还剩52页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质课文内容ppt课件
展开
这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质课文内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识点一，相互作用力，电负性，氢原子，共价键，分子间，分子内，非极性，知识点二，知识点二分子的手性等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标]1．认识分子间存在的相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。2．能说明分子间作用力对物质熔、沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。3．结合实例认识分子的手性对其性质的影响，能判断有机化合物分子是否具有手性。
1．范德华力及其对物质性质的影响(1)概念：_____间普遍存在的_____________，它使得许多物质能以一定的聚集态(固态和液态)存在。(2)特征：范德华力很___，比化学键的键能小1～2个数量级。(3)影响因素：分子的极性越大，范德华力_____；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力_____。(4)对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的_____性质，如熔、沸点。组成和结构相似的物质，范德华力越大，物质熔、沸点_____。
知识点一 分子间的作用力
2．氢键及其对物质性质的影响(1)概念：由已经与________很大的原子(如N、F、O)形成共价键的________(如水分子中的氢)与另一个________很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。(2)特征：它不是化学键，而是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级，强度大小顺序为共价键>氢键>范德华力。(3)表示方法：氢键通常用X—H…Y—表示，其中X、Y为__、__、__，“—”表示________，“…”表示形成的_____。氢键键长一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。
(4)分类：氢键可分为________氢键和________氢键两类。 存在________氢键， 存在________氢键。前者的沸点_____后者的沸点。(5)对物质性质的影响：氢键主要影响物质的_____性质，如熔、沸点。分子间氢键使物质熔、沸点_____，分子内氢键使物质熔、沸点_____。
3．溶解性(1)“相似相溶”规律①非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于_____溶剂。例如：蔗糖和氨___溶于水，___溶于四氯化碳；萘和碘___溶于四氯化碳，___溶于水。②分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越___(填“好”或“差”)。例如：乙醇能与水_____，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(2)影响物质溶解性的因素①外界条件：主要有_____、_____等；②分子结构：“相似相溶”；③氢键：如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越___(填“好”或“差”)。
1．根据下表，怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高？ 提示：卤素单质分子(都是非极性分子)的组成和结构相似，F2～I2的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。
2．试比较下列物质的熔、沸点。(1)H2O、H2S、H2Se、H2Te (2)提示：(1)H2O>H2Te>H2Se>H2S。 (2)3．为什么冰会浮在水面上？提示：由于水分子之间存在氢键，水凝结为冰时，体积变大，密度变小，所以冰会浮在水面上。
范德华力、氢键对物质性质的影响1．范德华力对物质性质的影响(1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(2)互为同分异构体的物质，分子对称性越强，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。(3)相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。
2．氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的熔、沸点低。(2)氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间的氢键作用力越大，则溶解性越好。
(3)氢键的存在引起密度的变化由于水分子之间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小；冰融化成水时，体积减小，密度变大。
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一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D．范德华力很弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
解析：范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力很弱，但破坏它时也需要消耗能量，D错误。
2．下列关于氢键X—H…Y—的说法错误的是( )A．氢键是共价键的一种B．同一分子内也可能存在氢键C．X、Y元素具有很强的电负性，是氢键形成的基本条件D．氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高
解析：A.氢键属于分子间或分子内作用力，不属于化学键，A错误；B.氢键分为分子间氢键和分子内氢键，所以同一分子内也可能存在氢键，B正确；C.氢原子与电负性很大的原子X以共价键结合，若与另一个电负性很大的原子Y接近，则在X与Y之间以氢为媒介，会形成X—H…Y—形式的一种特殊的分子间或分子内的相互作用，即氢键，所以X、Y元素具有很强的电负性，是氢键形成的基本条件，C正确；D.氢键能增大很多物质分子之间的作用力，影响物质的物理性质，如导致沸点升高，D正确。
