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高中化学苏教版选择性必修2 专题3 第四单元 第1课时 分子间作用力课件PPT
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第1课时分子间作用力核心素养发展目标1.熟知常见分子间作用力(范德华力和氢键)的本质及其对物质性质 的影响。2.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件。随堂演练知识落实课时对点练内容索引一、分子间作用力和范德华力二、氢键一、分子间作用力和范德华力1.分子间作用力(1)概念:分子之间都存在的一种相互作用,叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种 作用,它比化学键 得多。(2)分类: 和 是两种最常见的分子间作用力。静电弱范德华力氢键2.范德华力(1)概念:范德华力是 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)特点范德华力约比化学键键能小1~2个数量级,且没有 和 。(3)影响因素影响范德华力的因素很多,如 、 以及____ 等。对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力 。分子之间方向性饱和性分子的大小分子的空间构型分子中电荷分布是否均匀越大(4)对物质性质的影响范德华力主要影响物质的 ,如 、 、 等,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。物理性质熔点沸点溶解度1.273 K、101 kPa时,O2在水中的溶解量(49 cm3·L-1)大于N2在水中的溶解量(24 cm3·L-1),其原因是什么?提示 O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大。2.范德华力的类型有几种。提示 ①电荷分布不均匀的分子(如HCl、H2O等)之间的范德华力。②电荷分布均匀的分子(如O2、N2、CO2等)之间的范德华力。③电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀的分子之间的范德华力。3.根据下表,怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高?提示 卤素单质分子(都是非极性分子)的结构相似,F2~I2相对分子质量依次增大,范德华力依次增大,其熔、沸点依次升高。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.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同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√解析 范德华力的实质是一种电性作用,但范德华力是分子间较弱的作用力,不是化学键,A错误;化学键是微粒间的强烈的相互作用,范德华力是分子间较弱的作用力,B正确;若分子间的距离足够远,则分子间没有范德华力,C错误;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量,D错误。2.有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是①Ⅰ a ②Ⅱ b ③Ⅲ c ④Ⅳ dA.①③ B.②③ C.①④ D.②④√解析 键能的大小影响物质的稳定性,键能越大,物质越稳定。H—Cl键的键能大于H—I键的键能,所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点的高低,范德华力越大,熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,所以HI的沸点比HCl的高。返回二、氢键1.氢键的概念及表示方法(1)概念:氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的 与另一个电负性很大的原子之间的作用力。(2)表示方法氢键的通式可用X—H…Y表示。式中X和Y表示电负性大而半径较小的非金属原子,“—”表示 ,“…”表示 。氢原子共价键氢键2.氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子,如H2O中的氢原子。(2)要有一个电负性很大,含有 并带有部分电荷的原子Y,如H2O中的氧原子。(3)X和Y的 要小,这样空间位阻较小。一般来说,能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H键、H—O键、H—F键的物质或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。孤电子对原子半径3.氢键的特征(1)氢键比化学键 ,比范德华力 。(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。4.氢键的类型(1) 氢键,如水中,O—H…O。弱强分子间分子内5.氢键对物质物理性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响:分子间存在氢键的物质,物质的熔、沸点明显 ,如熔、沸点:NH3 PH3;同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点 ,如熔、沸点:邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸。(2)对物质溶解度的影响:溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度 ,如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。(3)对物质密度的影响:氢键的存在会使某些物质的密度反常,如水的密度比冰的密度 。(4)对液体黏度的影响:含有氢键的液体一般黏度较 ,如甘油、浓硫酸等。高>高<增大大大6.生命分子中的氢键氢键对于生命非常重要,生物体内的蛋白质和DNA的 或 都存在大量的氢键。如DNA的双螺旋结构,它是由两条DNA大分子的碱基通过 形成的。7.弱作用力的“强作用”——超分子化学中的万能相互作用“超分子”被称为共价键分子化学的一次升华,超分子化学被称为“超越分子概念的化学”。在形成超分子的各种分子间相互作用中,氢键尤为特殊,被称作为“超分子化学中的万能相互作用”。氢键的强度在化学键和范德华力之间,具有方向性和饱和性,使得它在超分子自组装过程中起着关键的作用。分子内分子间氢键配对1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)氢键通常是物质在液态时形成的,但有时也存在于晶体或气态物质中( )(2)存在氢键,则必然存在范德华力,但存在范德华力不一定存在氢键( )(3)H2O的稳定性大于H2S,是因为H2O分子间存在氢键( )(4)冰融化成水,仅破坏氢键( )√√××(5)氢键均能使物质的熔、沸点升高( )(6)在A—H…B中,A、B的电负性越大,氢键越强;B的原子半径越小,氢键越强( )×√2.HF分子间氢键比H2O分子间氢键更强,但液体氟化氢的蒸发热比水的蒸发热低,为什么?提示 因为H2O分子间形成的氢键比HF分子间形成的氢键多,所以水的蒸发热高。3.醋酸与硝酸的相对分子质量相近,但沸点差异较大,试从形成氢键类型上分析其原因。