2018-2019学年鲁科版高中化学选修3：第4节分子间作用力与物质性质学案（含答案）

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1、第 4 节 分子间作用力与物质性质1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。2.了解氢键的形成条件、类型和特点。3.列举含有氢键的物质，知道氢键对物质性质的影响。(重难点)范 德 华 力 与 物 质 性 质基础初探教材整理 1 分子间作用力1.概念,分子间存在的一类弱的相互作用力。2.分类任何物质的分子之间都一定存在作用力吗？【提示】 一定存在。教材整理 2 范德华力及其对物质性质的影响1概念及实质：范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，其实质是分子之间的电性作用。2特征(1)范德华力的作用能比化学键的键能小得多。(2)范德华力无方向性，无饱和性。3影响因素(1)组成和结构相似的

2、物质，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大。(2)分子的极性越大，分子间的范德华力越大。4对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的物理性质，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(1)范德华力的实质是电性作用，有一定的方向性和饱和性。()(2)分子间作用力就是范德华力。()(3)范德华力存在于任何物质中。()(4)范德华力比化学键弱得多。()(5)HF、HCl、HBr、HI 的稳定性依次减弱，是因为分子间作用力依次减弱。()核心突破1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 分子内原子间 分子间(近距离)强弱 较强 比化学键弱得多对物

3、质性质的影响主要影响化学性质 主要影响物理性质2.对范德华力存在的理解(1)离子化合物中只存在化学键，不存在范德华力。(2)范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间不存在范德华力。3范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔点、沸点的影响：一般来说，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，物质的熔点、沸点通常越高。如熔点、沸点：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。(2)对物质溶解性的影响：如在 273 K、101 kPa 时，氧气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度大，

4、就是因为 O2与水分子之间的作用力比 N2与水分子之间的作用力大所导致的。(3)相似相溶原理：极性分子易溶于极性溶剂中(如 HCl 易溶于水中)，非极性分子易溶于非极性溶剂中(如 I2易溶于 CCl4中，S 易溶于 CS2中)。题组冲关1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：Na 2O2、SiO 2、石墨、金刚石、CaCl 2、干冰，其中含有两种不同类型的作用力的是( )A BC D【解析】 Na 2O2中存在离子键和非极性键，SiO 2中只存在极性键，石墨中存在共价键和范德华力，金刚石中只存在共价键，CaCl 2中只存在离子键，干冰中存在共价键和范德华力。【答案】

5、B2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 BNaCl 溶于水C将水加热变为气态 DNH 4Cl 受热分解【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；NH 4Cl 受热分解，破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。【答案】 A3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【解析】 范德华

6、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。【答案】 D4有下列物质及它们各自的沸点：Cl2：239 K O 2：90.1 KN2：75.1 K H 2：20.3 KI2：454.3 K Br 2：331.9 K(1)据此判断，它们分子间的范德华力由大到小的顺序是_。(2)这一顺序与相对分子质量的大小有何关系？_。【答案】 (1)I 2Br 2Cl 2O 2N 2H 2(2)相对分子质量越大，分子间范德华力越大，沸点越高。按上述顺序相对分子质量逐渐减小，分子间范德华力逐渐减小，物质沸点逐渐减小氢 键 及 其 对 物 质 性 质

7、 的 影 响基础初探教材整理 1 氢键1概念：当氢原子与电负性大的原子 X 以共价键结合时，氢原子与另一个电负性大的原子 Y 之间的静电相互作用和一定程度的轨道重叠作用。2表示形式(1)通常用 XHY 表示氢键，其中 XH 表示氢原子和 X 原子以共价键相结合。(2)氢键的键长是指 X 和 Y 间的距离，氢键的键能是指 XHY 分解为 XH 和 Y 所需要的能量。3形成条件(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电负性和很小的原子半径，主要是 N、O、F。4分类：分子内氢键和分子间氢键。5特征(1)氢键的作用能比范德华力的作用能大一些，但比化学键的键能小

8、得多。(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。(1)氢键只存在于分子之间。()(2)液态水分子间的作用力只有氢键。()(3)形成氢键的分子中不一定有 H 原子。()(4)氢键只有方向性没有饱和性。()教材整理 2 氢键对物质性质的影响1当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。2当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将降低。3氢键也影响物质的电离、溶解等过程。一个 H2O 分子最多可以形成几个氢键？【提示】 一个 H2O 分子有两个 H 原子。O 原子上有两个孤对电子，易与其他 H2O 分子中的 H 原子形成氢键，故一个 H2O 分子最多可形成四个氢键。合作探究探究背景一般情况下，结构和组成相似的物质

9、，随相对分子质量的增加，熔沸点逐渐升高。化学课外小组同学查阅资料得A 族元素氢化物熔沸点关系图示：氧族元素的氢化物的熔点和沸点探究问题1四种物质相对分子质量大小顺序：H 2OH 2SH 2SeH 2Te。2理论上四种物质沸点由低到高顺序是 H2OH 2SH 2SeH 2Te。3解释 H2O 沸点最高的原因？【提示】 O 元素电负性较大，水分子中的 O 原子与其他 H2O 分子中的 H 原子形成了氢键，使 H2O 的沸点升高，而另外三种物质分子间无氢键，故沸点 H2OH 2S。核心突破1氢键的性质(1)氢键具有饱和性和方向性。(2)粒子间作用强弱关系：化学键氢键范德华力。(3)与 H 原子结合的

10、 X 原子的电负性越强，形成氢键时氢键的作用能越大。2氢键对物质性质的影响(1)对物质熔点、沸点的影响：某些氢化物分子间存在氢键，如 H2O、NH 3、HF 等，会使同族氢化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。氢键分为分子间氢键和分子内氢键，对物质性质的影响分子间氢键大于分子内氢键。如熔点、沸点： 。(2)对物质密度的影响：氢键的存在，会使某物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。(3)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

11、氢键。(4)氢键对物质结构的影响：氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构使体积膨胀。题组冲关1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DHF 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键【解析】 水分子间存在氢键，水分子内不存在氢键，A 错误；水蒸气中水分子距离较大，不形成氢键，B 错误；氢键较一般的分子间作用力强，含有氢键的物质具有较高的熔、沸点，C 正确；HF 的稳定性很强，是由于 HF 键键能较大的原因，与氢键无关，D 错误。【答案】 C2下列实验事实与氢键有关的是( )A乙醇可与水以任

12、意比互溶BH 2O 的热稳定性比 H2S 强CHF 能与 SiO2反应生成 SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中DNH 3能与 HCl 反应【解析】 A 选项中乙醇易溶于水是由于乙醇中 OH 键与水中的氧原子形成 OHO氢键，从而增大了溶解度；B 选项中由于 HO 键的键长比 HS 键的键长短，键能大，故H2O 分子稳定；C 选项中由于 HF 能与 SiO2发生化学反应，故 HF 不能用玻璃瓶盛放；D 选项是 NH3的化学性质。【答案】 A3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

13、化学键，它广泛地存在于自然界中【解析】 分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A 正确；分子间氢键的形成除使物质的熔点、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，B 正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，C 正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D 错误。【答案】 D4比较下列熔、沸点高低并且说明原因。【导学号：66240020】(1)H2O_H2S 原因_。(2)HF_HCl 原因_。(3)Br2_I2 原因_。(4)CH4_CCl4 原因_。【答案】 (1) H 2O 分子之间存在氢键而 H2S 分子之间没有氢键(2) HF 分子之间存在氢键而 HCl 分子之间没有氢键(3) Br 2的相对分子质量没有 I2的大(4) CH 4的相对分子质量没有 CCl4的大