3．根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是( )A．乙烯B．二氧化碳C．氨气D．氢气解析：水是极性分子，故极性分子易溶于水中。乙烯和二氧化碳虽含有极性键，但属于非极性分子，H2也是非极性分子，NH3是三角锥形分子，其分子中正、负电中心不重合，故属于极性分子，且NH3分子与H2O分子间能形成氢键，故在水中有较大的溶解度。
1．手性分子的概念(1)手性异构体：具有完全相同的_____和__________的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。(2)手性分子：具有_____________的分子。
2．手性分子的判断(1)判断方法：有机化合物分子中是否存在_____________。(2)手性碳原子：有机化合物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。对于 ，若R1、R2、R3、R4互不相同，则 是手性碳原子。
1．下列说法不正确的是( )A．互为手性异构体的分子互为镜像B．利用手性催化剂可主要得到一种手性分子C．手性异构体分子组成相同D．手性异构体性质完全相同解析：互为手性异构体的分子互为镜像，故A正确；在手性合成中，与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态,从而只诱导或主要诱导生成一种手性分子,故B正确；手性异构体分子组成相同，故C正确；手性异构体的物理性质有差异，D错误。
解析：A.CCl2F2中碳原子连接2个氯原子和2个氟原子，所以该碳原子不是手性碳原子；B. 分子是对称的，每个碳原子都连有相同的原子或基团，所以不含手性碳原子；C.CH3CH2OH分子中每个碳原子都连有相同的原子，所以不含手性碳原子；D. 分子中连接羟基和羧基的碳原子上连有4个不同的原子或基团，所以该碳原子属于手性碳原子。
1．对于由分子构成的物质，下列说法正确的是( )A．范德华力越大，分子越稳定B．范德华力越大，物质的熔、沸点越高C．相对分子质量越大，其范德华力越大D．分子间只存在范德华力
解析：范德华力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，A不正确、B正确；分子的组成和结构相似且不存在分子间氢键时，相对分子质量越大，其范德华力越大，C不正确；分子间除存在范德华力外，还可能存在氢键，D不正确。
3．以下事实不能用“相似相溶”规律说明的是( )A．HCl易溶于水B．I2易溶于CCl4C．Cl2可溶于水D．NH3难溶于苯解析：HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。
4．下列化合物中含有两个手性碳原子的是( ) 解析：在有机化合物分子中，连接四个不同的原子或基团的碳原子就是手性碳原子。注意环状结构中手性碳原子的确定。
5．水是自然界中普遍存在的一种物质，也是维持生命活动所必需的一种物质。 信息一：水的性质存在许多反常现象，如固态密度小于液态密度而使冰浮在水面上，沸点相对较高而使水在常温常压下呈液态等。信息二：在20 ℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”，如图所示。
试根据以上信息回答下列问题：(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为σs-s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为σp-p，则H2O分子中含有的共价键用符号表示为________。(2)下列物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与“热冰”熔化时所克服的微粒间的作用力类型完全相同的是____________(填字母)。A．金刚石B．干冰C．食盐D．固态氨
(3)已知：2H2O⇌H3O＋＋OH－，H3O＋的空间结构是____________，在OH－、H2O、H3O＋、H2O2中均含有的化学键是________(填字母)。A．极性键 B．非极性键 C．氢键(4)水的分解温度远高于其沸点的原因是_________________________________________________________。
水分解需破坏O—H共价键，而水沸腾只需破坏氢键和范德华力
[基础检测]1．下列关于范德华力的叙述正确的是( )A．是一种较弱的化学键B．分子间存在的较强的电性作用C．能影响所有物质的熔、沸点D．稀有气体的原子间存在范德华力解析：范德华力是分子间存在的较弱的相互作用力，它不是化学键且比化学键弱得多，只能影响由分子构成的物质的熔、沸点；稀有气体为单原子分子，分子之间存在范德华力。
2．甲醛( )在Ni的催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。以下说法正确的是( )A．甲醛分子间可以形成氢键B．甲醛分子和甲醇分子中C原子均采取sp2杂化C．甲醛为极性分子D．甲醇的沸点远低于甲醛的沸点
解析：甲醛分子中，H原子与C原子相连，碳元素的电负性相对较小，甲醛分子间不能形成氢键，故A错误；HCHO分子中C原子采取sp2杂化，CH3OH分子中C原子采取sp3杂化，故B错误；甲醛分子的空间结构是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，正、负电中心不重合，为极性分子，故C正确；甲醇分子之间能形成氢键，甲醛分子之间不能形成氢键，故甲醇的沸点高于甲醛的沸点，故D错误。
3．若不断地升高温度，实现“液氨→氨→氮气和氢气→氮原子和氢原子”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用是( )A．氢键；分子间作用力；非极性键B．氢键；极性键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键解析：液氨分子间存在氢键，“液氨→氨”主要是氢键被破坏；“氨→氮气和氢气→氮原子和氢原子”主要是极性键和非极性键被破坏。
4．下列几种氢键：①O—H…O—；②N—H…N—③F—H…F—；④O—H…N—，其强度由强到弱的排列顺序是( )A．③①④②B．①②③④C．③②①④D．①④③②解析：F、O、N的电负性依次减小，F—H、O—H、N—H的极性依次减小，所以氢键强度：F—H…F—＞O—H…O—＞O—H…N—＞N—H…N—，故选A。