提示 醋酸和硝酸均能形成氢键,但醋酸形成分子间氢键,而硝酸形成分子内氢键,所以硝酸的沸点要低得多。4.甲酸可通过氢键形成二聚物,试画出其结构式。提示 1.下列物质中,分子内和分子间均可形成氢键的是√解析 形成氢键的分子含有N—H键、H—O键或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存在于分子间。2.下列与氢键有关的说法错误的是A.卤化氢中HF沸点较高,是由于HF分子间存在氢键C.氨水中存在分子间氢键D.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上√解析 HF分子间存在氢键X—H…Y,使氟化氢分子间作用力增大,所以氟化氢的沸点较高,A正确;邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B正确;氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键,C正确;易错提醒 形成氢键X—H…Y的三个原子不一定在一条直线上;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。3.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管。下列叙述正确的是A.SiO2与干冰的晶体结构相似B.SiO2耐腐蚀,不与任何酸反应C.该SiO2超分子纳米管具有分子识别和自组装特征D.光纤的主要成分是SiO2,具有导电性√解析 SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体,晶体结构不相似,A项错误;SiO2耐腐蚀,但可与氢氟酸反应,B项错误;超分子的两个重要特征是分子识别和自组装,C项正确;光纤的主要成分是SiO2,二氧化硅不导电,D项错误。返回随堂演练 知识落实1.下列说法正确的是A.范德华力存在于所有分子之间B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素C.Cl2相对其他气体来说,是易液化的气体,由此可以得出结论,范德华 力属于一种强作用D.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用√12345672.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物质熔、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√12345673.美国科学家宣称:普通盐水在某种无线电波照射下可以燃烧,这一发现,有望解决用水作人类能源的重大问题。无线电波可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种电波下持续燃烧。上面所述中“结合力”的实质是A.分子间作用力 B.氢键C.非极性共价键 D.极性共价键√12345674.下列分子中,范德华力和氢键都存在的是A.HF液体 B.干冰C.H2S气体 D.CCl4√12345675.下列化合物的沸点比较,前者低于后者的是A.乙醇与氯乙烷B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D.H2O与H2Te√12345676.试用有关知识解释下列现象:(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因:_________________________________________________________________________________。(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法,原因:________________________________________________________________________________________________。(3)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因:_____________________________________________________________________________________________。乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力,故乙醇的沸点比乙醚高很多NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在12345677.右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线____;表示ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线____;同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因是___________________________________________________________。12345AD组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高67A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点,其原因是_______________________________,如果把这些氢化物分子间存在的主要影响沸点的相互作用表示为A—H…B,则A元素一般具有的特点是______________________。H2O、HF、NH3都存在分子间氢键电负性大,原子半径小1234567解析 ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第2周期元素的气态氢化物中沸点最高的是水,最低的是甲烷;由图可知,A、B、C、D曲线中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A;表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线D。同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物中分子间的范德华力依次增大,所以沸点依次升高。A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物中分子间都存在氢键,所以它们的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点。返回1234567课 时 对 点 练题组一 分子间作用力及其对物质性质的影响1.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是A.是一种较弱的化学键B.分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少C.分子间作用力对物质的熔、沸点有影响D.稀有气体液化后分子间存在分子间作用力√12345678910111213141516解析 分子间作用力不属于化学键,A错误;分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少,B正确;分子间作用力不属于化学键,一般对物质熔、沸点有影响,C正确;稀有气体分子间存在分子间作用力,D正确。