
【必備知識(shí)】
1、范德華力、氫鍵的對(duì)比
2、氫鍵的表示方法(以HF分子間氫鍵為例)
分子間作用力對(duì)物質(zhì)溶沸點(diǎn)的影響
①一般來(lái)說(shuō),對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。
②分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高。例如熔沸點(diǎn):H2O>HF>NH3>CH4
③分子內(nèi)氫鍵可以使分子更穩(wěn)定,且分子內(nèi)氫鍵會(huì)削弱分子間氫鍵形成,故一般熔沸點(diǎn)較低。
如已知鄰羥基苯甲醛()與對(duì)羥基苯甲醛()的沸點(diǎn)相差很大,其中沸點(diǎn)較高的是________,請(qǐng)畫(huà)出上述兩種物質(zhì)形成氫鍵的情況:__________________________________。
【答案】 鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵:;對(duì)羥基苯甲醛形成分子間氫鍵:
4、氫鍵對(duì)分子其他性質(zhì)的影響
(1)氨極易液化,因?yàn)镹H3分子液化時(shí)形成分子間氫鍵。
(2)水結(jié)冰時(shí)體積膨脹、密度減小,因?yàn)榻Y(jié)冰時(shí)形成氫鍵。
(3)溶質(zhì)與溶劑若能形成氫鍵,能增大溶解度。比如NH3極易溶于水,小分子醇能與水以任意比互溶。
例、有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),解答下列問(wèn)題。
(1)有機(jī)物A()的結(jié)構(gòu)可以表示為(虛線表示氫鍵),而有機(jī)物B()只能形成分子間氫鍵。工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法將A和B進(jìn)行分離,首先被蒸出的成分是______________________,原因是:________________________________________________________________________。
(2)[2019·新課標(biāo)Ⅲ]苯胺()的晶體類型是__________。苯胺()與甲苯()的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9 ℃)、沸點(diǎn)(184.4 ℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0 ℃)、沸點(diǎn)(111 ℃),原因是____________________________。
(3)S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)開(kāi)_______________。
(4)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2===CH3OH+H2O)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)___________________________,原因是_________________________________________。
【答案】 (1)A A易形成分子內(nèi)氫鍵,B易形成分子間氫鍵,所以B的沸點(diǎn)比A的高
(2)分子晶體 苯胺分子間存在氫鍵
(3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力大
(4)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力較大
【易錯(cuò)辨析】
1、氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵( )
2、鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點(diǎn)均隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大( )
3、氨水中氨分子與水分子間形成了氫鍵( )
4、可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子之間形成了氫鍵( )
5、H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵( )
6、氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高( )
7、NH3的穩(wěn)定性很強(qiáng),是因?yàn)槠浞肿娱g能形成氫鍵。( )
8、C的氫化物沸點(diǎn)低于O的氫化物,因?yàn)镠2O含有氫鍵。( )
9、范德華力非常微弱,破壞范德華力不需要消耗能量。( )
10、H2O2分子間存在氫鍵。( )
11、氫鍵具有方向性和飽和性。( )
12、乙醇分子和水分子間只存在范德華力。( )
【答案】 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.× 7.× 8.× 9.× 10.√ 11.√ 12.×
【跟蹤練習(xí)】
1、下列物質(zhì)能形成氫鍵,且形成的氫鍵最強(qiáng)的是( )
A、甲醇 B、NH3 C、冰 D、(HF)n
【答案】D
2、氨氣溶于水時(shí),大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子,根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為( )
【答案】D
3、下列關(guān)于化學(xué)鍵及晶體的說(shuō)法中,不正確的是( )
A. Cl2、Br2、I2的沸點(diǎn)逐漸升高,是因?yàn)榉肿娱g作用力越來(lái)越大
B. NaOH和NH4Cl化學(xué)鍵類型相同
C. N2和CCl4兩種分子中,每個(gè)原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D. 石英晶體是共價(jià)晶體,其分子式為SiO2
【答案】D
