第2章 专题提升 (3) 分子间作用力及共价键对物质性质的影响-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 第二章 分子结构与性质 专题提升 (三) 分子间作用力及共价键对物质性质的影响 课下巩固训练(十四) 分子间作用力及共价键对物质性质的影响 【目标】 1.能正确判断微粒间的作用力，并理解微粒间的作用力对物质性质的影响，形成“结构决定性质”的观念。2.通过运用微粒间的作用力解释物质的性质变化及原因，建立运用模型解释化学现象的意识。 范德华力、氢键及共价键的比较 项目 范德华力 氢键 共价键 概念 物质的分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间形成的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 作用微粒 分子作用 氢原子、电负性很大的原子 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 项目 范德华力 氢键 共价键 影响强度的因素 ①随着分子极性的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于X—H…Y—，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用力越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 项目 范德华力 氢键 共价键 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 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 ①影响分子的稳定性；②共价键的键能越大，分子的稳定性越强 【典例】 (2024·河北唐山高二联考)关于乳酸分子[CH3CH(OH)COOH]的说法错误的是(　　 ) A．乳酸分子中既有σ键又有π键 B．O—H键的极性强于C—H键的极性 C．乳酸分子之间能形成氢键，分子内也能形成氢键 D．乳酸分子是只含有极性键的极性分子 解析：选D。O原子能与H原子形成氢键，乳酸分子之间能形成氢键，分子内羟基和羧基也能形成氢键，C正确；乳酸分子中含有C—H、O—H等极性键，也含有C—C非极性键，D错误。 【思维建模】 利用范德华力、氢键及共价键解释物质性质的解题思路 【对点练】 1.有关分子的溶解性，解答下列各题： (1)H2O2难溶于CS2，简要说明理由：______________________。 (2)ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是____________________________。 (3)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是_____________。 (4) 常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是_____________。 答案：(1)H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2 (2)ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小 (3)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是极性分子，且都能与H2O形成氢键 (4)乙醇与水之间能形成氢键而氯乙烷不能与水形成氢键 2．有关分子的熔点、沸点，解答下列各题： （1）乙二胺分子(H2NCH2CH2NH2)中氮原子杂化类型为sp3，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________。 （2）丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是_______________________________________________。 （3）硝酸和尿素()的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：________________________________________。 答案：(1)乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 (2)羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键 (3)尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降低 3．(2024·湖北黄冈高二期中)我国科学家发现，苯硼酸药物具有抗肿瘤功效。已知苯硼酸在水和四氯化碳中溶解度均不大，苯硼酸的结构简式如图所示，下列说法不正确的是(　　 ) A.苯硼酸分子含极性键和非极性键 B．苯硼酸中C和B的杂化方式相同，均为sp2杂化 C．苯硼酸在四氯化碳中溶解度不大是因为苯硼酸是极性分子 D．苯硼酸在水中溶解度不大是因为苯硼酸是非极性分子 解析：选D。苯硼酸分子为结构不对称的极性分子，由于分子中羟基形成分子内氢键，导致不能与水分子形成氢键，所以苯硼酸在水中溶解度不大，D错误。 4．(1)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_____________________________________________。 (2)两个甲酸分子通过氢键形成二聚体(含八元环)，写出二聚体的结构简式： _______________________________________________________。 (3)如图为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为________________________________________。 (4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________，原因是___________________。 答案：(1)苯胺分子之间存在氢键　(2) (3)S8相对分子质量大，分子间范德华力大 (4)H2O＞CH3OH＞CO2＞H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中的氢键作用比甲醇中的强；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大 1．下列说法中正确的是(　　 ) ①氢键的存在使冰能浮在水面上　②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一　③由于氢键的存在，沸点HCl>HBr>HI>HF　④氢键的存在使水与乙醇能互溶　⑤氢键的存在使水具有稳定的化学性质 A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④ 解析：选D。氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故②错误；HF分子间存在氢键，沸点最高，HCl、HBr、HI分子间都不存在氢键，熔、沸点高低取决于分子间作用力大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔、沸点越高，所以沸点：HCl<HBr<HI<HF，故③错误；乙醇可以和水形成分子间氢键，故乙醇能与水以任意比例互溶，故④正确；氢键决定的是物质的物理性质，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，故⑤错误。 2．液氨、液氯、清洗剂、萃取剂等重点品种使用企业和白酒企业，应加强储罐区、危化品库房、危化品输送等的管理，确保化工生产安全。下列说法正确的是(　　 ) A．液氨中只存在范德华力 B．液氨分子间作用力强，所以其稳定性大于PH3 C．液氯挥发导致人体吸入后中毒，是因为液氯分子中的共价键键能较小 D．萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点 解析：选D。液氨中还存在共价键、氢键等作用力，A项错误；分子间作用力只影响物质的物理性质，与其稳定性无关，B项错误；由于液氯中Cl2分子间的作用力弱，液氯沸点低，极易挥发，被人体吸入引起中毒，与共价键键能大小无关，C项错误；由于CCl4与CH4结构相似，且均为共价化合物，CCl4的相对分子质量大于CH4，其沸点也高于CH4的沸点，D项正确。 3．(2024·浙江温州高二联考)吡啶()中含有与苯类似的大π键，下列说法错误的是(　　 ) A．吡啶为极性分子 B．吡啶显碱性，能与酸反应 C．吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp3杂化轨道 D．在水中的溶解度，吡啶大于苯 解析：选C。根据吡啶的结构简式可知，其正、负电荷中心不重合，故为极性分子，A正确；吡啶中含有次氨基，显碱性，能与酸反应，B正确；已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，C错误；吡啶和H2O均为极性分子，符合相似相溶原理，而苯为非极性分子，而且吡啶能与H2O分子形成分子间氢键，所以吡啶在水中的溶解度大于苯，D正确。 4．氢气是清洁能源之一，解决氢气的存储问题是当今科学界需要攻克的课题。C16S8是新型环烯类储氢材料，利用物理吸附的方法来储存氢分子，其分子结构如图所示，下列相关说法正确的是(　　 ) A．C16S8的熔点由所含化学键的键能决定 B．C16S8完全燃烧的产物均为极性分子 C．分子中的σ键和π键的数目比为4∶1 D．C16S8储氢时与H2间的作用力为氢键 解析：选C。C16S8的熔点由范德华力的大小决定，故A错误；C16S8完全燃烧的产物分别为CO2和SO2，CO2为非极性分子，SO2为极性分子，故B错误；由分子结构可知，一个分子中σ键和π键的数目比为4∶1，故C正确；C16S8分子中没有能形成氢键的原子，故二者之间的作用力是范德华力，故D错误。 5．关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是(　　) A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 解析：选B。甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而(CH3)2NNH2只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点较N2H4的低，C正确；CH3OH为四面体结构，—OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的结构简式为，两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3，D正确。 6．已知以下反应中的四种物质由三种元素组成，其中a分子的空间结构为正四面体形，一个a分子含有10e－，组成b物质的元素为第三周期元素。下列判断正确的是(　　 ) A．四种分子中的化学键均是极性键 B．四种分子中既有σ键，又有π键 C．a、c分子中中心原子均采用sp3杂化 D．b、d分子中共价键的键能：b＞d 解析：选C。b分子中化学键是氯原子与氯原子形成的非极性共价键，A错误；四种分子都无π键，B错误；甲烷中碳原子与氢原子形成4个碳氢σ键、一氯甲烷分子中形成三个碳氢σ键和一个碳氯σ键，中心原子均为sp3杂化，C正确；氯的原子半径大于氢的原子半径，所以氯气分子中的氯氯共价键的键能小于氯化氢分子中的氢氯共价键的键能，D错误。 7．某化合物的分子式为AB2，A属于第ⅥA族元素，B属于第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.5和4.0，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是(　　 ) A．