123456789101112131415162.干冰气化时,下列所述内容发生变化的是A.分子内共价键 B.分子间作用力C.分子的性质 D.分子间的氢键√12345678910111213141516解析 干冰气化,只是由二氧化碳固体变成二氧化碳气体,改变的是二氧化碳分子间的距离和分子间作用力,发生的是物理变化,与分子内的共价键、化学性质无关。3.下列叙述与范德华力无关的是A.气态物质在加压或降温时能凝结或凝固B.干冰易升华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√12345678910111213141516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。12345678910111213141516题组二 氢键及其对物质性质的影响4.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.氢键可以改变物质的化学性质√12345678910111213141516解析 氢键比分子间作用力强,比化学键弱很多,不属于化学键,选项A错误;冰中存在氢键,水中也存在氢键,选项B错误;氢键较一般的分子间作用力强,含有分子间氢键的物质具有较高的熔、沸点,选项C正确;化学性质是由化学键决定的,与氢键无关,选项D错误。123456789101112131415165.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法不正确的是A.由于氢键的存在,冰能浮在水面上B.由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水C.由于氢键的存在,沸点:HF>HCl>HBr>HID.由于氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构√12345678910111213141516解析 冰中水分子排列有序,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上,是分子间存在氢键所致,A正确;乙醇与水分子间存在氢键,增加乙醇在水中的溶解度,所以由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水,B正确;卤素的氢化物中只有HF含有氢键,卤素的氢化物的沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;氢键具有方向性和饱和性,所以氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构,D正确。123456789101112131415166.在水中水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是A.(H2O)n是一种新的水分子B.(H2O)n仍保留着水的化学性质C.1 mol (H2O)n中有2个氢键D.1 mol (H2O)n中有4 mol氢键√12345678910111213141516解析 (H2O)n是水分子间通过氢键形成的小集团,不是一种新的水分子,故A错误;(H2O)n是水分子间通过氢键形成的小集团,仍保留着水的化学性质,故B正确;1 mol (H2O)n中有2nNA个氢键,故C错误;1 mol (H2O)n中有2n mol氢键,故D错误。123456789101112131415167.下列说法错误的是A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大D.氨极易溶于水与氨分子和水分子间形成氢键有关√12345678910111213141516解析 HF分子间存在氢键,故沸点相对较高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点高,C项错误;氨分子和水分子间形成氢键,导致氨极易溶于水,D项正确。12345678910111213141516题组三 化学键与分子间作用力8.CO2气体在一定条件下可与金属镁反应,干冰在一定条件下也可以形成CO2气体,这两个变化过程中需要克服的作用分别是A.分子间作用力,离子键B.化学键,分子间作用力C.化学键,化学键D.分子间作用力,分子间作用力√12345678910111213141516解析 CO2气体在一定条件下可与金属镁反应生成氧化镁和碳,属于化学变化,克服的是化学键;干冰在一定条件下也可以形成CO2气体,属于状态的变化,需要克服的是分子间作用力。123456789101112131415169.下列说法正确的是A.NH4NO3中既有离子键又有共价键,属于共价化合物B.SiC是共价晶体,加热熔化时需破坏共价键C.H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响√12345678910111213141516解析 NH4NO3中既有离子键又有共价键,属于离子化合物,故A错误;SiC是共价晶体,原子间通过共价键结合形成空间网状结构,所以SiC加热熔化时需破坏共价键,故B正确;H2O2易分解是因为分子内化学键弱,和H2O2分子间作用力无关,故C 错误;1234567891011121314151610.下列说法正确的是A.H2O的热稳定性比H2S强,是因为H2O分子间作用力比H2S强B.离子化合物中一定含有离子键、一定不含共价键C.NaClO是含有两种类型化学键的离子化合物D.SiO2属于共价晶体,熔化时破坏共价键和分子间作用力√12345678910111213141516解析 稳定性是化学性质,与分子间作用力无关,而与共价键的强弱有关,故A错误;离子化合物中一定含有离子键,可能存在共价键,如 Na2O2,NaOH等,故B错误;NaClO中含有离子键和共价键,属于离子化合物,故C正确;SiO2属于共价晶体,熔化时只破坏共价键,故D错误。12345678910111213141516√12345678910111213141516解析 根据图像知,氮气和一氧化碳都含有两个π键和一个σ键,所以N2分子与CO分子中都含有三键,故A正确;一氧化碳分子中有一个π键是由氧原子提供一对电子而形成的配位键,故B正确;一氧化碳中含有两个π键和一个σ键,故C正确;氮气在空气中不燃烧,一氧化碳在空气中可以燃烧,所以N2与CO的化学性质不相同,故D错误。1234567891011121314151612.已知各种硝基苯酚的性质如表,下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是1234567891011121314151612345678910111213141516A.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√解析 分子内形成氢键使物质熔、沸点降低,邻硝基苯酚熔、沸点低于另两种硝基苯酚,是因为分子内形成氢键,故A正确;间硝基苯酚的熔、沸点在两者之间,是因为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,故B正确;形成分子间氢键能增大其熔、沸点,对硝基苯酚熔点114 ℃、沸点295 ℃都很高,是因为对硝基苯酚分子间能形成氢键,故C正确;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,故D错误。1234567891011121314151613.回答下列问题。(1)氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因是_________________________________________________。