高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第三单元 从微观结构看物质的多样性导学案

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第3课时 化学键 分子间作用力
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课程标准
课标解读
1．认识构成物质的微粒之间相互作用，能准确判断化学键及化合物的类型，建立化学键的概念。
2．知道分子间作用力、氢键与物质性质的关系。
1．理解分子间作用力和氢键存在于物质的分子之中，但二者都不属于化学键。（证据推理与模型认知）
2．能从分子、原子水平上认识物质的组成。（宏观辨识与微观探析）

知识点01 化学键
1．概念
离子键和化学键是两种常见的化学键。
(1)离子键是使阴、阳离子结合的相互作用，其本质是静电作用（或电性作用）。
(2)共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用。
2．化学反应的实质
化学反应的实质是旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。
【即学即练1】有下列物质：①Na2O②Na2O2③Na2CO3④乙烷（C2H6）⑤H2O2
(1)属于离子化合的是________，属于共价化合物的是_______。
(2)只含有离子键的是_______，既含有离子键又含有共价键的是______。
答案：(1)①②③ ④⑤ (2)① ②③

知识点02 分子间作用力
1．概念
分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力。
如：要使水分解，需要先破坏水分子内部存在的共价键；若使液态水汽化，需要加热克服水分子之间存在的分子间作用力；二者相比较，难易程度是使水分解大于使液态水汽化。
2．主要特征
①广泛存在于分子之间；
②分子间作用力比化学键弱得多；
③由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力的大小决定。
3．氢键
(1)氢键是一种特殊的分子间作用力。水分子之间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子的氧原子间形成的分子间作用力。
(2)水分子之间的氢键对水的物理性质的影响：
①水的熔、沸点较高。
②水的比热容较大。
③水结成冰后，密度变小。
【即学即练2】下列说法正确的是(　　)
A．分子间作用力与化学键的大小相当
B．分子间作用力比化学键强得多
C．分子间作用力主要影响物质的化学性质
D．化学键存在于分子内部，分子间作用力存在于分子之间
答案：D
解析：分子间作用力比化学键弱得多，A、B选项错误；C选项，分子间作用力存在于分子之间，主要影响物质的物理性质，错误；D选项，化学键存在于物质内部，分子间作用力存在于分子之间正确。故选D。

能力拓展

考法01 化学键、分子间作用力和氢键的比较
化学键、分子间作用力和氢键的比较
相互作用
化学键
分子间作用力
氢键
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些氢化物分子之间如H2O等
作用力比较
强
很弱
比化学键弱，比分子间作用力强
影响范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
【典例1】共价键、离子键和分子间作用力是构成物质的微粒间的不同作用方式，下列物质中，存在分子间作用力和共价键的是(　　)
A．干冰 B．氯化钠 C．氢氧化钠 D．金刚石
答案：A
解析：干冰是由分子构成的物质，分子间存在着分子间作用力，分子内存在共价键。氯化钠是离子化合物，只存在离子键。氢氧化钠是离子化合物，它不仅存在离子键，“OH－”中还存在共价键。金刚石是由原子构成的物质，只存在共价键。

考法02 不同类型的物质的构成微粒及存在的化学键分析
1．离子化合物的构成微粒及存在的化学键
(1)构成微粒：
常见的阳离子有Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+（主要是ⅠA、ⅡA族金属元素形成）、NH4+。
常见的阴离子：O2-、S2-、F-、Cl-、Br-、I-和含氧酸根离子、OH-等。
(2)存在的化学键：一定含离子键，可能含共价键
OH-、NH4+、O22-和含氧酸根离子中都存在共价键
(3)离子化合物发生的变化及破坏的作用力
溶解和熔化：破坏离子键
与水发生反应：破坏其中所有的化学键
2．共价分子的构成微粒及存在的化学键
(1)构成微粒：分子
大多数分子都是由共价键结合而成，两种非金属元素之间形成的化学键一定是共价键
(2)存在的作用力：分子间作用力
分子间作用力远远弱于化学键，共价分子的熔沸点一般较低。
物质是否由分子构成的判断方法：
常温下为气态的都是分子
常温下为液态的一般都是分子（除Hg）
有些固态分子：如硫磺、磷、碘和固态有机物
【典例2】 (1)有下列物质：He、N2、CaO、CH4、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2。
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)将NaHSO4溶于水，电离方程式为________________________；NaHSO4在熔融状态下存在的离子为_________________。
(3)设计实验证明NaCl为离子化合物___________________________________________。
答案：(1)①N2、CH4②CaO、Na2S、MgCl2③KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl
④CH4 ⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2
(2)NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO　Na＋、HSO
(3)将连接石墨电极和灯泡(或电流表)的导线与直流电源相连，然后将石墨电极插入熔融的NaCl中，灯泡亮(或电流表指针偏转)，证明NaCl为离子化合物


