第2章 第4节 分子间作用力-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（鲁科版）双选

优化探究 第2章　微粒间相互作用与物质性质 第4节　分子间作用力   [课程标准要求]　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。 任务一　范德华力与物质性质 任务二　氢键与物质性质 课时作业　巩固提升 任务一　范德华力与物质性质 1.概念 范德华力是分子之间普遍存在的一种　　　　　,它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在,它的实质是　　　　。  2.一般来说,分子结构和组成相似的物质,随着相对分子质量的　　　　,范德华力逐渐　　　　。  3.范德华力没有方向性和饱和性,只要空间条件允许,当分子凝聚时,每个分子总是在它周围  　。  相互作用力　 电性作用 增加　 增强 尽可能多地吸引其他分子 4.范德华力对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 ①分子结构和组成相似的分子,相对分子质量　　　,范德华力　　　　,物质的熔、沸点就　　　　。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,分子电荷分布越不均匀,范德华力越大,其熔、沸点就　　　　,如熔、沸点:CO>N2。  ③在同分异构体中,一般来说,支链数　　　,熔、沸点就　　　　, 如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。  越大　 越大 越高 越高 越多 越低 (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　　　　,溶解度越大。  大 1.水分解以及水的三态变化,水分子中的化学键都被破坏。 (　　) 2.范德华力的实质是电性作用,有一定的方向性和饱和性。 (　　) 3.分子间作用力是化学键的一种。 (　　) 4.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,与分子间作用力没有关系。 (　　) × × × √ 下列是物质及它们各自的沸点: Cl2:239 K　O2:90.1 K N2:75.1 K　H2:20.3 K I2:454.3 K　Br2:331.9 K (1)据此判断,它们分子间的范德华力由大到小的顺序是 　 。  (2)这一顺序与相对分子质量的大小有何关系?   　。  I2>Br2>Cl2>O2>N2>H2 相对分子质量越大,分子间范德华力越大 (教参独具) 范德华力的认知 (1)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,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,作用强烈,主要影响物质的化学性质。 (2)范德华力的作用能远小于化学键的键能,范德华力不属于化学键。 (3)在由分子构成的物质中,分子与分子之间存在着分子间作用力,而在分子内部的成键原子之间存在共价键。 (4)离子化合物中不存在分子间作用力。 (5)金刚石、单质硅、二氧化硅等由原子通过共价键相结合构成的物质,铝、铜、铁等金属单质中,均不存在分子间作用力。 (6)稀有气体是由分子构成的物质,但其分子是单原子分子,所以其原子(实为分子)间的作用力是分子间作用力。 1.下列有关范德华力的叙述正确的是(　　) A.范德华力的实质也是电性作用,所以范德华力是一种特殊化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量 B 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,也是电性作用,但两者的区别是作用力的强弱不同,化学键必须是强烈的相互作用,范德华力只有几到十几千焦每摩尔,故范德华力不是化学键;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量;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,分子之间也难产生相互作用。 2.在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是(　　) A.范德华力、范德华力、范德华力 B.范德华力、范德华力、共价键 C.范德华力、共价键、共价键 D.共价键、共价键、共价键 B 石蜡、液体石蜡、石蜡蒸气之间的转化属于物理变化,均破坏范德华力。石蜡蒸气在催化剂、高温条件下发生裂化制得裂化气的过程属于化学变化,碳碳键发生断裂,破坏共价键。 任务二　氢键与物质性质 1.氢键的概念与形成条件 (1)氢键是一种特殊的　　　 　　,它是已经与　　　　　　的原子形成共价键的　　　　与另一个　　　 　　的原子之间形成的作用力。  (2)氢键通常用X—H…Y表示。式中X和Y代表 　　　 　,“—”代表 　　　　,“…”代表　　　　。  分子间作用力 电负性很大 氢原子 电负性很大 F、O、N　 共价键　 氢键 (3)氢键的形成条件 ①要有一个与　　　　很大的元素X形成　　 　键的氢原子,如H2O中的氢原子。  ②要有一个　　　　很大,含有　　　　并带有部分　　　　的原子Y,如H2O中的氧原子。  ③X和Y的原子半径　　　　。  电负性　 强极性 电负性　 孤电子对　 负电荷 要小 2.氢键对物质物理性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响:组成和结构相似的物质,当　　　　　　　　时,熔、沸点　　　　,如HF、H2O、NH3等;而　　　　　　　　时,使 熔、沸点　　　　。  (2)对物质溶解度的影响:　　　　　　分子间存在氢键时,物质的溶解度 　　　　,如NH3、C2H5OH、CH3COOH等分子均与水分子间存在氢键,有利于物质溶解在水中。  分子间存在氢键 较高　 分子内存在氢键　 降低 溶剂和溶质　 增大 3.氢键的存在 氢键广泛存在。研究证明,氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的元素原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的元素原子之间。例如,不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键,而且它们跟水分子之间也存在氢键。 此外,实验还证实,氢键既可以存在于分子之间,也可以存在于分子内部的原子团之间,如图所示。分子间氢键能增大物质的熔、沸点,但分子内氢键则不能。 1.HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键。 (　　) 2.形成氢键的分子中不一定有H原子。 (　　) 3.氢键只有方向性,没有饱和性。 (　　) 4.氢键既能存在于分子之间,又能存在于分子之内。 (　　) × × × √ 1.根据题给信息,回答相关问题: (1)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是___________________________________________   　。  乙酸、乙醛的分子之间都存在范德华力,但乙酸分子能形成分子间氢键,乙醛则不能,因此乙酸的沸点明显高于乙醛 (2)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。该物质的结构简式为   维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有　　　　(填字母)。  A.离子键、共价键　　　 B.离子键、氢键、共价键 C.氢键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力 D 2.回答下列问题: (1)氨的沸点　　　(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是________________ 　 。  (2)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_________ ______________________________________________________________ 　 　 。  