(2)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是___________________________________________________。(3)常温下丙酸为液体,而氨基乙酸为固体,主要原因是__________________________________________________________________________________。氢键数目多于氨分子间形成的氢键联氨分子间形成的乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键羧基的存在使丙酸形成分子间氢键,而氨基乙酸分子中,羧基和氨基均能形成分子间氢键12345678910111213141516(4)比较As的氢化物与同族第2、3周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)H2SO4为粘稠状、难挥发性的强酸,而HNO3是易挥发性的强酸,其原因是___________________________________________________________________________________。12345678910111213141516 稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定;沸点:NH3>AsH3>PH3,NH3可以形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3高 H2SO4分子之间容易形成氢键,而HNO3易形成分子内氢键,造成分子间作用力减弱,易挥发14.根据下列要求回答相关问题:(1)下列物质沸点递变顺序正确的是___(填字母,下同)。A.SnH4>GeH4>SiH4>CH4B.SbH3>AsH3>PH3>NH3C.HI>HBr>HCl>HFD.H2Te>H2Se>H2S>H2O12345678910111213141516A解析 氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,则沸点:SnH4>GeH4>SiH4>CH4,A正确;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,氨分子间存在氢键,所以沸点:NH3>SbH3>AsH3>PH3,B错误;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,HF分子间存在氢键,所以沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,水分子间存在氢键,所以沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,D错误。12345678910111213141516(2)下列过程中:①冰融化成水,②HNO3溶于水,③NH4Cl受热分解,依次克服作用力的类型分别是____。A.氢键、范德华力、离子键B.氢键、极性键、离子键C.范德华力、氢键、非极性键D.范德华力、非极性键、极性键B解析 ①冰中水分子间存在氢键,所以冰融化成水克服氢键;②HNO3溶于水发生电离,破坏了共价键,所以克服极性键;③NH4Cl属于离子晶体,含有离子键,NH4Cl受热分解克服离子键。12345678910111213141516(3)下列说法正确的是____。A.氨、氯化氢与水分子都能形成氢键,故极易溶于水B.由于氢键存在,卤化氢中HF最稳定C.冰的密度小于水,是由于水分子间存在氢键 D.NH3、H2O、HF相对分子质量增大,沸点升高12345678910111213141516C解析 氯化氢与水分子之间不能形成氢键,氨与水分子间能形成氢键,A错误;氢化物的稳定性与共价键有关,共价键越强,氢化物越稳定,与氢键无关,B错误;在冰中,由于氢键的作用,水分子间形成正四面体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变成冰后体积增大,密度变小,C正确;NH3、H2O、HF分子间存在氢键,沸点高低与氢键有关,所以不能根据相对分子质量大小来判断沸点,D错误。1234567891011121314151612345678910111213141516(2)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低为_______________________,原因是________________________________________________________________________________________________________________。12345678910111213141516H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O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、范德华力较大解析 比较分子晶体的沸点时注意考虑范德华力和氢键。16.(1)水分子间存在一种“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用,彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如图1所示:①1 mol冰中有____ mol 氢键。21234567891011121314151612345678910111213141516②在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰晶体中氢键的能量是____ kJ ·mol-1。1234567891011121314151620解析 冰的升华热是51 kJ·mol-1,水分子间还存在范德华力(11 kJ·mol-1),1 mol水中含有2 mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20 kJ·mol-1。③氨极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是___(填图2中的字母)。b12345678910111213141516(2)图3折线c可以表达出第____族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是____(填“a”或“b”);部分有机物的熔、沸点见下表:12345678910111213141516ⅣAb12345678910111213141516由这些数据你能得出的结论是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写2条)。 有机物相对分子质量越大,分子间作用力越强,故沸点越高;当有机物能形成分子内氢键时,分子间作用力减弱,熔点变低;当分子间能形成氢键时,分子间作用力增强,熔点升高解析 折线a和b都有沸点先小后大,则开始物质的沸点高,与氢键有关,而a中原子序数大的氢化物沸点高于含氢键的物质,与事实不符,故a错误、b正确;只有折线c中的物质间没有氢键,则c为碳族元素氢化物,即折线c可以表达出ⅣA族元素氢化物的沸点的变化规律。根据表中所给的物质可以看出:有机物的相对分子质量越大、分子间作用力越强,沸点越高,并且当有机物能形成分子内氢键时,分子间作用力减弱,熔点变低;当分子间能形成氢键时,分子间作用力增强,熔点升高。12345678910111213141516返回本课结束