考法03 物质变化过程中的化学键变化
1．化学反应过程
(1)化学反应过程中反应物中化学键被破坏，产物中有新化学键的形成，如H2与Cl2反应生成HCl，H2、Cl2中的化学键被破坏，形成HCl中的化学键。
(2)化学反应时，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如反应Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl中，Na2SO4、BaCl2中的离子键被破坏，但SO中共价键未被破坏。
2．离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物电离阴、阳离子。
3．共价化合物的溶解或熔化过程
(1)溶解过程：

(2)熔化：

4．单质的熔化或溶解过程
(1)由分子构成的固体单质，如I2的升华、P4的熔化，只破坏分子间作用力，而不破坏化学键。
(2)由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。
(3)对于某些活泼的非金属单质，溶于水后能与水反应，其分子内共价键被破坏，如Cl2、F2等。
【典例3】填空
(1)葡萄糖由______（填微粒，下同）构成，溶于水时需要克服的作用力是_____________。
(2)NaCl固体由__________构成，熔化时需要克服的作用力是__________。
(3)氨气由_______构成，氨气液化时需要克服的作用力是_____________。
(4)MgCl2固体由_________构成，溶于水时需要克服的作用力是__________。
(5)Na2O2固体中含有的作用力有_______________________，溶于水时需要克服的作用力是_____________________。
(6)HCl气体由______构成，液化时需要克服的作用力是____________，溶于水时需要克服的作用力是_________。
答案：(1)分子 分子间作用力 (2)阴、阳离子 离子键 (3)分子 分子间作用力
(4)阴、阳离子 离子键 (5)离子键、共价键 离子键、共价键
(6)分子 分子间作用力 共价键