高于 NH3分子间可形成 氢键 H2O>CH3OH>CO2>H2 CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比CH3OH中多;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 H2O与 (3)铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱,已知氨(NH3,熔点:-77.8 ℃、沸点:-33.5 ℃),联氨(N2H4,熔点:2 ℃、沸点:113.5 ℃),解释其熔、沸点高低的主要原因:____________________________________   　。  (4)草酸与正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相对分子质量相差2,二者的熔点分别为101 ℃、-7.9 ℃,导致这种差异的最主要原因可能是________________ 　 。  联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子 间形成的氢键 草酸分子间能 形成更多氢键 (教参独具) 化学键与氢键、范德华力的比较   化学键 氢键 范德华力 概念 相邻原子间的强相互作用 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的作用力 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   化学键 氢键 范德华力 大小 一般为100~600 kJ·mol-1 一般不超过 40 kJ·mol-1 一般只有 2~20 kJ·mol-1 性质 影响 主要影响物质的化学性质 主要影响物质的物理性质 主要影响物质的物理性质 大小 关系 化学键>氢键>范德华力 1.(双选)下列说法不正确的是(　　) A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与范德华力强弱无关 B.H2O的熔、沸点高于H2S的熔、沸点是因为H2O分子间存在氢键 C.液态甲烷中甲烷分子之间可形成氢键 D.白酒中,乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键 AC HCl、HBr、HI的组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越强,熔、沸点越高,A项错误;由于O的电负性大、半径小,所以H2O分子之间存在氢键,冰融化和水汽化都需要克服氢键,所以氢键的存在使H2O的熔、沸点比H2S的高,B项正确;氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的H原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力,由于甲烷分子中C原子的电负性较小,所以液态甲烷中甲烷分子之间不能形成氢键,C项错误;乙醇分子和水分子间存在氢键和范德华力,D项正确。 2.下列物质间不存在氢键的是(　　) 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.一水合氨分子中的氨分子与水分子之间 D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间 D 因为C的电负性不大,所以甲烷分子与水分子之间不能形成氢键,故选D。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　范德华力与物质性质 1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述正确的是(　　) A.范德华力是决定由分子构成物质熔、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 9 10 D 11 12 范德华力不影响物质的化学性质,仅影响由分子构成的物质的部分物理性质,如熔、沸点以及溶解性,并且不是唯一的影响因素。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 2.(双选)下列有关范德华力的强弱对比正确的是 (　　) A.CH4>CH3CH3 B.CH3CH2CH2CH2CH3> C.SO2 > CO2 D. > 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 BC 11 12 CH4和CH3CH3的结构类似,前者的相对分子质量小于后者,故前者的范德 华力弱于后者;CH3CH2CH2CH2CH3与 是同分异构体,相 对分子质量相同,后者的支链比前者多,前者的分子之间的接触面积大于后者,范德华力是前者强于后者;SO2的相对分子质量大于CO2,且SO2是极性分子,而CO2是非极性分子,故SO2分子间的范德华力强于CO2; 的极性小于 ,且两者相对分子质量相同,故 的分子间的范德华力强于 。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 3.卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是(　　) A.原子间的化学键键能逐渐减小 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 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 卤素单质组成、结构相似,从F2到I2相对分子质量越大,范德华力越大, 熔、沸点越高。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 题组二　氢键与物质性质 4.下列说法中正确的是(　　) A.CH3CH3的熔、沸点低于CH3(CH2)2CH3,是由于CH3(CH2)2CH3中氢键数目更多 B.液态氟化氢中氟化氢分子之间形成氢键,可写为(HF)n,则NO2分子间也是因氢键而聚合形成N2O4 C.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高 D.H2O的沸点比HF高,是由于单位物质的量的水分子形成的氢键数目多 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 CH3CH3和CH3(CH2)2CH3都不能形成氢键,CH3CH3的相对分子质量更小,范德华力更小,熔、沸点更低,故A错误;NO2分子间没有氢键,故B错误;邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,使熔、沸点升高,故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的熔、沸点高,故C错误;H2O分子中的O原子与周围H2O分子中的两个H原子生成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,即单位物质的量的水分子形成的氢键数目多,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点比HF高,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 5.若不断地升高温度,实现“雪花―→水―→水蒸气―→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是(　　) A.氢键;分子间作用力;非极性键 B.氢键;氢键;极性键 C.氢键;极性键;分子间作用力 D.分子间作用力;氢键;非极性键 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 因为O的电负性较大,在雪花、水中存在O—H…O氢键,故在实现“雪花―→水―→水蒸气”的变化阶段主要破坏水分子间的氢键,而由“水蒸气―→氧气和氢气”则破坏了O—H极性共价键。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 6.氨溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。