下列关于三种硝基苯酚的叙述不正确的是( )A．邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚B．间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键C．对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高D．三种硝基苯酚都能形成分子内氢键解析：当分子内形成氢键时，熔、沸点降低，A正确；间硝基苯酚熔、沸点较高，溶解度较大，说明其不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键，B正确；对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高，C正确；对硝基苯酚不能形成分子内氢键，D错误。
6．下列关于物质溶解性及应用的说法错误的是( )A．根据“相似相溶”规律，利用CCl4萃取溴水中的Br2B．Na2CO3与CaCO3都是电解质，但在相同温度下Na2CO3溶解度更大C．卤化氢都易溶于水，且都得到强酸性溶液D．乙酸比甲酸甲酯易溶于水解析：A.Br2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，且不与CCl4反应，故可以利用CCl4萃取溴水中的Br2；B.Na2CO3与CaCO3都属于盐类，属于电解质，Na2CO3 是易溶性盐，CaCO3是难溶性盐；C.卤化氢都易溶于水，其中HF属于弱酸；D.由于乙酸分子中含有—OH，能与水分子形成氢键，故溶解度大。
7．在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列推测不正确的是( )A．熔点：NF3＜C3F8B．CHClFCF3不存在手性异构C．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大D．由价层电子对互斥模型可确定NF3中N原子采取sp3杂化，分子呈三角锥形
解析：C3F8和NF3均为共价化合物，C3F8的相对分子质量大于NF3，故熔点：C3F8>NF3，A项正确；CHClFCF3的结构简式可写为 ，其中含有一个手性碳原子，存在手性异构，B项错误；C3F8为有机化合物，易溶于有机溶剂CCl4，C项正确；NF3的中心N原子上的价层电子对数为4，且含有1个孤电子对，故N原子采取sp3杂化，NF3分子呈三角锥形，D项正确。
8．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分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键
解析：根据A、B的电负性值及在元素周期表中所处的位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F为极性共价键，因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中正、负电中心不重合，所以为极性分子，B项不正确。
9．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＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH ＋OH－d．NH3是一种易液化的气体解析：NH3极易溶于水是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。
(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。解析：CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。
(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，呈正四面体形。Ni(CO)4易溶于________(填字母)。a．水b．CCl4c．苯d．NiSO4溶液解析：由 Ni(CO)4易挥发可知，Ni(CO)4为共价化合物，由Ni(CO)4呈正四面体形可知，Ni(CO)4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。
(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，试解释其原因：_________________________________________________________________________________________________________________。
甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与水分子间形成氢键，而甲烷、甲酸甲酯与水分子间不能形成氢键
解析：手性碳原子必须连有4个不同的原子或基团。
10．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最多的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：(1)X、Y的元素符号分别为________、________。(2)XZ2与YZ2分子的空间结构分别是________和________，相同条件下二者在水中的溶解度较大的是____________(填分子式)，理由是__________________________________________。
CO2是非极性分子，SO2和H2O 都是极性分子
(3)Q的元素符号是________，它位于第________周期，它的核外电子排布式为___________________，在形成化合物时它的最高正化合价为_______。(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键：_________________________________________________。
1s22s22p63s23p63d54s1
F—H…F—、F—H…O—、O—H…F—、O—H…O—
解析：“X原子核外的M层中只有两对成对电子”，则X为硫元素；“Y原子核外的L层电子数是K层的两倍”，则Y为碳元素；“Z是地壳内含量最多的元素”，则Z为氧元素；“Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和”，则Q为铬元素，其元素符号为Cr，位于元素周期表的第四周期，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，在形成化合物时其最高正化合价为＋6价；“E在元素周期表的各元素中电负性最大”，则E为氟元素，在E的氢化物(HF)溶液中存在的所有氢键为F—H…O—、O—H…F—、O—H…O—、F—H…F—。XZ2与YZ2分别为SO2和CO2，其空间结构分别为V形和直线形，相同条件下二者在水中的溶解度较大的是SO2，原因是CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子。
