鲁科版选修三 第2章 第4节分子间作用力与物质性质 课件（43张）.pptx

第2章化学键与分子间作用力 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 目标导航 基础知识导学 重点难点探究 随堂达标检测 栏目索引 1 分子间作用力 1 概念 分子之间存在的多种统称分子间作用力 2 分类 最常见的分子间作用力是和 2 范德华力 1 概念 范德华力是之间普遍存在的一种相互作用力 它使得许多物质能以一定的凝聚态 固态和液态 存在 2 实质 范德华力实质也是一种 一 范德华力与物质性质 基础知识导学 答案 相互作用 范德华力 氢键 分子 电性作用 答案 3 特征 范德华力的作用通常比化学键的键能小得多 化学键的键能一般为kj mol 1 而范德华力的作用一般只有kj mol 1 范德华力没有 4 影响因素 相对分子质量一般来说 组成和结构相似的物质 随着相对分子质量的增加 范德华力逐渐 分子的极性一般来说 分子的极性越大 范德华力越 100 600 2 20 方向性和饱和性 增大 大 答案 5 对物质性质的影响 主要影响物质的物理性质 范德华力越大 物质的熔点 沸点越高 议一议1 为什么f2 cl2 br2 i2的化学性质相似 但状态却分别为气态 液态 固态 答案因为f2 cl2 br2 i2的组成和结构相似 相对分子质量越大 分子间作用力越大 物质的熔 沸点通常越高 答案 2 ccl4 sicl4 sncl4的稳定性为什么逐渐减弱 而它们的沸点逐渐升高 答案分子稳定性取决于键长和键能 ccl4 sicl4 sncl4中的键长逐渐变长 键能逐渐减小 分子稳定性逐渐减弱 由分子构成的物质的沸点取决于分子间作用力的大小 ccl4 sicl4 sncl4的组成和结构相似 随相对分子质量的增加 它们分子间的作用力逐渐增大 沸点逐渐升高 二 氢键与物质性质 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 h原子与另一个电负性大的原子y之间的静电作用 2 表示形式 通常用x h y表示氢键 其中x h表示h原子和原子以共价键相结合 与原子形成氢键 x y为n o f 氢键的键长是指x和y的距离 氢键的键能是指x h y分解为x h和y所需要的能量 答案 x y 答案 3 类型 氢键 如 氢键 如 对羟基苯甲醛 4 特征 氢键的作用能比范德华力的作用能 比化学键的键能 氢键具有一定的性和性 分子内 分子间 大一些 小的多 方向 饱和 答案 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 2 当形成分子内氢键时 物质的熔 沸点将 3 氢键也影响物质的 等过程 氢键的存在使物质的溶解度 4 氢键与水的性质水结成冰时 体积膨胀 密度 升高 降低 电离 溶解 增大 减小 答案 议一议1 甲烷与甲烷 甲醛与甲醛分子间能形成氢键吗 答案不能 不具备形成氢键的条件 2 在 a a a族元素的氢化物中 为什么nh3 h2o hf三者的相对分子质量分别小于同主族其他元素的氢化物 但熔点 沸点却比其他元素的氢化物高 答案因为nh3 h2o hf三者的分子间能形成氢键 同族其他元素的氢化物中不能形成氢键 所以它们的熔点和沸点高于同族其他元素的氢化物 答案 3 有机物多数难溶于水 为什么乙醇和乙酸能与水互溶 答案乙醇与乙酸都易与水分子之间互相形成氢键 4 甲醇的沸点明显高于甲醛 乙酸的沸点明显高于乙醛 其主要原因是什么 答案甲醇分子间 乙酸分子间能形成氢键 而甲醛分子间 乙醛分子间不能形成氢键 5 在测定hf的相对分子质量时 实验测得值一般高于理论值 其主要原因是什么 答案部分hf分子以氢键结合成 hf n 使测得的相对分子质量偏大 返回 答案 6 从氨合成塔的气体中分离出nh3 采用什么分离方法 答案加压使nh3液化 因为nh3分子间易形成氢键 沸点高 一 范德华力与氢键 重点难点探究 范德华力 氢键 共价键的比较 1 氢键和范德华力都属于分子间作用力 不能把氢键当成是化学键 2 分子间氢键和范德华力可以同时存在 3 分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质 而化学键决定分子的稳定性 4 只有分子间距离接近到一定程度时才有分子间作用力 包括范德华力和氢键 5 某些分子间作用力包括范德华力和氢键 所以分子间作用力不等价于范德华力 关键提醒 解析答案 例1下列说法不正确的是 a 分子间作用力是分子间相互作用的总称b 分子间氢键的形成对物质的溶解度 熔沸点有影响c 范德华力和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 解析分子间存在多种相互作用 