1、1第四单元 分子间作用力 分子晶体目标导航 1.掌握两种重要的分子间作用力(范德华力、氢键)的本质及其对物质性质的影响。2.掌握影响范德华力和氢键大小的因素。3.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。4.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。一、分子间作用力1分子间作用力(1)概念：分子之间都存在的一种相互作用，叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。(2)分类：范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。2范德华力(1)概念：范德华力是分子之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。(2)影响因素影响范德华力
2、的因素很多，如分子的大小、分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。(3)对物质性质的影响范德华力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点、溶解度等，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(4)特点范德华力约比化学键键能小 12 个数量级，且没有方向性和饱和性。(5)分类范德华力包含三种不同的作用力电荷分布不均匀的分子(如 H2O、HCl 等)之间的静电作用力。电荷分布均匀的分子(如 O2、N 2、CO 2等)之间的静电作用力。电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀的分子之间的静电作用力。三种作用力如下图所示：3氢键(1)概念：氢键是除范德华力外
3、的另一种分子间作用力，它是由一个水分子中相对显正电性2的氢原子与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生的相互作用。氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。(2)形成条件：研究证明，氢键普遍存在于已经与 N、O、F 等电负性很大的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。(3)强度：尽管人们把氢键也称作“键” ，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。(4)表示方法：H 原子与电负性大
4、、半径较小的原子 X 以共价键结合时，H 原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子 Y 之间形成氢键，通常用 XHY 表示。(5)类型：氢键有分子间氢键和分子内氢键两种。(6)氢键对物质物理性质的影响对物质熔、沸点的影响：组成和结构相似的物质，当分子间存在氢键时，熔、沸点升高，如 HF、H 2O、NH 3等；而分子内存在氢键时，使熔、沸点降低。对物质溶解度的影响：溶剂和溶质分子间存在氢键时，物质的溶解度增大，如NH3、C 2H5OH、CH 3COOH 等分子均与水分子间存在氢键，有利于物质溶解在水中。议一议1Cl 2、Br 2、I 2均为第A 族元素的单质，它们的组成和化学性质相似，你能解释常
5、温下它们的状态分别为气态、液态、固态的原因吗？答案 Cl 2、Br 2、I 2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点逐渐升高，状态由气态变为液态、固态。2CCl 4、SiCl 4、SnCl 4的稳定性为什么逐渐减弱？而它们的沸点逐渐升高？答案 分子稳定性取决于键长和键能，CCl 4、SiCl 4、SnCl 4中的键长逐渐变长，键能逐渐减小，分子稳定性减弱；由分子构成的物质的沸点取决于分子间作用力的大小，CCl4、SiCl 4、SnCl 4的组成和结构相似，随相对分子质量的增大，它们分子间的作用力逐渐增大，沸点逐渐升高。3从下图可以看出，NH 3、H 2O
6、和 HF 的沸点反常。例如，HF 的沸点按沸点曲线的上升趋势应该在90 以下，而实际上是 20 ；H 2O 的沸点按沸点曲线上升趋势应该在 70 以下，而实际上是 100 。3试用分子间作用力解释，为什么 HF、H 2O 和 NH3的沸点会反常。答案 因为 H2O、HF、NH 3中的 O、F、N 三种元素的电负性较大，分子间形成了氢键，故H2O、HF、NH 3的沸点会出现反常现象。4写出 HF 水溶液中氢键的类型。答案 有四种类型，即 FHF、FHO、OHF、OHO。5解释下列问题。(1)有机物多数难溶于水，为什么乙醇和乙酸可与水互溶？(2)甲醇的沸点明显高于甲醛，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主
7、要原因是什么？(3)从氨合成塔的气体中分离出 NH3，采用什么方法？为什么？(4)有机物 A 的结构可以表示为 (虚线表示氢键)，而有机物 B只能形成分子间氢键，工业上用水蒸气蒸馏法将 A 和 B 进行分离，则首先被蒸出的成分是哪种？(5)在测定 HF 的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是什么？答案 (1)乙醇和乙酸都易和水分子间相互形成氢键且乙醇和乙酸水分子中都含有羟基，分子结构有相似性。(2)甲醇、乙酸形成分子间氢键，甲醛、乙醛分子间不能形成氢键。(3)加压使 NH3液化与 H2和 N2分离，因为 NH3分子之间易形成氢键。(4)A 易形成分子内氢键，B 易形成分子间氢