4、下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是( )
①HF的熔、沸點(diǎn)比ⅦA族其他元素氫化物的高 ②乙醇可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液態(tài)水的密度小 ④水分子高溫下也很穩(wěn)定
⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低
A.②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】B
5、液氨、液氯、清洗劑、萃取劑等重點(diǎn)品種使用企業(yè)和白酒企業(yè),應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)罐區(qū)、?;穾?kù)房、?;份斔偷鹊墓芾?,確?;どa(chǎn)安全。下列說(shuō)法正確的是( )
A.液氨中只存在范德華力
B.液氨分子間作用力強(qiáng),所以其穩(wěn)定性大于PH3
C.液氯揮發(fā)導(dǎo)致人體吸入后中毒,是因?yàn)橐郝确肿又械墓矁r(jià)鍵鍵能較小
D.萃取劑CCl4的沸點(diǎn)高于CH4的沸點(diǎn)
【答案】 D
【解析】 液氨中還存在共價(jià)鍵、氫鍵等作用力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;分子間作用力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì),與其穩(wěn)定性無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于液氯中Cl2分子間的作用力弱,液氯沸點(diǎn)低,極易揮發(fā)而被人體吸入引起中毒,與共價(jià)鍵鍵能大小無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于CCl4與CH4結(jié)構(gòu)相似,且均為共價(jià)化合物,CCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CH4,其沸點(diǎn)也高于CH4的沸點(diǎn),D項(xiàng)正確。
6、“冰面為什么滑?”,這與冰層表面的結(jié)構(gòu)有關(guān)(如圖)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.由于氫鍵的存在,水分子的穩(wěn)定性好,高溫下也很難分解
B.第一層固態(tài)冰中,水分子間通過(guò)氫鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
C.第二層“準(zhǔn)液體”中,水分子間形成氫鍵的機(jī)會(huì)比固態(tài)冰中少
D.當(dāng)高于一定溫度時(shí),“準(zhǔn)液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵斷裂,產(chǎn)生“流動(dòng)性的水分子”,使冰面變滑
【答案】 A
【解析】 水分子的穩(wěn)定性好,是由水分子內(nèi)氫氧共價(jià)鍵的鍵能決定的,與分子間形成的氫鍵無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;固態(tài)冰中,1個(gè)水分子與周?chē)?個(gè)水分子通過(guò)氫鍵相連接,從而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),B正確;“準(zhǔn)液體”中,水分子間的距離不完全相等,所以1個(gè)水分子與少于4個(gè)的水分子間形成氫鍵,形成氫鍵的機(jī)會(huì)比固態(tài)冰中少,C正確;當(dāng)溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),“準(zhǔn)液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵被破壞,使一部分水分子能夠自由流動(dòng),從而產(chǎn)生“流動(dòng)性的水分子”,造成冰面變滑,D正確。
7、(2022·蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進(jìn)行分離的流程如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.第一電離能:CH2Se 原子半徑OH-Se,鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定。
②H2O>H2Se>H2S
(9)離子鍵、氫鍵、范德華力
(10)硼酸在冷水中存在分子間氫鍵,締合在一起,溶解度小。加熱時(shí),氫鍵被破壞,與水形成氫鍵,溶解度增大。范德華力
氫鍵
作用微粒
分子或原子(稀有氣體分子)
H與N、O、F等電負(fù)性很大的原子
分類
分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵
特征
無(wú)方向性和飽和性
有飽和性和方向性
強(qiáng)度
化學(xué)鍵>氫鍵>范德華力
影響其強(qiáng)度的因素
①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大;
②分子的極性越大,范德華力越大。
X—H…Y強(qiáng)弱與X和Y的電負(fù)性有關(guān)。
電負(fù)性越強(qiáng),氫鍵越強(qiáng)。
對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
主要影響物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn))
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔點(diǎn)/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸點(diǎn)/K
187.2
330.8
427.2
560.7
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