高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第四单元分子间作用力分子晶体省公开课一等奖新名师获奖

第四单元分子间作用力分子晶体专题3微粒间作用力与物质性质1/30[课程标准]1．了解范德华力类型，把握范德华力大小与物质物理性质之间辩证关系。2．初步认识影响范德华力主要原因，学会辩证质量分析法。3．了解氢键本质，能分析氢键强弱，认识氢键主要性。4．加深对分子晶体相关知识认识和应用。专题3微粒间作用力与物质性质2/30一、范德华力1．共价分子之间存在着某种作用力，能够把它们分子聚集在一起，这种作用力叫做________________________，范德华力和氢键是两种常见分子间作用力，其实质是一个_______________，比化学键_______________得多。2．范德华力_______________饱和性和方向性。3．对于组成与结构相同分子，其范德华力普通随相对分子质量增大而_______________，对应物质熔、沸点也逐步_______________。分子间作用力静电作用弱没有增大升高3/301．CO2

和CS2

结构和组成相同，为何常温下CO2

是气体、CS2

是液体？提醒：因为CS2比CO2

相对分子质量大，所以分子间范德华力也大，使CS2

沸点升高，常温下呈液态。4/30二、氢键形成1.一个水分子中相对显正电性氢原子，能与另一个水分子中相对显负电性氧原子孤电子对靠近并产生相互作用,这种相互作用叫做氢键。氢键比化学键_______________，但比范德华力_______________。氢键通惯用X—H…Y表示，其中X和Y表示电负性_____________而原子半径___________非金属原子。2．氢键_______________方向性和饱和性。3．分子间氢键使物质熔、沸点_______________，溶解度_______，而分子内氢键使物质熔、沸点__________。弱强大小含有升高增大降低5/302．相对分子质量越大物质，其熔、沸点越高吗？提醒：不正确，对于分子晶体，若分子中不含有氢键，且结构相同物质，才含有这一性质。6/30三、分子晶体1．分子经过__________________________组成固态物质叫做分子晶体。2．分子晶体普通硬度_________，熔点和沸点_________。3．多数非金属单质、非金属元素组成化合物以及绝大多数有机化合物形成晶体都属于分子晶体。分子间作用力较小较低7/303．全部分子晶体中都存在化学键吗？提醒：不一定，如稀有气体是单原子分子，其晶体中不含化学键。8/301．固体乙醇晶体中不存在作用力是(

)A．极性键

B．非极性键C．离子键

D．氢键解析：固体乙醇晶体是乙醇分子经过分子间作用力结合,在乙醇分子里有C—C之间非极性键，C—H、C—O、O—H之间极性键，在分子之间还有O和H原子产生氢键，没有离子键。C9/302．以下氢键中最强是(

)A．S—H…O B．N—H…NC．F—H…F D．C—H…N解析：X—H…Y中，X、Y原子电负性越大,原子半径越小,形成氢键越强。S、O、N、F、C中，F电负性最大,原子半径最小，故C中氢键最强。C10/303．共价键、离子键和范德华力是组成物质时粒子间不一样作用。以下物质中，只含有上述一个作用是(

)A．干冰

B．氯化钠C．氢氧化钠

D．碘解析：干冰中有共价键和范德华力两种作用；氯化钠中只有离子键一个作用；氢氧化钠晶体中有离子键和共价键两种作用；碘晶体中有共价键和范德华力两种作用。B11/304.(·高考江苏卷)水是生命之源，年我国科学家首次拍摄到水分子团簇空间取向图像，模型如图。以下关于水说法正确是(

)A．水是弱电解质B．可燃冰是能够燃烧水C．氢氧两种元素只能组成水D．0℃时冰密度比液态水密度大12/3013/30探究导引1

F、Cl、Br均位于第ⅦA族元素，HF和HBr沸点均比HCl高，原因是什么？提醒：

HBr相对分子质量比HCl大，则HBr范德华力比HCl大，所以HBr沸点比HCl高；HF分子间存在氢键，所以其沸点比同族其它元素形成氢化物沸点高。范德华力与氢键14/30探究导引2磷酸与硫酸相对分子质量都是98，为何磷酸在常温下是固体(熔点为43.3℃)，硫酸在常温下是液体？提醒：分析二者结构，磷酸分子中有三个羟基，硫酸分子中有两个羟基,由此可知磷酸分子间氢键数目比硫酸分子间氢键数目多，氢键数目越多，分子间作用力就越大,从而造成磷酸熔点比硫酸高。15/30化学键、范德华力和氢键对比相互作用化学键范德华力氢键定义分子内或晶体中，相邻两个或多个原子之间强烈相互作用物质分子之间存在微弱相互作用少数含有特殊组成分子(如N、O、F氢化物等)之间存在比分子间作用力稍强相互作用能量键能普通在120～800kJ/mol约几个到数十个kJ/mol约数十个kJ/mol(比分子间作用力大)对性质影响主要影响分子化学性质主要影响物质物理性质主要影响该类物质熔点、沸点、密度等物理性质16/301．有五组由同族元素形成物质，在101.3kPa时测得它们沸点(℃)数据以下表所表示：17/30对于表中内容，以下各项中判断正确是(