8、键，所以 B 的沸点比 A 的高。首先被蒸出的物质为 A。(5)HF 分子间存在氢键易形成(HF) n，故测得的相对分子质量偏大。二、分子晶体1分子晶体的概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质，称为分子晶体。2分子晶体中存在的微粒：分子。3微粒间的作用力：分子间作用力。4分子晶体的物理性质由于分子晶体中相邻分子靠分子间的作用力相互作用，因此分子晶体有熔、沸点低、硬度小、易升华的特性。5典型的分子晶体(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。4(2)部分非金属单质，如卤素(X 2)、氧(O 2)、硫(S 8)、氮(N 2)、白磷(P 4)、碳 60(C60)等。(3)部分非金属氧化物，
9、如 CO2、SO 2、SO 3、P 4O6、P 4O10等。(4)几乎所有的酸，如 H2SO4、HNO 3、H 3PO4、H 2SiO3、H 2SO3等。(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。6常见典型分子晶体的结构特征分子间作用力只有范德华力干冰(1)每个 CO2分子周围等距离且最近的 CO2分子有 12 个。(2)每个晶胞中含有 CO2分子为 4 个。议一议1分子晶体中一定有共价键吗？分子晶体熔化时破坏共价键吗？答案 不一定，如稀有气体晶体中只有分子间作用力而无共价键。分子晶体熔化时只破坏分子间作用力，不破坏共价键。2分子晶体能否导电？在什么条件下可以导电？答案 由于构成
10、分子晶体的粒子是分子，不管是晶体或晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子存在，因此，分子晶体以及它熔化成的液体都不导电。分子晶体溶于水时，水溶液有的能导电，如 HCl 溶于水；有的不导电，如 C2H5OH 溶于水。3二氧化硅和二氧化碳的熔、沸点为何相差很大？答案 SiO 2为原子晶体，CO 2为分子晶体，熔化时破坏的分别为共价键和分子间作用力，故SiO2熔、沸点高，而 CO2熔、沸点低。三、混合晶体石墨晶体1晶体模型2结构特点二维网状结构(1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以 CC 键与 3 个碳原子结合，形成六元环层。(2)石墨具有导电性，但具有一定的方向性。5(3)层与层之间靠范德华力维
11、系。3晶体类型石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。4性质熔点很高、质软、易导电等。议一议1石墨晶体不属于原子晶体，但石墨的熔点为什么高于金刚石？石墨晶体为什么具有导电性？答案 石墨晶体为层状结构，同层内碳原子以共价键结合成平面网状结构，CC 键的键长比金刚石中 CC 键的键长短，键能大，所以石墨的熔、沸点高。石墨晶体中每个 C 原子未参与杂化的轨道中含有 1 个未成对电子，能形成遍及整个平面的大 键，由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此沿石墨平面的方向导电性强。2石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的 C 原子数和 CC 键数各是多少？每一层中碳原子数与 CC
12、键数之比为多少？答案 2、3、23。石墨层状结构中每个 C 原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献个 C 原子，所以每个正六边形占有 C 原子数目为 62(个)。每个 CC 键为 2 个正六边13 13形所共用，所以平均每个正六边形拥有 3 个 CC 键。由于石墨晶体中每个 C 原子与 3 个 C原子形成共价键，而每个 CC 键为 2 个 C 原子共有，所以对应于 1 个 C 原子的 CC 键为3/2 个。所以每一层中碳原子数与 CC 键数之比为 23。一、范德华力和氢键对物质性质的影响范德华力、氢键与共价键的比较范德华力 氢键 共价键概念物质分子之间普遍存在的一种作用力已经与电负性很强的
13、原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用微粒 分子 H 与 N、O、F 原子特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性强度 共价键氢键范德华力影响 随分子极性的增大而增大 对于 XHY，X、Y 的 成键原子半径和共用6强度的因素 组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大电负性越大，Y 原子的半径越小，作用越强电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质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CF4H2S分子内存在氢键