[素养提升]11．下列对分子及其性质的解释不正确的是( )A．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释B． 分子中存在一个手性碳原子C．水在1 000 ℃以上才会部分分解，是因为水中含有大量的氢键D．实验测定，接近100 ℃的水蒸气的相对分子质量较大，这与水分子的相互缔合有关
解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷是非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶”规律解释，A正确；碳原子连接四个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子，所以 中标“*”的碳原子为手性碳原子，B正确；水在1 000 ℃以上才会部分分解，说明其稳定性较高，与H—O的键能较大有关，与氢键无关，C错误；水分子之间可以通过氢键而缔合，D项正确。
12．下列两组命题中，Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题加以解释的是( )
解析：由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl＜HF，A中Ⅱ组命题不正确；由于原子半径：OH—S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O＞H2S，B中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题；由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S，所以稳定性：H2O＞H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，C中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题；由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，沸点：HI＞HCl，D中Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题解释。
13．茶文化是中国人民对世界饮食文化的一大贡献，茶叶中含有少量的咖啡因(结构简式如图)。下列关于咖啡因的说法正确的是( )A．咖啡因的分子式为C8H9N4O2B．咖啡因分子中sp2与 sp3杂化的C原子个数比为5∶3C．咖啡因分子中含有 1 个手性碳原子D．咖啡因分子间存在氢键
解析：A.由咖啡因的结构简式可知，其分子式为C8H10N4O2，A错误；B.sp2杂化的C原子存在一个双键，sp3杂化的C原子存在四个单键，从咖啡因的结构简式可知，咖啡因分子中sp2与 sp3杂化的C原子个数比为5∶3，B正确；C.咖啡因分子中不含手性碳原子，C错误；D.由咖啡因的结构简式可知，其分子间不存在氢键，D错误。
14．下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能，有关说法不正确的是( )
A． CO与N2的价电子总数相等B．由表2可知，CO比N2活泼C．由表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力小于N2D．由表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性
解析：CO与N2的价电子总数均为10，A正确；CO与N2的分子结构相似，一个CO分子中含有2个π键，根据表中键能数据知，CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·ml－1－798.9 kJ·ml－1＝273 kJ·ml－1，N2中第一个π键的键能约为946 kJ·ml－1－418 kJ·ml－1＝528 kJ·ml－1，CO中第一个π键的键能较小，所以CO中第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂，所以CO比N2活泼，B正确；由表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力大于N2，C错误；H2O是极性溶剂，N2为非极性分子，CO为极性分子，由表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性，D正确。
15．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的价电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c；A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子中：①BC2；②BA4；③A2C2；④BE4，属于极性分子的是________(填序号)。
解析：由s轨道最多可容纳2个电子及题给信息可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C(碳)，C为O；由D与B同主族，且为短周期非金属元素可知，D为Si；由E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素可知，E为Cl。①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他均为非极性分子。
(2)C的简单氢化物比下一周期同族元素的简单氢化物沸点还要高，其原因是____________________。解析：C的简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。解析：B、A两元素组成C6H6(苯)，C、A两元素组成H2O，二者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂(苯)中。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式)。解析：BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者组成和结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，故它们的沸点由高到低的顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
SiCl4>CCl4>CH4