第1课时分子间作用力核心素养发展目标1.熟知常见分子间作用力(范德华力和氢键)的本质及其对物质性质 的影响。2.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件。随堂演练知识落实课时对点练内容索引一、分子间作用力和范德华力二、氢键一、分子间作用力和范德华力1.分子间作用力(1)概念:分子之间都存在的一种相互作用,叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种 作用,它比化学键 得多。(2)分类: 和 是两种最常见的分子间作用力。静电弱范德华力氢键2.范德华力(1)概念:范德华力是 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)特点范德华力约比化学键键能小1~2个数量级,且没有 和 。(3)影响因素影响范德华力的因素很多,如 、 以及____ 等。对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力 。分子之间方向性饱和性分子的大小分子的空间构型分子中电荷分布是否均匀越大(4)对物质性质的影响范德华力主要影响物质的 ,如 、 、 等,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。物理性质熔点沸点溶解度1.273 K、101 kPa时,O2在水中的溶解量(49 cm3·L-1)大于N2在水中的溶解量(24 cm3·L-1),其原因是什么?提示 O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大。2.范德华力的类型有几种。提示 ①电荷分布不均匀的分子(如HCl、H2O等)之间的范德华力。②电荷分布均匀的分子(如O2、N2、CO2等)之间的范德华力。③电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀的分子之间的范德华力。3.根据下表,怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高?提示 卤素单质分子(都是非极性分子)的结构相似,F2~I2相对分子质量依次增大,范德华力依次增大,其熔、沸点依次升高。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.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同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√解析 范德华力的实质是一种电性作用,但范德华力是分子间较弱的作用力,不是化学键,A错误;化学键是微粒间的强烈的相互作用,范德华力是分子间较弱的作用力,B正确;若分子间的距离足够远,则分子间没有范德华力,C错误;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量,D错误。2.有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是①Ⅰ a ②Ⅱ b ③Ⅲ c ④Ⅳ dA.①③ B.②③ C.①④ D.②④√解析 键能的大小影响物质的稳定性,键能越大,物质越稳定。H—Cl键的键能大于H—I键的键能,所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点的高低,范德华力越大,熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,所以HI的沸点比HCl的高。返回二、氢键1.氢键的概念及表示方法(1)概念:氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的 与另一个电负性很大的原子之间的作用力。(2)表示方法氢键的通式可用X—H…Y表示。式中X和Y表示电负性大而半径较小的非金属原子,“—”表示 ,“…”表示 。氢原子共价键氢键2.氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子,如H2O中的氢原子。(2)要有一个电负性很大,含有 并带有部分电荷的原子Y,如H2O中的氧原子。(3)X和Y的 要小,这样空间位阻较小。一般来说,能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H键、H—O键、H—F键的物质或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。孤电子对原子半径3.氢键的特征(1)氢键比化学键 ,比范德华力 。(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。4.氢键的类型(1) 氢键,如水中,O—H…O。弱强分子间分子内5.氢键对物质物理性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响:分子间存在氢键的物质,物质的熔、沸点明显 ,如熔、沸点:NH3 PH3;同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点 ,如熔、沸点:邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸。(2)对物质溶解度的影响:溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度 ,如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。(3)对物质密度的影响:氢键的存在会使某些物质的密度反常,如水的密度比冰的密度 。(4)对液体黏度的影响:含有氢键的液体一般黏度较 ,如甘油、浓硫酸等。高>高<增大大大6.生命分子中的氢键氢键对于生命非常重要,生物体内的蛋白质和DNA的 或 都存在大量的氢键。如DNA的双螺旋结构,它是由两条DNA大分子的碱基通过 形成的。7.弱作用力的“强作用”——超分子化学中的万能相互作用“超分子”被称为共价键分子化学的一次升华,超分子化学被称为“超越分子概念的化学”。在形成超分子的各种分子间相互作用中,氢键尤为特殊,被称作为“超分子化学中的万能相互作用”。氢键的强度在化学键和范德华力之间,具有方向性和饱和性,使得它在超分子自组装过程中起着关键的作用。分子内分子间氢键配对1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)氢键通常是物质在液态时形成的,但有时也存在于晶体或气态物质中( )(2)存在氢键,则必然存在范德华力,但存在范德华力不一定存在氢键( )(3)H2O的稳定性大于H2S,是因为H2O分子间存在氢键( )(4)冰融化成水,仅破坏氢键( )√√××(5)氢键均能使物质的熔、沸点升高( )(6)在A—H…B中,A、B的电负性越大,氢键越强;B的原子半径越小,氢键越强( )×√2.HF分子间氢键比H2O分子间氢键更强,但液体氟化氢的蒸发热比水的蒸发热低,为什么?提示 因为H2O分子间形成的氢键比HF分子间形成的氢键多,所以水的蒸发热高。3.醋酸与硝酸的相对分子质量相近,但沸点差异较大,试从形成氢键类型上分析其原因。提示 醋酸和硝酸均能形成氢键,但醋酸形成分子间氢键,而硝酸形成分子内氢键,所以硝酸的沸点要低得多。4.甲酸可通过氢键形成二聚物,试画出其结构式。提示 1.