)A．表中各行中物质均为分子，且从左到右沸点均逐步升高B．第②行物质都有氧化性；第③行物质对应水溶液均是强酸C．第④行中各化合物稳定性次序为H2O>H2S>H2Se>H2TeD．上表中物质HF和H2O，因为氢键影响使它们分子尤其稳定18/30解析：选C。上表中③、④行第一个物质沸点在同一行中均最高，因为在HF分子间、H2O分子间均存在氢键，增大了分子间作用力。第②行物质为卤素单质，均含有氧化性,第③行物质为卤化氢，对应水溶液中除HF是弱酸外，其余均为强酸。第④行物质为氧族元素氢化物，其共价键逐步减弱，所以稳定性逐步减弱。D选项中，氢键只能影响物质物理性质,如熔沸点、溶解性等，不影响物质化学性质,如分子稳定性与氢键无关。19/30探究导引1

CO2和SiO2是两种组成相同共价化合物，但二者物理性质却相差很大，其原因是什么呢？

提醒：

CO2和SiO2在固态时晶体类型不一样，CO2是分子晶体，组成晶体微粒间以微弱范德华力相结合，而SiO2是原子晶体，组成晶体微粒间以共价键相结合成空间网状结构，因为共价键比范德华力要强得多，所以SiO2熔、沸点和硬度比CO2要高得多。分子晶体20/30探究导引2下列图(左)为CO2晶胞图，下列图(右)为该晶胞简化图，请分析一个CO2晶胞中含有多少个CO2分子？最近CO2有多少个？21/3022/301．分子晶体性质与分子间作用力强弱相关。因为分子间作用力普通很弱,因而分子晶体含有硬度小，熔、沸点低,易挥发，不导电等特点。晶体熔、沸点越高表明分子间作用力越大。2．分子汽化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键。23/302．依据下表给出几个物质熔、沸点数据，判断以下相关说法中错误是(

)A.SiCl4是分子晶体B．单质B可能是原子晶体C．AlCl3不能升华D．NaCl键强度比MgCl2大NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/℃810710180682300沸点/℃1465141816057250024/30解析：选C。由表中所给熔、沸点数据可知SiCl4最低，应为分子晶体；单质B熔、沸点最高，所以为原子晶体；AlCl3沸点低于熔点，故可升华;NaCl熔点高于MgCl2熔点,表明Na—Cl键断裂较Mg—Cl难，所以NaCl键强度比MgCl2大。25/30在以下各物质中，属于分子晶体且分子间存在范德华力和氢键，分子内只含极性共价键是(

)A．CO2 B．H2OC．HCl D．NH4Cl[思绪点拨]

这是一类归属性选择题，主要是审题中对各物质、各条件仔细区分，不能遗漏相关条件。如本题第一个条件是“属于分子晶体”，选项物质中NH4Cl不符；第二个条件是“分子间存在范德华力和氢键”，范德华力都存在，关键是氢键，只有B项H2O符合。最终条件是“分子内只含极性共价键”，H2O符合。分子间作用力26/30[答案]

B[规律方法]

只有分子晶体才存在分子，分子晶体中必定存在范德华力，氢键存在于N、O、F等电负性较大原子与H原子之间。27/30如图为某晶体中分子间形成氢键结构模型，大球代表O，小球代表H。以下相关说法中正确是(

)A．该晶体含有空间网状结构，所以不是分子晶体B．1mol该晶体中含有4×6.02×1023个氢键C．该晶体受热融化时，分子之间空隙将增大D．该晶体中每个分子与另外四个分子形成四面体结构分子晶体28/30[思绪点拨]

普通分子晶体和原子晶体均是由非金属元素组成,不过二者性质却截然不一样,如熔、沸点，硬度等。不含有氢键分子晶体,其范德华力是没有方向性,故结构较为紧密是因为氢键有方向性，此题中冰结构为空间四面体,貌似原子晶体，所以判断二者不能仅从结构上看。[解析]由图可知该晶体是冰(H2O)，属于分子晶体。晶体中每个水分子与另外4个水分子形成4个氢键，即1mol晶体冰中含有2mol氢键，也就是2×6.02×1023个氢键。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却和共价键