[素养发展目标]1．认识分子间存在的相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。2．能说明分子间作用力对物质熔、沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。3．结合实例认识分子的手性对其性质的影响，能判断有机化合物分子是否具有手性。
1．范德华力及其对物质性质的影响(1)概念：_____间普遍存在的_____________，它使得许多物质能以一定的聚集态(固态和液态)存在。(2)特征：范德华力很___，比化学键的键能小1～2个数量级。(3)影响因素：分子的极性越大，范德华力_____；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力_____。(4)对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的_____性质，如熔、沸点。组成和结构相似的物质，范德华力越大，物质熔、沸点_____。
知识点一 分子间的作用力
2．氢键及其对物质性质的影响(1)概念：由已经与________很大的原子(如N、F、O)形成共价键的________(如水分子中的氢)与另一个________很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。(2)特征：它不是化学键，而是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级，强度大小顺序为共价键>氢键>范德华力。(3)表示方法：氢键通常用X—H…Y—表示，其中X、Y为__、__、__，“—”表示________，“…”表示形成的_____。氢键键长一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。
(4)分类：氢键可分为________氢键和________氢键两类。 存在________氢键， 存在________氢键。前者的沸点_____后者的沸点。(5)对物质性质的影响：氢键主要影响物质的_____性质，如熔、沸点。分子间氢键使物质熔、沸点_____，分子内氢键使物质熔、沸点_____。
3．溶解性(1)“相似相溶”规律①非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于_____溶剂。例如：蔗糖和氨___溶于水，___溶于四氯化碳；萘和碘___溶于四氯化碳，___溶于水。②分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越___(填“好”或“差”)。例如：乙醇能与水_____，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(2)影响物质溶解性的因素①外界条件：主要有_____、_____等；②分子结构：“相似相溶”；③氢键：如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越___(填“好”或“差”)。
1．根据下表，怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高？ 提示：卤素单质分子(都是非极性分子)的组成和结构相似，F2～I2的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。
2．试比较下列物质的熔、沸点。(1)H2O、H2S、H2Se、H2Te (2)提示：(1)H2O>H2Te>H2Se>H2S。 (2)3．为什么冰会浮在水面上？提示：由于水分子之间存在氢键，水凝结为冰时，体积变大，密度变小，所以冰会浮在水面上。
范德华力、氢键对物质性质的影响1．范德华力对物质性质的影响(1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(2)互为同分异构体的物质，分子对称性越强，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。(3)相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。
2．氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的熔、沸点低。(2)氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间的氢键作用力越大，则溶解性越好。
(3)氢键的存在引起密度的变化由于水分子之间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小；冰融化成水时，体积减小，密度变大。
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一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D．范德华力很弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
解析：范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力很弱，但破坏它时也需要消耗能量，D错误。
2．下列关于氢键X—H…Y—的说法错误的是( )A．氢键是共价键的一种B．同一分子内也可能存在氢键C．X、Y元素具有很强的电负性，是氢键形成的基本条件D．氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高
解析：A.氢键属于分子间或分子内作用力，不属于化学键，A错误；B.氢键分为分子间氢键和分子内氢键，所以同一分子内也可能存在氢键，B正确；C.氢原子与电负性很大的原子X以共价键结合，若与另一个电负性很大的原子Y接近，则在X与Y之间以氢为媒介，会形成X—H…Y—形式的一种特殊的分子间或分子内的相互作用，即氢键，所以X、Y元素具有很强的电负性，是氢键形成的基本条件，C正确；D.氢键能增大很多物质分子之间的作用力，影响物质的物理性质，如导致沸点升高，D正确。
3．根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是( )A．乙烯B．二氧化碳C．氨气D．氢气解析：水是极性分子，故极性分子易溶于水中。乙烯和二氧化碳虽含有极性键，但属于非极性分子，H2也是非极性分子，NH3是三角锥形分子，其分子中正、负电中心不重合，故属于极性分子，且NH3分子与H2O分子间能形成氢键，故在水中有较大的溶解度。
1．手性分子的概念(1)手性异构体：具有完全相同的_____和__________的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。(2)手性分子：具有_____________的分子。