下列物质中,分子内和分子间均可形成氢键的是√解析 形成氢键的分子含有N—H键、H—O键或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存在于分子间。2.下列与氢键有关的说法错误的是A.卤化氢中HF沸点较高,是由于HF分子间存在氢键C.氨水中存在分子间氢键D.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上√解析 HF分子间存在氢键X—H…Y,使氟化氢分子间作用力增大,所以氟化氢的沸点较高,A正确;邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B正确;氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键,C正确;易错提醒 形成氢键X—H…Y的三个原子不一定在一条直线上;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。3.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管。下列叙述正确的是A.SiO2与干冰的晶体结构相似B.SiO2耐腐蚀,不与任何酸反应C.该SiO2超分子纳米管具有分子识别和自组装特征D.光纤的主要成分是SiO2,具有导电性√解析 SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体,晶体结构不相似,A项错误;SiO2耐腐蚀,但可与氢氟酸反应,B项错误;超分子的两个重要特征是分子识别和自组装,C项正确;光纤的主要成分是SiO2,二氧化硅不导电,D项错误。返回随堂演练 知识落实1.下列说法正确的是A.范德华力存在于所有分子之间B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素C.Cl2相对其他气体来说,是易液化的气体,由此可以得出结论,范德华 力属于一种强作用D.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用√12345672.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物质熔、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√12345673.美国科学家宣称:普通盐水在某种无线电波照射下可以燃烧,这一发现,有望解决用水作人类能源的重大问题。无线电波可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种电波下持续燃烧。上面所述中“结合力”的实质是A.分子间作用力 B.氢键C.非极性共价键 D.极性共价键√12345674.下列分子中,范德华力和氢键都存在的是A.HF液体 B.干冰C.H2S气体 D.CCl4√12345675.下列化合物的沸点比较,前者低于后者的是A.乙醇与氯乙烷B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D.H2O与H2Te√12345676.试用有关知识解释下列现象:(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因:_________________________________________________________________________________。(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法,原因:________________________________________________________________________________________________。(3)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因:_____________________________________________________________________________________________。乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力,故乙醇的沸点比乙醚高很多NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在12345677.右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线____;表示ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线____;同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因是___________________________________________________________。12345AD组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高67A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点,其原因是_______________________________,如果把这些氢化物分子间存在的主要影响沸点的相互作用表示为A—H…B,则A元素一般具有的特点是______________________。H2O、HF、NH3都存在分子间氢键电负性大,原子半径小1234567解析 ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第2周期元素的气态氢化物中沸点最高的是水,最低的是甲烷;由图可知,A、B、C、D曲线中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A;表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线D。同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物中分子间的范德华力依次增大,所以沸点依次升高。A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物中分子间都存在氢键,所以它们的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点。返回1234567课 时 对 点 练题组一 分子间作用力及其对物质性质的影响1.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是A.是一种较弱的化学键B.分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少C.分子间作用力对物质的熔、沸点有影响D.稀有气体液化后分子间存在分子间作用力√12345678910111213141516解析 分子间作用力不属于化学键,A错误;分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少,B正确;分子间作用力不属于化学键,一般对物质熔、沸点有影响,C正确;稀有气体分子间存在分子间作用力,D正确。123456789101112131415162.干冰气化时,下列所述内容发生变化的是A.分子内共价键 B.分子间作用力C.分子的性质 D.