14、时，降低物质的熔、沸点共价键键能越大，分子稳定性越强特别提醒 (1)氢键和范德华力都属于分子间作用力，分子间作用力的作用远小于化学键的键能，氢键不是化学键。(2)分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。(3)只有分子间距离接近到一定程度时才有分子间作用力。(4)某些分子的分子间作用力包含范德华力和氢键，所以分子间作用力不等价于范德华力。例 1 下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是( )AHF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱BF 2、Cl 2、Br 2、I 2的熔、沸点依次升高C 、HOH、C 2H5OH 中OH 上氢原子的活泼性依次减弱D
15、CH 3OCH3、C 2H5OH 的沸点依次升高解析 HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱是由于 HX 键键能依次减小。F2、Cl 2、Br 2、I 2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力也依次增大，所以其熔、沸点也依次增大。 、HOH、C 2H5OH 中OH 上氢原子的活泼性依次减弱，与OH 键的极性有关。CH 3OCH3的沸点比 C2H5OH 的低是由于 C2H5OH 分子间形成氢键而增大了分子间作用力。答案 B规律总结 分子间作用力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响：一般来说，组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。(
16、2)对物质溶解度的影响：物质与水分子间的作用力越大，物质在水中的溶解度越大。变式训练 1 下列现象与氢键有关的是( )HF 的熔、沸点比A 族其他元素氢化物的高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶7冰的密度比液态水的密度小氨气极易溶于水邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低水分子高温下也很稳定A BC D答案 B解析 因第A 族中，F 的非金属性最强，HF 中分子之间存在氢键，则 HF 的熔、沸点比A 族其他元素氢化物的高，故正确；小分子的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键，则可以和水以任意比互溶，故正确；冰中存在氢键，其体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，故正确；氨气与水分子都是极
17、性分子，氨气与水分子间存在氢键，所以氨气极易溶于水，故正确；对羟基苯甲酸易形成分子之间氢键，而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故正确；水分子高温下也很稳定，其稳定性与化学键有关，而与氢键无关，故错误；故选 B。二、几种不同类型的晶体1几种类型的晶体结构和性质对比晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体构成微粒 阴、阳离子 原子 分子金属阳离子、自由电子结构 微粒间作用力离子键 共价键 范德华力、氢键 金属键熔、沸点 较高 很高 较低 有高、有低硬度 较大 很大 较小 有高、有低性质导电性熔融状态或水溶液能导电不导电熔融不导电、溶于水有的导电有的
18、不导电良导体典型实例 NaOH、NH 4Cl金刚石、二氧化硅P4、干冰、冰钠、铝、铁等或合金2.分类比较晶体的熔、沸点(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，8金属晶体一般不参与比较。(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石石英碳化硅硅。(3)离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgOMgCl 2NaClCsCl。(4)分子晶体分子间作用力越大，物
19、质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如H2OH 2TeH 2SeH 2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH 4SiH 4CH 4，F 2Cl 2Br 2I 2。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON 2，CH 3OHCH 3CH3。例 2 现有几组物质的熔点()数据：A 组 B 组 C 组 D 组金刚石：3 550 Li：181 HF：83 NaCl硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 KCl硼晶体：2 300 K：64 HBr：89 RbCl二氧化硅：1 732 Rb：39 H