2．手性分子的判断(1)判断方法：有机化合物分子中是否存在_____________。(2)手性碳原子：有机化合物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。对于 ，若R1、R2、R3、R4互不相同，则 是手性碳原子。
1．下列说法不正确的是( )A．互为手性异构体的分子互为镜像B．利用手性催化剂可主要得到一种手性分子C．手性异构体分子组成相同D．手性异构体性质完全相同解析：互为手性异构体的分子互为镜像，故A正确；在手性合成中，与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态,从而只诱导或主要诱导生成一种手性分子,故B正确；手性异构体分子组成相同，故C正确；手性异构体的物理性质有差异，D错误。
解析：A.CCl2F2中碳原子连接2个氯原子和2个氟原子，所以该碳原子不是手性碳原子；B. 分子是对称的，每个碳原子都连有相同的原子或基团，所以不含手性碳原子；C.CH3CH2OH分子中每个碳原子都连有相同的原子，所以不含手性碳原子；D. 分子中连接羟基和羧基的碳原子上连有4个不同的原子或基团，所以该碳原子属于手性碳原子。
1．对于由分子构成的物质，下列说法正确的是( )A．范德华力越大，分子越稳定B．范德华力越大，物质的熔、沸点越高C．相对分子质量越大，其范德华力越大D．分子间只存在范德华力
解析：范德华力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，A不正确、B正确；分子的组成和结构相似且不存在分子间氢键时，相对分子质量越大，其范德华力越大，C不正确；分子间除存在范德华力外，还可能存在氢键，D不正确。
3．以下事实不能用“相似相溶”规律说明的是( )A．HCl易溶于水B．I2易溶于CCl4C．Cl2可溶于水D．NH3难溶于苯解析：HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。
4．下列化合物中含有两个手性碳原子的是( ) 解析：在有机化合物分子中，连接四个不同的原子或基团的碳原子就是手性碳原子。注意环状结构中手性碳原子的确定。
5．水是自然界中普遍存在的一种物质，也是维持生命活动所必需的一种物质。 信息一：水的性质存在许多反常现象，如固态密度小于液态密度而使冰浮在水面上，沸点相对较高而使水在常温常压下呈液态等。信息二：在20 ℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”，如图所示。
试根据以上信息回答下列问题：(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为σs-s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为σp-p，则H2O分子中含有的共价键用符号表示为________。(2)下列物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与“热冰”熔化时所克服的微粒间的作用力类型完全相同的是____________(填字母)。A．金刚石B．干冰C．食盐D．固态氨
(3)已知：2H2O⇌H3O＋＋OH－，H3O＋的空间结构是____________，在OH－、H2O、H3O＋、H2O2中均含有的化学键是________(填字母)。A．极性键 B．非极性键 C．氢键(4)水的分解温度远高于其沸点的原因是_________________________________________________________。
水分解需破坏O—H共价键，而水沸腾只需破坏氢键和范德华力
[基础检测]1．下列关于范德华力的叙述正确的是( )A．是一种较弱的化学键B．分子间存在的较强的电性作用C．能影响所有物质的熔、沸点D．稀有气体的原子间存在范德华力解析：范德华力是分子间存在的较弱的相互作用力，它不是化学键且比化学键弱得多，只能影响由分子构成的物质的熔、沸点；稀有气体为单原子分子，分子之间存在范德华力。
2．甲醛( )在Ni的催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。以下说法正确的是( )A．甲醛分子间可以形成氢键B．甲醛分子和甲醇分子中C原子均采取sp2杂化C．甲醛为极性分子D．甲醇的沸点远低于甲醛的沸点
解析：甲醛分子中，H原子与C原子相连，碳元素的电负性相对较小，甲醛分子间不能形成氢键，故A错误；HCHO分子中C原子采取sp2杂化，CH3OH分子中C原子采取sp3杂化，故B错误；甲醛分子的空间结构是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，正、负电中心不重合，为极性分子，故C正确；甲醇分子之间能形成氢键，甲醛分子之间不能形成氢键，故甲醇的沸点高于甲醛的沸点，故D错误。
3．若不断地升高温度，实现“液氨→氨→氮气和氢气→氮原子和氢原子”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用是( )A．氢键；分子间作用力；非极性键B．氢键；极性键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键解析：液氨分子间存在氢键，“液氨→氨”主要是氢键被破坏；“氨→氮气和氢气→氮原子和氢原子”主要是极性键和非极性键被破坏。
4．下列几种氢键：①O—H…O—；②N—H…N—③F—H…F—；④O—H…N—，其强度由强到弱的排列顺序是( )A．③①④②B．①②③④C．③②①④D．①④③②解析：F、O、N的电负性依次减小，F—H、O—H、N—H的极性依次减小，所以氢键强度：F—H…F—＞O—H…O—＞O—H…N—＞N—H…N—，故选A。
下列关于三种硝基苯酚的叙述不正确的是( )A．邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚B．间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键C．对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高D．三种硝基苯酚都能形成分子内氢键解析：当分子内形成氢键时，熔、沸点降低，A正确；间硝基苯酚熔、沸点较高，溶解度较大，说明其不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键，B正确；对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高，C正确；对硝基苯酚不能形成分子内氢键，D错误。