分子间的氢键√12345678910111213141516解析 干冰气化,只是由二氧化碳固体变成二氧化碳气体,改变的是二氧化碳分子间的距离和分子间作用力,发生的是物理变化,与分子内的共价键、化学性质无关。3.下列叙述与范德华力无关的是A.气态物质在加压或降温时能凝结或凝固B.干冰易升华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√12345678910111213141516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。12345678910111213141516题组二 氢键及其对物质性质的影响4.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.氢键可以改变物质的化学性质√12345678910111213141516解析 氢键比分子间作用力强,比化学键弱很多,不属于化学键,选项A错误;冰中存在氢键,水中也存在氢键,选项B错误;氢键较一般的分子间作用力强,含有分子间氢键的物质具有较高的熔、沸点,选项C正确;化学性质是由化学键决定的,与氢键无关,选项D错误。123456789101112131415165.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法不正确的是A.由于氢键的存在,冰能浮在水面上B.由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水C.由于氢键的存在,沸点:HF>HCl>HBr>HID.由于氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构√12345678910111213141516解析 冰中水分子排列有序,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上,是分子间存在氢键所致,A正确;乙醇与水分子间存在氢键,增加乙醇在水中的溶解度,所以由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水,B正确;卤素的氢化物中只有HF含有氢键,卤素的氢化物的沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;氢键具有方向性和饱和性,所以氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构,D正确。123456789101112131415166.在水中水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是A.(H2O)n是一种新的水分子B.(H2O)n仍保留着水的化学性质C.1 mol (H2O)n中有2个氢键D.1 mol (H2O)n中有4 mol氢键√12345678910111213141516解析 (H2O)n是水分子间通过氢键形成的小集团,不是一种新的水分子,故A错误;(H2O)n是水分子间通过氢键形成的小集团,仍保留着水的化学性质,故B正确;1 mol (H2O)n中有2nNA个氢键,故C错误;1 mol (H2O)n中有2n mol氢键,故D错误。123456789101112131415167.下列说法错误的是A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大D.氨极易溶于水与氨分子和水分子间形成氢键有关√12345678910111213141516解析 HF分子间存在氢键,故沸点相对较高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点高,C项错误;氨分子和水分子间形成氢键,导致氨极易溶于水,D项正确。12345678910111213141516题组三 化学键与分子间作用力8.CO2气体在一定条件下可与金属镁反应,干冰在一定条件下也可以形成CO2气体,这两个变化过程中需要克服的作用分别是A.分子间作用力,离子键B.化学键,分子间作用力C.化学键,化学键D.分子间作用力,分子间作用力√12345678910111213141516解析 CO2气体在一定条件下可与金属镁反应生成氧化镁和碳,属于化学变化,克服的是化学键;干冰在一定条件下也可以形成CO2气体,属于状态的变化,需要克服的是分子间作用力。123456789101112131415169.下列说法正确的是A.NH4NO3中既有离子键又有共价键,属于共价化合物B.SiC是共价晶体,加热熔化时需破坏共价键C.H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响√12345678910111213141516解析 NH4NO3中既有离子键又有共价键,属于离子化合物,故A错误;SiC是共价晶体,原子间通过共价键结合形成空间网状结构,所以SiC加热熔化时需破坏共价键,故B正确;H2O2易分解是因为分子内化学键弱,和H2O2分子间作用力无关,故C 错误;1234567891011121314151610.下列说法正确的是A.H2O的热稳定性比H2S强,是因为H2O分子间作用力比H2S强B.离子化合物中一定含有离子键、一定不含共价键C.NaClO是含有两种类型化学键的离子化合物D.SiO2属于共价晶体,熔化时破坏共价键和分子间作用力√12345678910111213141516解析 稳定性是化学性质,与分子间作用力无关,而与共价键的强弱有关,故A错误;离子化合物中一定含有离子键,可能存在共价键,如 Na2O2,NaOH等,故B错误;NaClO中含有离子键和共价键,属于离子化合物,故C正确;SiO2属于共价晶体,熔化时只破坏共价键,故D错误。12345678910111213141516√12345678910111213141516解析 根据图像知,氮气和一氧化碳都含有两个π键和一个σ键,所以N2分子与CO分子中都含有三键,故A正确;一氧化碳分子中有一个π键是由氧原子提供一对电子而形成的配位键,故B正确;一氧化碳中含有两个π键和一个σ键,故C正确;氮气在空气中不燃烧,一氧化碳在空气中可以燃烧,所以N2与CO的化学性质不相同,故D错误。1234567891011121314151612.已知各种硝基苯酚的性质如表,下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是1234567891011121314151612345678910111213141516A.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√解析 分子内形成氢键使物质熔、沸点降低,邻硝基苯酚熔、沸点低于另两种硝基苯酚,是因为分子内形成氢键,故A正确;间硝基苯酚的熔、沸点在两者之间,是因为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,故B正确;形成分子间氢键能增大其熔、沸点,对硝基苯酚熔点114 ℃、沸点295 ℃都很高,是因为对硝基苯酚分子间能形成氢键,故C正确;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,故D错误。1234567891011121314151613.回答下列问题。(1)氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因是_________________________________________________。(2)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是___________________________________________________。