20、I：51 MgO：2 800据此回答下列问题：(1)由表格可知，A 组熔点普遍偏高，据此回答：A 组属于_晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是_。硅的熔点低于二氧化硅，是由于_。硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_。(2)B 组晶体中存在的作用力是_，其共同的物理性质是_(填序号)，可以用_理论解释。有金属光泽 导电性导热性 延展性(3)C 组中 HF 熔点反常是由于_。(4)D 组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电9(5)D 组晶体中 NaCl、KCl、RbCl 的熔点由高到低的顺序为_，MgO 晶体的熔点高于三者，其原因解释为_。解析 (1)A 组由非金
21、属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B 组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“金属键理论”解释相关物理性质。(3)C 组卤化氢晶体属于分子晶体，HF 熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D 组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。答案 (1)原子 共价键 SiSi 键键能小于 SiO 键键能 硼晶体的硬度大于硅晶体 (2)金属键 金属键 (3)HF 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗
22、的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可) (4) (5)NaClKClRbCl MgO 晶体为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高规律方法 晶体类型的 5 种判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断金属氧化物(如 K2O、Na 2O2等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质
23、(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除 SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高。原子晶体熔点很高。分子晶体熔点低。金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。(4)依据导电性判断10离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据
24、硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大、硬而脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。注意 (1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg 除外)。(2)石墨属于混合晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为 1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为 1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点 190 )。(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。变式训练 2 有 A、B、C 三种晶体，分别由 H、C、Na、Cl 四种元素中的一种或几
25、种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：序号 熔点/ 硬度 水溶性 导电性 水溶液与 Ag 反应A 811 较大 易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应C 114.2 很小 易溶 液态不导电 白色沉淀(1)晶体的化学式分别为 A_、B_、C_。(2)晶体的类型分别是 A_、B_、C_。(3)晶体中微粒间作用力分别是 A_、B_、C_。答案 (1)NaCl C HCl(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体(3)离子键 共价键 范德华力解析 根据 A、B、C 所述晶体的性质可知，A 为离子晶体，只能为 NaCl，微粒间的作用力为离子键；B 应为原子晶体，只能为金刚石，微
26、粒间的作用力为共价键；C 应为分子晶体，且易溶于水，只能为 HCl，微粒间的作用力为范德华力。变式训练 3 下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是( )AO 2、I 2、Hg BCO 2、Al 2O3、KClCNa、K、Rb DH 2S、H 2Se、H 2Te11答案 D解析 A 项可联系三种物质在常温下的状态判断，O 2为气体，I 2为固体，Hg 为液体，熔点应为 O2Al3 ，Cl O2 且后者电荷数高于前者，可知 Al2O3的熔点应高于 KCl；C 项碱金属的熔、沸点随核电荷数增大而降低；D 项中三种物质为氧族元素的气态氢化物，它们的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，熔点依次升高。