6．下列关于物质溶解性及应用的说法错误的是( )A．根据“相似相溶”规律，利用CCl4萃取溴水中的Br2B．Na2CO3与CaCO3都是电解质，但在相同温度下Na2CO3溶解度更大C．卤化氢都易溶于水，且都得到强酸性溶液D．乙酸比甲酸甲酯易溶于水解析：A.Br2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，且不与CCl4反应，故可以利用CCl4萃取溴水中的Br2；B.Na2CO3与CaCO3都属于盐类，属于电解质，Na2CO3 是易溶性盐，CaCO3是难溶性盐；C.卤化氢都易溶于水，其中HF属于弱酸；D.由于乙酸分子中含有—OH，能与水分子形成氢键，故溶解度大。
7．在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列推测不正确的是( )A．熔点：NF3＜C3F8B．CHClFCF3不存在手性异构C．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大D．由价层电子对互斥模型可确定NF3中N原子采取sp3杂化，分子呈三角锥形
解析：C3F8和NF3均为共价化合物，C3F8的相对分子质量大于NF3，故熔点：C3F8>NF3，A项正确；CHClFCF3的结构简式可写为 ，其中含有一个手性碳原子，存在手性异构，B项错误；C3F8为有机化合物，易溶于有机溶剂CCl4，C项正确；NF3的中心N原子上的价层电子对数为4，且含有1个孤电子对，故N原子采取sp3杂化，NF3分子呈三角锥形，D项正确。
8．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分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键
解析：根据A、B的电负性值及在元素周期表中所处的位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F为极性共价键，因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中正、负电中心不重合，所以为极性分子，B项不正确。
9．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＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH ＋OH－d．NH3是一种易液化的气体解析：NH3极易溶于水是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。
(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。解析：CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。
(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，呈正四面体形。Ni(CO)4易溶于________(填字母)。a．水b．CCl4c．苯d．NiSO4溶液解析：由 Ni(CO)4易挥发可知，Ni(CO)4为共价化合物，由Ni(CO)4呈正四面体形可知，Ni(CO)4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。
(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，试解释其原因：_________________________________________________________________________________________________________________。
甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与水分子间形成氢键，而甲烷、甲酸甲酯与水分子间不能形成氢键
解析：手性碳原子必须连有4个不同的原子或基团。
10．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最多的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：(1)X、Y的元素符号分别为________、________。(2)XZ2与YZ2分子的空间结构分别是________和________，相同条件下二者在水中的溶解度较大的是____________(填分子式)，理由是__________________________________________。
CO2是非极性分子，SO2和H2O 都是极性分子
(3)Q的元素符号是________，它位于第________周期，它的核外电子排布式为___________________，在形成化合物时它的最高正化合价为_______。(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键：_________________________________________________。
1s22s22p63s23p63d54s1
F—H…F—、F—H…O—、O—H…F—、O—H…O—
解析：“X原子核外的M层中只有两对成对电子”，则X为硫元素；“Y原子核外的L层电子数是K层的两倍”，则Y为碳元素；“Z是地壳内含量最多的元素”，则Z为氧元素；“Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和”，则Q为铬元素，其元素符号为Cr，位于元素周期表的第四周期，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，在形成化合物时其最高正化合价为＋6价；“E在元素周期表的各元素中电负性最大”，则E为氟元素，在E的氢化物(HF)溶液中存在的所有氢键为F—H…O—、O—H…F—、O—H…O—、F—H…F—。XZ2与YZ2分别为SO2和CO2，其空间结构分别为V形和直线形，相同条件下二者在水中的溶解度较大的是SO2，原因是CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子。
[素养提升]11．下列对分子及其性质的解释不正确的是( )A．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释B． 分子中存在一个手性碳原子C．水在1 000 ℃以上才会部分分解，是因为水中含有大量的氢键D．实验测定，接近100 ℃的水蒸气的相对分子质量较大，这与水分子的相互缔合有关