这些作用统称为分子间作用力 a正确 分子间氢键的形成除使物质的熔 沸点升高外 对物质的溶解度也有影响 b正确 范德华力和氢键均属分子间的作用力 两者有可能同时存在于分子之间 c正确 氢键属于分子间作用力 而不是化学键 d 解题反思 氢键不是化学键 而是一种分子间作用力 变式训练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 冰 液态水 水蒸气中都存在氢键c 1个水分子最多可形成4个氢键d hf的稳定性很强 是因为其分子间能形成氢键 解析答案 解析水分子内只有共价键而无氢键 a不正确 水蒸气分子间距离过大 不能形成氢键 b不正确 每个水分子最多能形成4个氢键 c正确 氢键与化学性质如稳定性等无关 hf的稳定性与其共价键有关 与氢键无关 d不正确 c 解题反思 分子的稳定性与分子间氢键无关 而与共价键有关 二 范德华力和氢键对物质性质的影响 1 范德华力对物质性质的影响 1 一般来说 组成和结构相似的分子构成的物质 相对分子质量越大 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 例如 熔 沸点 f2 cl2 br2 i2 2 分子组成相同的物质 即互为同分异构体 分子对称性越好 范德华力越小 物质的熔 沸点越低 例如 熔 沸点 新戊烷 异戊烷 正戊烷 沸点 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯 3 相对分子质量相近的物质 分子的极性越小 范德华力越小 物质的熔 沸点通常越低 例如 熔 沸点 n2 co 2 氢键对物质性质的影响 1 对物质熔 沸点的影响 分子间存在氢键的物质 物质的熔 沸点明显高 如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 沸点高 如邻羟基苯甲酸 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增大 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大 4 氢键对物质电离性质的影响 如邻苯二甲酸的电离平衡常数ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数ka1相差较大 解析答案 例2下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是 a hf hcl hbr hi的热稳定性依次减弱b f2 cl2 br2 i2的熔 沸点依次升高c h o h c2h5 oh中 oh上氢原子的活泼性依次减弱d ch3 o ch3 c2h5oh的沸点依次升高 解析hf hcl hbr hi的热稳定性依次减弱是由于h x键能依次减小 f2 cl2 br2 i2的相对分子质量依次增大 分子间的范德华力也依次增大 所以其熔 沸点也依次增大 h o h c2h5 oh中 oh上氢原子的活泼性依次减弱 与o h的极性有关 ch3 o ch3的沸点比c2h5oh的低是由于c2h5oh分子间形成氢键而增大了分子间作用力 答案b 解题反思 比较由分子构成的物质熔 沸点时 首先应考虑分子间是否存在氢键 变式训练2下列事实与氢键无关的是 a 液态氟化氢中有三聚氟化氢 hf 3分子存在b 冰的密度比液态水的密度小c 乙醇能与水以任意比混溶而甲醚 ch3 o ch3 难溶于水d nh3比ph3稳定 解析氢键是已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力 它只影响物质的物理性质 故只有d与氢键无关 d 返回 解析答案 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 d 随堂达标检测 1 2 3 解析答案 4 5 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 例如氢键也影响物质的物理性质 6 2 下列叙述与范德华力无关的是 a 气体物质加压或降温时能凝结或凝固b 通常状况下氯化氢为气体c 氟 氯 溴 碘单质的熔 沸点依次升高d 氯化钠的熔点较高 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析范德华力主要影响物质的熔点 沸点等物理性质 a项 气体物质加压时 范德华力增大 降温时 气体分子的平均动能减小 分子靠自身的动能不足以克服范德华力 从而聚集在一起形成液体甚至固体 b项 hcl分子之间的作用力是很弱的范德华力 因此通常状况下氯化氢为气体 c项 一般来说 组成和结构相似的物质 随着相对分子质量的增加 范德华力逐渐增强 物质的熔 沸点逐渐升高 