第2章 第4节 分子间作用力-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案教用word（鲁科版2019）

化学　选择性必修2 导学案 L 第4节　分子间作用力 核心素养 学业要求 1.能将化学事实和微粒间相互作用的相关理论模型进行关联和合理匹配，并能选取适当的证据从不同的角度分析问题，推出合理的结论。 2.能说明微粒间相互作用的差异对物质性质的影响 1.能结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。 2.了解分子间作用力对物质性质的影响。 3.了解含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响 一、范德华力与物质性质 1．分子间作用力 (1)概念：分子之间存在着多种相互作用，人们将这些作用统称为分子间作用力，其中最常见的一种是范德华力。 (2)强度：分子间作用力比化学键弱得多。 2．范德华力 (1)概念：分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 (2)实质：电性作用。 (3)特征：没有方向性和饱和性。 (4)对物质熔、沸点的影响：一般来说，分子结构和组成相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强。范德华力越强，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。 二、氢键与物质性质 1．氢键 (1)概念 氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一电负性很大的原子之间的静电作用。 (2)表示方法 氢键通常用X—H…Y表示。其中“X—H”表示氢原子和X原子以共价键相结合。氢键的作用能是指X—H…Y分解为X—H和Y所需要的能量。 2．氢键形成的条件 (1)在X—H…Y中，氢原子两边的X原子和Y原子所属元素通常具有较大的电负性和较小的原子半径，或者说，氢原子位于X原子和Y原子之间且X原子和Y原子具有强烈吸引电子的作用，氢键才能形成。 (2)当X原子和Y原子是位于元素周期表的右上角元素的原子时，更容易形成氢键，如氮原子、氧原子和氟原子等。 3．氢键对物质性质的影响 (1)氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其作用能比化学键的键能小得多，比范德华力的作用能大一些。 (2)氢键的类型 ①分子间氢键，如O—H…O。 ②分子内氢键，如。 (3)氢键对物质物理性质的影响 ①对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点较高，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，如熔、沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛。 ②对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如冰的密度比水的密度小。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)范德华力比化学键弱得多。(　　) (2)任何分子间在任意情况下都会产生范德华力。(　　) (3)氢键是一种化学键。(　　) (4)氢键使物质具有较高的熔、沸点。(　　) (5)液态水分子间的作用力只有氢键。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 解析：(2)范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间很难产生相互作用。 (3)氢键是一种分子间作用力，不是化学键。 (4)物质存在分子间的氢键时熔、沸点较高，而存在分子内的氢键时熔、沸点较低。 (5)液态水分子间的作用力有范德华力和氢键。 2．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是(　　) A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 答案：B 3．下列与氢键有关的说法中错误的是(　　) A．氨水中存在分子间氢键 B．形成氢键A—H…B的三个原子总在一条直线上 C．卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D．邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低 答案：B 解析：氢键具有一定的方向性，但不一定在一条直线上，B错误。 4．比较下列物质熔、沸点高低并且说明原因。 (1)H2O________H2S，原因：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)HF________HCl，原因：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)CH4________CCl4，原因：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)>　H2O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)<　CH4的相对分子质量没有CCl4的相对分子质量大 探究一　范德华力与物质性质 范德华力对物质性质的影响 范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，作用微弱，不属于化学键，主要影响物质的物理性质；化学键是相邻的原子之间强烈的相互作用，主要影响物质的化学性质。 (1)对物质熔、沸点的影响 ①组成和分子结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高。例如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子极性越大，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：NO>N2。 ③在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 (2)对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度越大。 1．下列关于范德华力对物质性质的影响的描述正确的是(　　) A．范德华力是决定物质熔点和沸点高低的唯一因素 B．范德华力是影响物质部分物理性质的一种因素 C．范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质 D．范德华力与物质的性质没有必然的联系 答案：B 解析：影响物质熔、沸点的因素有很多，A错误；范德华力不会影响物质的化学性质，能影响物质的部分物理性质，如物质的熔点、沸点，C、D错误，B正确。 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．