B.NH3被木炭吸附C.酒精溶于水 D.HCl气体溶于水答案D解析水蒸发、NH3被木炭吸附、酒精溶于水都是物理变化,没有化学键被破坏,A、B、C错误;HCl气体溶于水,在水中电离出氢离子和氯离子,H—Cl共价键被破坏,D正确。8.下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是 ()A.Cl2+H2OHClO+HClB.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑C.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2OD.2FeCl2+H2O2+2HCl2FeCl3+2H2O答案B解析反应Cl2+H2OHClO+HCl中,无离子键的断裂和形成,无非极性键的形成,A不符合题意;反应NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O中,无非极性键的断裂和形成,C不符合题意;反应2FeCl2+H2O2+2HCl2FeCl3+2H2O中,无非极性键的形成,D不符合题意。9.对事实:“100℃时,水会沸腾变成水蒸气;温度达到2200℃以上时,水分解为H2和O2”的解释不正确的是 ()A.100℃所提供的能量,破坏了水分子之间存在的相互作用B.2200℃所提供的能量,破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用C.100℃及2200℃时,水分子均变为氢原子和氧原子D.对比温度值可知,水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用强答案C解析100℃时,水会沸腾变成水蒸气,说明破坏了水分子之间存在的相互作用,故A正确;温度达到2200℃以上时,水分解为H2和O2,说明发生了化学变化,有旧键的断裂和新键的形成,故B正确;100℃时,只是水的状态变化,无化学变化,无化学键的断裂,故C错误;2200℃时破坏水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用,100℃时破坏水分子之间存在的相互作用,故D正确。10.下列说法正确的是 ()A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物B.CaCO3高温受热分解的过程中既破坏了离子键,也破坏了共价键C.CO2分子内存在非极性共价键D.非极性键只能存在于非金属单质或共价化合物中答案B解析HCl分子中只存在H—Cl共价键,HCl属于共价化合物,故A错误;CO2分子内只存在极性共价键,故C错误;非极性键可能存在于离子化合物中,如Na2O2中含有非极性键,故D错误。11.化合物M(结构式如图所示)可用于口腔清洁。已知W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号主族元素,W与Z、X与Y分别同主族,Y、Z对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法不正确的是 ()A.简单离子的半径:Y>Z>WB.简单气态氢化物的沸点:X>YC.化合物M中X的化合价均为-2D.ZW可与H2O反应生成W的单质答案C解析已知W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号主族元素,由X可以形成2个共价键、Y形成6个共价键,X与Y同主族可知,X为O、Y为S;Y、Z对应的简单离子核外电子排布相同,Z可以形成带1个单位正电荷的阳离子,Z为第ⅠA族元素,为K;W与Z同主族,W为H。电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,简单离子的半径:Y>Z>W,A正确;水分子可以形成分子间氢键,导致水的沸点高于硫化氢,B正确;由图可知,化合物M中存在过氧根,故O的化合价存在-1价,C错误;KH为金属氢化物,可与水反应生成氢气,D正确。12.(18分)(1)有下列物质:①O2②金刚石③NaBr④H2SO4⑤Na2CO3⑥NH4Cl⑦NaHSO4⑧Ne⑨Na2O2⑩NaOH其中,只含有离子键的是(填序号,下同);只含有极性键的是;只含有非极性键的是;既含有离子键又含有极性键的是;既含有离子键又含有非极性键的是;没有离子键和共价键的是。

(2)NaHSO4溶于水时,断开的化学键的类型:。

(3)NaHCO3受热分解时,断开的化学键的类型:,形成的化学键类型:。

答案(1)③④①②⑤⑥⑦⑩⑨⑧(2)离子键、极性共价键(3)离子键、极性共价键离子键、极性共价键13.(10分)卫健委曾发出公告,禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。CaO2与Na2O2在结构和性质上有很多相似的地方。请回答下列问题:(1)CaO2中阴、阳离子个数之比为,电子式为。

(2)CaO2与足量水反应的离子方程式为

,

反应过程中断裂的化学键有(填字母)。

A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键(3)CaO2与二氧化碳反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

答案(1)1∶1Ca2+[··O······O······]2-(2)2CaO2+2H2O2Ca2+解析(1)CaO2由钙离子(Ca2+)与过氧根离子(O22-)构成,所以阴、阳离子个数之比为1∶1,电子式为Ca2+[··O······O······]2-。(2)CaO2与Na2O2化学性质相似,根据过氧化钠与水的反应原理可知,过氧化钙与水反应生成氢氧化钙与氧气,其离子方程式为2CaO2+2H2O2Ca2++4OH-+O2↑。(3)CaO2与Na2O2化学性质相似,根据过氧化钠与二氧化碳的反应原理可知,CaO2与二氧化碳反应生成碳酸钙与氧气,其化学方程式为2CaO2+2CO22CaCO314.(14分)Ⅰ.下列变化:①干冰的气化②烧碱熔化③氯化钠溶于水④氯化氢溶于水⑤氯气溶于水⑥氯化铵受热分解(1)未发生化学键破坏的是(填序号,下同);仅发生离子键破坏的是。

(2)若上述物质都为纯净物时,属于共价化合物的是;属于离子化合物的是。

Ⅱ.减少交通事故除遵守交通法规和正确驾驶外,被动安全措施也极为重要,汽车的安全气囊内有叠氮化钠(NaN3)与硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车