AB2分子的空间结构为V形 B．A—B为极性共价键，AB2分子为非极性分子 C．AB2与H2O相比，AB2的熔、沸点比H2O的低 D．AB2分子中无H原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键 解析：选B。根据A、B的电负性值，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2，由已知AB2分子的键角为103.3°可知，OF2分子中共价键的极性不能抵消，为极性分子。 8．(2024·江西景德镇高二期中)我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一。一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是(　　 ) A．分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式 B．分子中不含有手性碳原子 C．该物质既能结合氢离子又能结合氢氧根离子 D．该物质有范德华力，没有氢键 解析：选D。该物质中存在羧基，具有酸性，能结合氢氧根离子；该物质中还含有，具有碱性，能结合氢离子，C正确。该物质是分子，有范德华力，结构中含有羧基，可以形成分子间氢键，D错误。 9．(2024·山东潍坊高二检测)交警用三氧化铬(CrO3)硅胶可以查酒驾。元素Cr的几种化合物转化关系如图所示。下列判断错误的是(　　 ) CrO3固体 eq \o(―――→,\s\up24(KOH溶液),\s\do8(①))K2CrO4溶液 eq \o(―――→,\s\up24(H2SO4),\s\do8(②))K2Cr2O7溶液 eq \o(―――→,\s\up24(CCl4),\s\do8(③))CrO2Cl2(二氯铬酰)＋COCl2(光气) A．根据相似相溶原理，乙醇易溶于水 B．COCl2中各原子均满足8电子稳定结构 C．CCl4、COCl2都只有极性键，但都是非极性分子 D．KOH中含有离子键和极性共价键，属于离子化合物 解析：选C。CCl4、COCl2中C—Cl、C==O均为极性键，前者是非极性分子，后者为极性分子，C错误；KOH由钾离子和氢氧根离子构成，含有离子键，氢氧根离子含有O—H极性共价键，属于离子化合物，D正确。 10．引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量可知，目前造成我国灰霾天气的主要原因是交通污染。 (1)基态Zn2+的核外电子排布式为________________________。 (2)NO eq \o\al(－,3)的空间结构是_________________________________。 (3)灰霾中含有大量有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NOx、O3、CH2==CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。 ①下列说法正确的是________(填字母)。 A．O3分子在四氯化碳里的溶解度高于在水中的溶解度 B．CH2==CH—CHO分子中碳原子均采取sp2杂化 C．相同压强下，HCOOH的沸点比CH3OCH3的低 ②1 mol PAN中含σ键的数目为________(设NA表示阿伏加德常数的值)。 (4)水分子的VSEPR模型名称是______，空间结构名称为___________________。 解析：(3)①B项，CH2==CH—CHO中每个碳原子均形成两个单键和一个双键，故均采取sp2杂化，正确；C项，HCOOH分子间可以形成氢键，CH3OCH3分子间只有范德华力，氢键的作用强于范德华力，所以HCOOH的沸点比CH3OCH3的高，错误。②PAN的结构为，1个PAN(CH3COOONO2)分子中含有10个σ键，则1 mol PAN含σ键数目为10NA。(4)水分子中含有2个σ键，且含有2个孤电子对，所以水分子的空间结构为V形。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　(2)平面三角形　(3)①AB　 ②10NA　(4)四面体形　V形 11．(2024·广东广州高二联考)回答下列问题： (1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。下列因素与NH3的水溶性没有关系的是________(填字母)。 a．NH3和H2O都是极性分子 b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH eq \o\al(＋,4)＋OH－ d．NH3是一种易液化的气体 (2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列________。 a．水 b．CCl4 c．C6H6(苯) d．NiSO4溶液 (4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释原因：_____________________________。 解析：(1)d.NH3是一种易液化的气体，这只是说NH3容易变为液体，跟水溶性没关系。 (2)已知CCl4和CS2均为非极性分子组成的有机溶剂，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4和CS2等互溶，结合相似相溶原理可判断CrO2Cl2是非极性分子。 (3)Ni(CO)4呈正四面体空间结构，结构对称，正、负电荷中心重合，属于非极性分子，四氯化碳、苯都是非极性分子，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，所以Ni(CO)4易溶于CCl4和C6H6(苯)，故b、c正确。 答案：(1)d　(2)非极性　(3)bc　(4)甲醛、甲醇和甲酸都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键，而甲烷是非极性分子，难溶于水，甲酸甲酯与水不会形成氢键 $$