解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷是非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶”规律解释，A正确；碳原子连接四个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子，所以 中标“*”的碳原子为手性碳原子，B正确；水在1 000 ℃以上才会部分分解，说明其稳定性较高，与H—O的键能较大有关，与氢键无关，C错误；水分子之间可以通过氢键而缔合，D项正确。
12．下列两组命题中，Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题加以解释的是( )
解析：由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl＜HF，A中Ⅱ组命题不正确；由于原子半径：O
13．茶文化是中国人民对世界饮食文化的一大贡献，茶叶中含有少量的咖啡因(结构简式如图)。下列关于咖啡因的说法正确的是( )A．咖啡因的分子式为C8H9N4O2B．咖啡因分子中sp2与 sp3杂化的C原子个数比为5∶3C．咖啡因分子中含有 1 个手性碳原子D．咖啡因分子间存在氢键
解析：A.由咖啡因的结构简式可知，其分子式为C8H10N4O2，A错误；B.sp2杂化的C原子存在一个双键，sp3杂化的C原子存在四个单键，从咖啡因的结构简式可知，咖啡因分子中sp2与 sp3杂化的C原子个数比为5∶3，B正确；C.咖啡因分子中不含手性碳原子，C错误；D.由咖啡因的结构简式可知，其分子间不存在氢键，D错误。
14．下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能，有关说法不正确的是( )
A． CO与N2的价电子总数相等B．由表2可知，CO比N2活泼C．由表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力小于N2D．由表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性
解析：CO与N2的价电子总数均为10，A正确；CO与N2的分子结构相似，一个CO分子中含有2个π键，根据表中键能数据知，CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·ml－1－798.9 kJ·ml－1＝273 kJ·ml－1，N2中第一个π键的键能约为946 kJ·ml－1－418 kJ·ml－1＝528 kJ·ml－1，CO中第一个π键的键能较小，所以CO中第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂，所以CO比N2活泼，B正确；由表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力大于N2，C错误；H2O是极性溶剂，N2为非极性分子，CO为极性分子，由表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性，D正确。
15．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的价电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c；A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子中：①BC2；②BA4；③A2C2；④BE4，属于极性分子的是________(填序号)。
解析：由s轨道最多可容纳2个电子及题给信息可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C(碳)，C为O；由D与B同主族，且为短周期非金属元素可知，D为Si；由E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素可知，E为Cl。①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他均为非极性分子。
(2)C的简单氢化物比下一周期同族元素的简单氢化物沸点还要高，其原因是____________________。解析：C的简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。解析：B、A两元素组成C6H6(苯)，C、A两元素组成H2O，二者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂(苯)中。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式)。解析：BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者组成和结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，故它们的沸点由高到低的顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
SiCl4>CCl4>CH4
相关课件
人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质图片课件ppt： 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质图片课件ppt，共58页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，氢原子，分子间氢键，分子内氢键，分子内，分子间，微思考，手性异构体，手性分子，课堂·素养初培等内容，欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教案配套ppt课件： 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教案配套ppt课件，共10页。PPT课件主要包含了学习目标，二手性分子，手性异构体，CHBrClF分子，看图整理，手性分子，有手性异构体的分子，手性碳原子，乳酸分子两种异构体，手性分子的判断方法等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教学课件ppt： 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教学课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了不溶与溶解现象，影响物质溶解性的因素，非极性分子，极性分子，青蒿素，活动·探究，动手活动，手性碳原子，一对手性酒石酸盐晶体，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