分层提分


题组A 基础过关练
1．下列叙述中，正确的是（ ）
A．离子化合物中可能含有共价键
B．共价化合物中可能含有离子键
C．金属元素不可能形成共价化合物
D．离子化合物中只含有离子键
答案：A
2．下列化合物中既含有离子键又含有共价键的是（ ）
A．NaOH B．H2SO4 C．BaCl2 D．CO2
答案：A
3．下列物质中，化学键类型和分子形状都相同的是（ ）
A．CO2和H2O B．CH4和CCl4 C．CH4和NH3 D．HCl和H2S
答案：B
解析：A选项，都是共价键，但CO2为直线形，H2O为折线型，错误；B都是共价键，都为正四面体，正确；C选项，都是共价键，CH4为正四面体，NH3为三角锥形，错误；D选项，都是共价键，HCl为直线形，H2S为折线型，错误。
4．下列物质中存在分子间作用力的是(　　)
A．CaCl2 B．KOH C．SO2 D．Na2O
答案：C
5．下列与分子间作用力无关的是(　　)
A．气体物质加压或降温时凝结或凝固
B．干冰易升华
C．氟、氯、溴、碘的沸点升高
D．氮化钠的熔点较高
答案：D
6．下列各项中，能证明HCl是共价化合物的是(　　)
A．HCl极易溶于水B．液态HCl不能导电
C．HCl在水溶液中完全电离D．HCl是无色有刺激性气味的气体
答案：B
解析：液态HCl不能导电说明没有自由移动的离子存在，构成微粒为分子，故氢原子和氯原子之间以共用电子对的形式结合，因此HCl为共价化合物。
7．发生下列变化时，破坏分子间作用力的是(　　)
A．氯化氢溶于水 B．加热氯酸钾使其分解
C．碘升华 D．氯化钠溶于水
答案：C
解析：HCl溶于水电离：HCl=H＋＋Cl－，破坏共价键，KClO3分解破坏离子键和共价键。NaCl溶于水电离：NaCl===Na＋＋Cl－，破坏离子键，I2升华破坏分子间作用力。
8．下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是(　　)
A．从饮料酒中闻到了醇香味
B．NaCl颗粒被粉碎
C．H2SO4溶于水得硫酸溶液
D．NaOH受热熔化
答案：C
解析：闻到醇香味是因为醇的挥发，只是破坏了分子间作用力；NaCl颗粒被粉碎破坏了部分离子键；H2SO4溶于水后，电离出H＋和SO，共价键被破坏；NaOH受热熔化时，电离出Na＋和OH－，只破坏了离子键，而OH－中的共价键没被破坏。
9．下列叙述中，不正确的是(　　)
A．含有离子键的化合物不一定是离子化合物
B．H2O2的电子式为
C．CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键
D．熔融态H2SO4不导电
答案：A
10．有下列物质中：①Na2O2 ②Ar ③MgCl2 ④H2SO4 ⑤NH3
属于离子化合物的是_______（填序号，下同）；属于共价化合物的是_______。
只含有离子键的是__________；既含有离子键又含有共价键的是__________。
答案：①③ ④⑤ ③ ①
解析：①Na2O2 属于离子化合物，既含有离子键又含有共价键（O22-）；②Ar 单原子分子，属于单质，不存在化学键； ③MgCl2 离子化合物，只含有离子键 ④H2SO4 为共价化合物，只含有共价键； ⑤NH3 H2SO4 为共价化合物，只含有共价键。
11．试分析下列各种情况下微粒间作用力的变化情况(填“离子键”、“共价键”或“分子间作用力”)：
(1)NaCl溶于水时破坏__________；
(2)HCl溶于水时破坏__________；
(3)SO2溶于水时破坏__________；
(4)酒精溶于水时破坏__________；
(5)反应2H2＋O2=2H2O中，被破坏的是_____________，形成的是__________；
(6)反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中，被破坏的是__________________，形成的是_________________________。
答案：(1)离子键 (2)共价键 (3)共价键 (4)分子间作用力
(5)共价键 共价键 (6)离子键、共价键 离子键、共价键

题组B 能力提升练
1．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（ ）
A．BF3 B．H2O C．SiCl4 D．PCl5
答案：C
解析：A选项，B最外层有3个电子，每个F原子提供1个电子形成共用电子对，因此B最外层为6个电子，F最外层为8个电子；B选项，H原子最外层为2个电子；C选项，Si和Cl原子最外层都为8电子；D选项，P原子最外层有5个电子，每个Cl原子提供1个电子参与成键，故P最外层为10个电子，Cl为8个电子。
2．氧可与许多元素形成化合物。下列有关叙述错误的是（ ）
A．水的结构式：
B．氧化氟OF2中氧元素的化合价为-2价
C．Na2O2的电子式为
D．在MgO中，O2-的结构示意图为
答案：B
解析：B选项，F的非金属性比O强，故F为-1价，O为+2价。
3．W、X、Y、Z为短周期内除稀有气体元素外的4种元素，它们的原子序数依次增大，其中只有Y为金属元素。W和Y的最外层电子数相等。Y、Z两元素的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。
（1）写出元素符号：W______ X_______ Y_______ Z_______。
（2）W2Z是由_________键组成，其电子式为_____________。
（3）由Y、X、W组成的物质是_________化合物，其中所含化学键为_______________。
答案：（1）H O Na S （2）共价 （3）离子 离子键、共价键
4．已知A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数大小顺序为：C>A>B>D>E，A、C同周期，B、C同主族，A和B形成的离子化合物A2B中离子的电子数相同，其电子总数为30，D和E可形成4核10电子分子。请回答下面的问题：
（1）写出五种元素的符号：A______ B_____ C______ D_____ E_____。
（2）写出A2B的电子式：______________。
（3）写出下列物质的电子式：
D元素的单质___________ E和B元素形成的化合物______________。
A、B、E三种元素形成的化合物__________ D和E元素形成的化合物__________。
答案：（1）Na O S N H （2）
（3） 或
解析：A2B中，A为+1价，B为-2价，又因为离子的电子数相同，且电子总数为30，则两种离子的电子数为10，故A为Na、B为O；D和E可形成4核10电子分子，该分子为NH3；根据题设其他信息，即可推导出各元素。