熔、沸点高低：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3 C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高 答案：D 解析：D项，氯化钠中不存在分子，其熔点与范德华力无关。 探究二　氢键与物质性质 1．氢键具有一定的方向性和饱和性 X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样形成的氢键最强、最稳定(如下图)。 2．氢键对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 ①某些氢化物分子间存在氢键，如H2O、NH3、HF等，会使其在同族氢化物中的沸点反常的高，如H2O>H2Te、HF>HI、SbH3>NH3>AsH3。 ②氢键分为分子间氢键和分子内氢键，其对物质熔、沸点的影响：形成分子间氢键的物质(如)熔、沸点大于形成分子内氢键的物质(如 )熔、沸点。 (2)对物质密度的影响 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，进而使某些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 若溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度大，如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、乙酸等能与水以任意比混溶，因为它们与水分子形成了分子间氢键。 3．范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键或σ键、π键 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键>氢键>范德华力 存在范围 分子之间 某些含氢化合物分子间(如HF、H2O、NH3)和一些有机物分子内 成键原子之间 影响强度的因素 ①组成和分子结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大； ②组成相似且相对分子质量相近的物质，范德华力随着分子极性增大而增大 对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，原子的半径越小，氢键作用能越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键 越稳定 对物质性质的影响 ①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质； ②组成和分子结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3； ②形成分子内氢键的物质熔、沸点低于形成分子间氢键的物质熔、沸点，如熔、沸点： ①影响分子的稳定性； ②共价键键能越大，分子稳定性越强 3．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 答案：D 解析：只有电负性很大的原子与氢原子形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F)。C—H键不是强极性共价键，CH4与H2O分子间不存在氢键。 4．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 答案：C 解析：硫酸是一种强酸，在水中能全部电离，与氢键无关。 本课小结 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 范德华力 范德华力 氢键 范德华力 分子间作用力 分子间作用力 氢键 分子间作用力 分子间作用力 分子间作用力 氢键 粒子间的相互作用 分子间作用力 分子间作用力 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列有关范德华力的叙述正确的是(　　) A．范德华力的实质是一种电性作用，所以范德华力是一种较弱的化学键 B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C．稀有气体固态时原子间不存在范德华力 D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 答案：B 解析：范德华力是分子与分子之间的一种相互作用，其实质与化学键类似，也是一种电性作用，但两者的区别是作用力的强弱不同，化学键是强烈的相互作用(100～600 kJ·mol－1)，范德华力只有2～20 kJ·mol－1，故范德华力不是化学键，A错误；范德华力普遍存在于分子之间，稀有气体固态时存在范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。 2．人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板上爬行自如，蜘蛛之所以不会从天花板上掉下的主要原因是(　　) A．蜘蛛的脚尖端锋利，能抓住天花板 B．蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上 C．蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力，这一“黏力”使蜘蛛不致坠落 D．蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体 答案：C 3．下列事实与氢键有关的是(　　) A．水加热到很高的温度都难以分解 B．水结成冰体积膨胀，密度变小 C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量增大而升高 D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案：B 解析：水分解破坏的是化学键，不是氢键；氢键具有方向性，氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，所以水结成冰时，体积增大，密度变小；CH4、SiH4、GeH4、SnH4的分子结构和组成相似，熔点随相对分子质量的增大而升高，与范德华力有关，四种物质分子间均不形成氢键；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子中共价键的强弱有关，与氢键无关。 4．在常温、常压下卤素单质(从F2到I2)的聚集状态依次为气态、气态、液态、固态的原因是(　　) A．原子间的化学键的键能逐渐减小 B．范德华力逐渐增大 C．原子半径逐渐增大 D．氧化性逐渐减弱 答案：B 5．二甘醇可用作溶剂、纺织品的软化剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH，下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　) A．分子式符合通式CnH2nO3 B．能溶于水，不溶于乙醇 C．分子间不存在范德华力 D．分子间能形成氢键 答案：D 解析：二甘醇的分子式为C4H10O3，不符合通式CnH2nO3，A错误；该物质属于分子，分子间存在范德华力，C错误；分子中存在—OH，—OH之间能形成氢键，可与乙醇混溶，B错误，D正确。 