d项 nacl中将na 和cl 之间以较强的离子键结合 所以nacl的熔点较高 与范德华力无关 1 2 3 4 5 6 答案d 3 ncl3是一种淡黄色油状液体 下列对ncl3的有关描述正确的是 a 该分子呈平面三角形b 该分子为非极性分子c 它的沸点比pcl3的低d 因为n cl键的键能大 所以ncl3沸点高 c 解析答案 解析ncl3中n原子的价电子对数为 4 孤电子对数 1 所以该分子为三角锥形 由于3个n cl极性键的排列不对称 所以该分子为极性分子 ncl3与pcl3的组成和结构相似 相对分子质量ncl3小于pcl3 所以范德华力ncl3小于pcl3 沸点ncl3低于pcl3 ncl3的沸点与n cl键的键能无关 1 2 3 4 5 6 4 下列物质中不存在氢键的是 a 冰醋酸中醋酸分子之间b 液态氟化氢中氟化氢分子之间c nh3 h2o中的nh3与h2o分子之间d 可燃冰 ch4 8h2o 中甲烷分子与水分子之间 d 解析答案 解析只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键 如n o f c h不是强极性共价键 ch4与h2o分子间不存在氢键 1 2 3 4 5 6 5 下列现象 不能用氢键知识解释的是 a 葡萄糖易溶于水b 在4 时水的密度最大c 硫酸是一种强酸d 水通常情况下为液态 c 解析葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子和水分子间可以形成氢键 a正确 水通常情况下为液态 在4 时水的密度最大 是因为水分子之间会形成氢键 降温时 水分子间会形成的氢键数目增多 水分子排列比较松 使密度减小 b正确 硫酸是一种强酸 在水中能全部电离 与氢键无关 c不正确 水分子间形成氢键 使水的熔点较高 所以水通常情况下为液态 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析f o n的电负性依次降低 原子半径依次增大 所以氢键由强到弱的顺序为c a d b 解析答案 1 2 3 4 5 6 6 回答下列问题 1 下列几种氢键由强到弱的顺序为 a o h ob n h nc f h fd o h n c a d b 2 硅烷 sinh2n 2 的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示 呈现这种变化关系的原因是 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析硅烷是由分子通过范德华力形成的晶体 相对分子质量越大 范德华力越强 沸点越高 硅烷的结构和组成相似 相对分子质量 越大 分子间作用力越大 沸点越高 3 h2o分子内的o h键 分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 的沸点比的沸点低 原因 解析答案 1 2 3 4 5 6 答案o h键 氢键 范德华力形成的是分子内的氢键 而可形成分子间的氢键 分子间氢键使分子间的作用力增大 1 2 3 4 5 6 解析化学键是相邻两个或多个原子之间强烈的相互作用 分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴 但氢键强于范德华力 所以它们从强到弱的顺序依次为o h键 氢键 范德华力 对羟基苯甲醛易形成分子间氢键 邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键 分子间氢键使分子间作用力增大 所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高 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的多 原因是 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析乙二胺分子中存在n h键 故乙二胺分子间存在氢键 三甲胺中不能形成氢键 所以乙二胺的沸点高于三甲胺 乙二胺分子间可以形成氢键 三甲胺 分子间不能形成氢键 解析答案 1 2 3 4 5 6 h2o与ch3ch2oh可以任意比例互溶 除因它们是极性分子外 还因为 h2o在乙醇中的溶解度大于h2s 其原因是 解析h2o与乙醇可以形成分子间氢键 使得水与乙醇互溶 而h2s与乙醇不能形成分子间氢键 故h2s在乙醇中的溶解度小于h2o h2o与ch3ch2oh分子间可以形成氢键 h2o分子和乙醇分子之间形成氢键 而h2s分子和乙醇 分子之间不形成氢键 解析答案 1 2 3 4 5 6 4 如图所示每条折线表示周期表 a a族中某一族元素氢化物的沸点变化