题组C 培优拔尖练
1．某分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单链相连。下列有关说法中错误的是(　　)
A．X原子可能为第ⅤA族元素
B．Y原子一定为第ⅠA族元素
C．该分子只含共价键，为共价化合物
D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4
答案：B
解析：A项，由球棍模型可知X形成3个共价键，则X最外层含有5个电子，则X原子可能为第ⅤA族元素，正确；B项，Y形成一个共价键，且最外层达到8电子稳定结构，则Y原子最外层含有7个电子，则Y原子为第ⅦA族元素，错误；C项，该分子中只含有X—Y及X—X共价键，所以该化合物为共价化合物，正确；D项，据模型中圆球半径，Y原子半径小于X原子，故分子可能为N2F4，正确。
2．同主族元素形成的同一类型化合物，其结构和性质往往相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述正确的是(　　)
A．它是一种共价化合物 B．它既含离子键又含共价键
C．它不可能与NaOH溶液反应 D．它受热时不会分解
答案：B
解析：根据信息PH4I和NH4Cl应性质相似，故PH4I中既含离子键又含共价键，为离子化合物，和氨盐相似，PH4I应该不稳定，受热易分解，能和NaOH溶液反应，故选B。
3．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层电子结构都符合相应稀有气体的最外层电子结构，其结构和NH4Cl相似，则下列有关说法不正确的是(　　)
A．NH5中既有共价键，又有离子键
B．NH5的电子式为
C．该固体与水反应可能生成两种气体
D．该物质中只存在N—H键，为共价化合物
答案：D
解析：据信息，在NH5结构中，N和H都满足稀有气体的最外层电子结构，而且和NH4Cl相似，故该化合物为NH4H，电子式为，因此，该化合物中含有离子键和共价键，为离子化合物，和H2O反应的化学方程式为NH4H＋H2O===NH3·H2O＋H2↑，故可能生成NH3和H2，故选D项。
4．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　)
A．单质的沸点：W＞X
B．阴离子的还原性：W＞Z
C．氧化物的水化物的酸性：Y＜Z
D．X与Y不能存在于同一离子化合物中
答案：B
解析：根据题给条件可知，W为H，X为N，Y为P，Z为Cl。N2的沸点高于H2，A项错误；H－的还原性比Cl－强，B项正确；H3PO4的酸性强于HClO，C项错误；(NH4)3PO4为离子化合物，D项错误。
5．有四种短周期元素，相关信息如下表。
元素
相关信息
A
气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
B
单质的焰色反应为黄色
C
单质是黄绿色气体，可用于自来水消毒
D
－2价阴离子的电子层结构与Ar原子相同
请根据表中信息回答：
(1)A在周期表中位于第　　　　周期　　　　族。
(2)用电子式表示B与C形成化合物的过程：_________________________。
(3)在元素C与D的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的是(填化学式)　　　　。
(4)已知硒(Se)与D同主族，且位于D下一个周期，根据硒元素在元素周期表中的位置推测，硒可能具有的性质是　　　　。
a．其单质在常温下呈固态
b．SeO2既有氧化性又有还原性
c．最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO3
d．非金属性比Cl元素的强
答案：(1)二　ⅤA
(2)
(3)HClO4 　(4)ab
解析：气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂，则该气体为NH3，A为N元素；B单质的焰色反应为黄色，说明B元素是Na元素；C元素的单质是黄绿色气体，可用于自来水消毒，则C元素是Cl元素；D元素的原子获得2个电子形成－2价阴离子，D元素的－2价阴离子的电子层结构与Ar原子相同，则D元素是S元素。 (3)元素的非金属性Cl>S，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，所以在元素C与D的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的是HClO4。(4)根据元素名称硒(Se)可知其单质在常温下呈固态，a正确；由于Se原子最外层有6个电子，最高为＋6价，最低为－2价，而在SeO2中Se元素的化合价为＋4价，处于该元素的最高化合价和最低化合价之间，因此既有氧化性又有还原性，b正确；Se原子最外层有6个电子，最高为＋6价，所以最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4，c错误；同一主族的元素，随原子序数的增大，元素的非金属性逐渐减弱。所以元素的非金属性S>Se，由于非金属性Cl>S，所以元素的非金属性Se比Cl元素的弱，d错误。