NH3·H2O在溶液中发生部分电离产生N和OH-,根据上述信息可推知NH3·H2O的结构式为(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 A.　　 　　　 B. C. D. 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个电负性很大的原子之间的作用力,则C、D错误;根据NH3·H2O在溶液中发生部分电离产生N和OH-,可知水分子中的氢原子与氨分子中的氮原子间形成氢键,A错误,B正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 7.在水中,水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着形成四面体(如图)。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是(　　) A.(H2O)n是一种新的水分子 B.(H2O)n仍保留着水的化学性质 C.1 mol (H2O)n中有5NA个氢键 D.1 mol (H2O)n中有4 mol氢键 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 (H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的,氢键不属于化学键,因此(H2O)n不是一种新的分子,(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子分到一个氢键,则每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值),当n=5时, 1 mol (H2O)n所含氢键数相当于5 mol H2O分子含有的氢键数,应为10NA个。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 8.下列不能用学过的氢键知识进行解释的是(　　) A.相对分子质量小的醇与水互溶,而相对分子质量较大的醇则不溶于水 B.氨气易液化,而氮气不容易液化 C.甲烷可以形成甲烷水合物,是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键 D.邻羟基苯甲酸( )的沸点比对羟基苯甲酸( ) 的沸点低 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 相对分子质量小的醇中羟基所占的质量分数大,所以与水形成的氢键多,二者互溶,A项不符合题意;氨气分子间可以形成氢键,使其沸点升高而容易液化,而氮气分子之间没有氢键,所以难被液化,B项不符合题意;甲烷分子与水分子之间不是靠氢键结合的,C项符合题意;邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸分子内由于氢原子与氧原子的距离较远,所以只能形成分子间氢键,从而使分子间作用力增大,沸点升高,D项不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 [B组　培优训练] 9.(双选)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 (　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 BC 11 12 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 酸性:CF3COOH<CCl3COOH CCl3COOH的相对分子质量大,酸性强 B 沸点:H2Se>H2S 两者组成和结构相似,H2Se相对分子质量大,沸点高 C 水中溶解度:乙醇>戊醇 两者分子结构相似,戊醇烃基较大,在水中溶解度小 D 沸点:对羟基苯甲酸<邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸的空间对称性好,沸点低 酸性:CF3COOH>CCl3COOH是因为氟的电负性大于氯,使得F—C的极性强于Cl—C,从而导致CF3COOH 中羧基上的羟基更易电离出氢离子,与两者相对分子质量大小无关,故A错误;H2Se和H2S组成和结构相似,H2Se相对分子质量大,沸点高,故B正确;水中溶解度:乙醇>戊醇,两者分子结构相似,戊醇烃基较大,在水中溶解度小,故C正确;分子间氢键使物质熔、沸点升高,分子内氢键使物质熔、沸点降低,对羟基苯甲酸中存在分子间氢键,邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键,所以沸点:对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 10.氢键对生命活动具有重要意义,DNA中四种碱基通过氢键配对方式如图(~代表糖苷键)。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 A.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强 B.鸟嘌呤分子中2号N原子的杂化类型为sp3 C.氢键的作用能较小,在DNA解旋和复制时容易破坏和形成 D.羊毛织品水洗后变形与氢键有关 鸟嘌呤与胞嘧啶之间有三个氢键,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键,鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用更强,故A正确;由鸟嘌呤结构可知,2号N原子有2个σ键和1对孤电子对,所以杂化类型为sp2,故B错误;氢键的作用能较小,在DNA解旋和复制时容易破坏和形成,故C正确;羊毛织品中主要成分为蛋白质,蛋白质中含有大量氢键,水洗时会破坏其中部分氢键,使得织品变形,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 11.如图是冰层表面的结构。下列说法错误的是(　　) A.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形 成空间网状结构,密度比液态水小 B.第二层“准液体”水分子之间形成的 氢键较第一层多 C.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“流动性水分子”,使冰面变滑 D.冰融化成水的过程,ΔH>0 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 B 固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,体积变大,则固态冰密度比液态水小,A正确;相同条件下,从图中可以看出,“准液体”水分子之间形成的氢键较第一层少,B错误;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“流动性水分子”,使冰面变滑,C正确;冰融化成水的过程中,需要吸收热量,ΔH>0,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 12.按要求回答下列问题: (1)S位于元素周期表中　　　族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, H2O比H2Te沸点高的原因是　　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 ⅥA H2Te相对分子质量比H2S大,分子间范德华力更强 H2O分子间存在氢键 (2)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___________________________ 　　　　 　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 随着相对分子质量增大,分子 间范德华力增强,熔、沸点升高 (3)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是____________ 　　　　 　　　　　。  (4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 分子间形成氢键 化合物乙分子间形成氢键 H2O与乙醇 $$