6．下列说法正确的是(　　) A．化学键的极性越大，键就越强 B．凡能形成氢键的物质，其熔、沸点就比同类物质的熔、沸点高 C．CFH3分子中，既有H原子，又有电负性大、半径小的F原子，因此，CFH3分子间可以形成氢键 D．稀有气体能在温度充分降低时液化，而且随相对分子质量的增大熔点升高 答案：D 7．下列说法不正确的是(　　) A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键 B．离子键、氢键本质上都是静电作用 C．只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才可能形成氢键 D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强 答案：A 解析：并不是所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键不是化学键，是一种分子间作用力，本质上也是一种静电作用。 8．以下说法与分子间作用力无关的是(　　) A．按H2、N2、O2、Cl2的顺序，单质的熔、沸点依次升高 B．NH3、PH3、AsH3的稳定性逐渐减弱 C．冰的密度小于液态水的密度，冰会浮在水面上 D．按CH4、NH3、H2O的顺序，物质的熔、沸点相应升高 答案：B 解析：N、P、As氢化物的稳定性逐渐减弱，与共价键的强弱有关，与分子间作用力无关。 9．维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构如图所示，维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有(　　) A．氢键、共价键 B．离子键、氢键、共价键 C．离子键、范德华力 D．离子键、氢键、范德华力 答案：D 10．下列说法不正确的是(　　) A．加热使碘升华是因为吸收的热量克服了分子间作用力 B．二氧化硅和干冰的化学键类型相同 C．H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，说明H—O键的键能为22 kJ·mol－1 D．冰醋酸晶体溶于水的过程中既破坏了分子间作用力，又破坏了部分化学键 答案：C 解析：固体碘受热升华，是物理变化，碘分子本身没有变化，吸收的热量克服了分子间作用力，故A正确；二者化学键类型相同，都是极性共价键，故B正确；H2O(l)===H2O(g)克服的主要是分子间作用力，H—O键没有发生断裂，所以通过题干中所给热化学方程式，无法计算H—O键的键能，故C错误；冰醋酸晶体溶于水的过程中破坏了分子间作用力，部分CH3COOH电离产生CH3COO－和H＋，破坏部分共价键，故D正确。 11．如图是冰层表面的结构。下列有关说法错误的是(　　) A．由于氢键的存在，水分子的稳定性很好，高温下也很难分解 B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构 C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中的少 D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑 答案：A 解析：水分子的稳定性很好，是由水分子内的共价键的键能决定的，与氢键无关，A错误。 12．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是(　　) A．液溴和苯分别受热变为气体 B．干冰和氯化铵分别受热变为气体 C．二氧化硅和铁分别受热熔化 D．氯化钠和葡萄糖分别溶解在水中 答案：A 解析：A项，液溴和苯分别受热变为气体都需克服分子间作用力；B项，干冰受热变为气体克服分子间作用力，而氯化铵受热会发生分解反应，破坏的是化学键；C项，二氧化硅受热熔化破坏共价键，铁受热熔化破坏金属键；D项，氯化钠溶解在水中破坏的是离子键，葡萄糖溶解在水中，破坏的是分子间作用力。 二、非选择题 13．试用相关知识回答下列问题： (1)有机物大多难溶于水，而乙醇和乙酸可与水互溶，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚的高得多，原因是________________________________________________________________________。 (3)从氨合成塔里分离出NH3，通常采用的方法是____________________，原因是__________________________________。 (4)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性：__________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (5)有一类组成简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键　 (2)乙醇分子间存在较强的氢键　 (3)加压使NH3液化后，与H2、N2分离　NH3分子间存在氢键，易液化 (4)易溶于水 (5)组成和结构相似的物质，随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高 14．氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。 (1)H2O中的O—H键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为________>________>________。 (2) 的沸点高于，其原因是________________________________________________。 (3)N、P、As都属于ⅤA族元素，形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为________(填分子式，下同)>________>________。 (4)如图1表示某种含氮有机化合物的结构简式，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填标号)。 a．CF4 b．CH4 c．NH d．H2O 答案：(1)O—H键　氢键　范德华力　(2) 能形成分子间氢键，而能形成分子内氢键　(3)NH3　AsH3　PH3　(4)c 解析：(1)O—H键属于化学键，氢键和范德华力均属于分子间作用力，但氢键比范德华力强。 (3)N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH3、PH3、AsH3，NH3能形成分子间氢键，其沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3，则AsH3的范德华力强于PH3的范德华力，故AsH3的沸点高于PH3的沸点。 (4)能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求该分子或离子是正四面体结构且能形成4个氢键，只有NH符合要求。 13 学科网（北京）股份有限公司 $$