(3)常温下丙酸为液体,而氨基乙酸为固体,主要原因是__________________________________________________________________________________。氢键数目多于氨分子间形成的氢键联氨分子间形成的乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键羧基的存在使丙酸形成分子间氢键,而氨基乙酸分子中,羧基和氨基均能形成分子间氢键12345678910111213141516(4)比较As的氢化物与同族第2、3周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)H2SO4为粘稠状、难挥发性的强酸,而HNO3是易挥发性的强酸,其原因是___________________________________________________________________________________。12345678910111213141516 稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定;沸点:NH3>AsH3>PH3,NH3可以形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3高 H2SO4分子之间容易形成氢键,而HNO3易形成分子内氢键,造成分子间作用力减弱,易挥发14.根据下列要求回答相关问题:(1)下列物质沸点递变顺序正确的是___(填字母,下同)。A.SnH4>GeH4>SiH4>CH4B.SbH3>AsH3>PH3>NH3C.HI>HBr>HCl>HFD.H2Te>H2Se>H2S>H2O12345678910111213141516A解析 氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,则沸点:SnH4>GeH4>SiH4>CH4,A正确;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,氨分子间存在氢键,所以沸点:NH3>SbH3>AsH3>PH3,B错误;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,HF分子间存在氢键,所以沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;氢化物的相对分子质量越大,沸点越高,含有氢键的沸点较高,水分子间存在氢键,所以沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,D错误。12345678910111213141516(2)下列过程中:①冰融化成水,②HNO3溶于水,③NH4Cl受热分解,依次克服作用力的类型分别是____。A.氢键、范德华力、离子键B.氢键、极性键、离子键C.范德华力、氢键、非极性键D.范德华力、非极性键、极性键B解析 ①冰中水分子间存在氢键,所以冰融化成水克服氢键;②HNO3溶于水发生电离,破坏了共价键,所以克服极性键;③NH4Cl属于离子晶体,含有离子键,NH4Cl受热分解克服离子键。12345678910111213141516(3)下列说法正确的是____。A.氨、氯化氢与水分子都能形成氢键,故极易溶于水B.由于氢键存在,卤化氢中HF最稳定C.冰的密度小于水,是由于水分子间存在氢键 D.NH3、H2O、HF相对分子质量增大,沸点升高12345678910111213141516C解析 氯化氢与水分子之间不能形成氢键,氨与水分子间能形成氢键,A错误;氢化物的稳定性与共价键有关,共价键越强,氢化物越稳定,与氢键无关,B错误;在冰中,由于氢键的作用,水分子间形成正四面体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变成冰后体积增大,密度变小,C正确;NH3、H2O、HF分子间存在氢键,沸点高低与氢键有关,所以不能根据相对分子质量大小来判断沸点,D错误。1234567891011121314151612345678910111213141516(2)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低为_______________________,原因是________________________________________________________________________________________________________________。12345678910111213141516H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O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、范德华力较大解析 比较分子晶体的沸点时注意考虑范德华力和氢键。16.(1)水分子间存在一种“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用,彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如图1所示:①1 mol冰中有____ mol 氢键。21234567891011121314151612345678910111213141516②在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰晶体中氢键的能量是____ kJ ·mol-1。1234567891011121314151620解析 冰的升华热是51 kJ·mol-1,水分子间还存在范德华力(11 kJ·mol-1),1 mol水中含有2 mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20 kJ·mol-1。③氨极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是___(填图2中的字母)。b12345678910111213141516(2)图3折线c可以表达出第____族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是____(填“a”或“b”);部分有机物的熔、沸点见下表:12345678910111213141516ⅣAb12345678910111213141516由这些数据你能得出的结论是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写2条)。 有机物相对分子质量越大,分子间作用力越强,故沸点越高;当有机物能形成分子内氢键时,分子间作用力减弱,熔点变低;当分子间能形成氢键时,分子间作用力增强,熔点升高解析 折线a和b都有沸点先小后大,则开始物质的沸点高,与氢键有关,而a中原子序数大的氢化物沸点高于含氢键的物质,与事实不符,故a错误、b正确;只有折线c中的物质间没有氢键,则c为碳族元素氢化物,即折线c可以表达出ⅣA族元素氢化物的沸点的变化规律。根据表中所给的物质可以看出:有机物的相对分子质量越大、分子间作用力越强,沸点越高,并且当有机物能形成分子内氢键时,分子间作用力减弱,熔点变低;当分子间能形成氢键时,分子间作用力增强,熔点升高。12345678910111213141516返回本课结束
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