27、12015 年 7 月 31 日，中国获得 2022 年冬奥会主办权，这将促进中国冰雪运动的发展。以下关于冰的说法正确的是( )A等质量的 0 冰与 0 的水内能相同B冰和可燃冰都是结晶水合物C冰和干冰、水晶的空间结构相似D氢键影响冰晶体的体积大小答案 D解析 A 项，0 的冰熔化成 0 水，要吸收热量，内能增加，则 0 的冰的内能比等质量的 0 的水的内能小，故 A 错误；B 项， “可燃冰”的化学式为 CH48H2O，它是一种结晶水合物，冰是水的固态形式，不是含有结晶水的物质，不属于水合物，故 B 错误；C 项，冰为 V 型，干冰为直线型、水晶为原子晶体，空间结构为网状结构，它们的空间构型
28、不相似，故 C 错误；D 项，冰中的氢键比液态水中的强，使得水分子排列得很规则，造成体积膨胀，所以氢键影响冰晶体的体积大小，故 D 正确。2科学家将石墨在氟磺酸中“溶解”制得石墨烯(即单层石墨)，该溶解克服了石墨层与层之间的( )A范德华力 B离子键 C共价键 D金属键答案 A解析 石墨烯是分子晶体，石墨层和石墨层之间为分子间作用力，故将石墨在氟磺酸中“溶解”制得石墨烯(即单层石墨)，该溶解克服了石墨层与层之间的分子间作用力即范德华力，故选 A。3下列两组命题中，组中命题正确，且能用组中的命题加以解释的是( )选项 组 组A 相对分子质量：HClHF 沸点：HCl 高于 HFB 键能：HOHS
29、 沸点：H 2O 高于 H2SC 分子间作用力： 稳定性：H 2O 强于 H2S12H2OH2SD 相对分子质量：HIHCl 沸点：HI 高于 HCl答案 D解析 由于相对分子质量：HClHF，所以范德华力：HClHF，但 HF 分子间存在氢键，而HCl 分子间不存在氢键，所以沸点 HCl 低于 HF，A 中命题不正确；由于原子半径：OHS 键，但沸点与共价键的键能无关，H 2O 分子间存在氢键，所以沸点 H2O 高于 H2S，B 中命题不能解释命题；由于相对分子质量：H 2SH2O，所以范德华力：H 2SH2O，但 H2O 分子间存在氢键，所以分子间作用力：H 2OH2S，由于键能：HOHS
30、 键，所以稳定性 H2O 强于 H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，所以 C 中命题不能解释命题；由于相对分子质量：HIHCl，所以范德华力：HIHCl，沸点：HI 高于 HCl，命题能解释命题。4据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似 C60的物质 N60。已知：N 60分子中每个氮原子均以 NN 键结合三个 N 原子而形成 8 电子稳定结构；NN 键的键能为 167 kJmol1 。请回答下列问题。(1)N60分子组成的晶体为_晶体，其熔、沸点比 N2_(填“高”或“低”)，原因是_。(2)1 mol N60分解成 N2时吸收或放出的热量是_kJ(已知 NN 键的键能为 942 kJm
31、ol1 )，表明稳定性 N60_(填“” 、 “”或“”)N 2。(3)由(2)列举 N60的用途(举一种)_。答案 (1)分子 高 N 60和 N2都是分子晶体，N 60相对分子质量大于 N2，所以 N60的熔、沸点比 N2高 (2)放出热量 13 230 (3)N 60分解为 N2时释放大量的能量，可用作高能炸药和火箭推进剂等解析 (1)N 60晶体的构成微粒为分子，所以属于分子晶体；分子晶体中结构和组成相似，其相对分子质量越大熔、沸点越高，N 60和 N2都是分子晶体，N 60相对分子质量大于 N2，所以N60的熔、沸点比 N2高。(2)每个 N 原子均以氮氮单键结合三个氮原子，每个氮氮
32、键被 2 个氮原子共用，每个氮原子有 1.5 个氮氮键，1 个 N60分子的结构中含有 90 个 NN 键，则 1 mol N60的总键能为 167 kJmol1 90 mol15 030 kJ，生成 30 molNN 键的键能为 942 kJmol1 30 mol28 260 kJ，则反应放出能量为 28 260 kJ15 030 kJ13 230 kJ,1 mol N60分解成 N2时放出热量 13 230 kJ，N 60能量高，所以稳定性 N60N 2。(3)N60分解为 N2时释放大量的能量，可用作高能炸药和火箭推进剂等。5请回答下列问题(1)硅烷(Si nH2n2 )的沸点与其相对分
33、子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是_。13(2)H2O 分子内的 OH 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_。的沸点比 的沸点低，原因是_。(3)乙二胺(H 2NCH2CH2NH2)和三甲胺N(CH 3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是_。(4)下图中 A、B、C、D 四条曲线分别表示第A、A、A、A 族元素的气态氢化物的沸点，其中表示第A 族元素气态氢化物的沸点的曲线是_，表示第A 族元素气态氢化物的沸点的曲线是_。同一主族中第 3、4、5 周期元素的气态氢化物的沸点依次升高，其原因是_。曲线 A、B、C 中第 2 周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第
34、 3 周期元素的气态氢化物的沸点，其原因是_。答案 (1)硅烷的结构和组成相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高14(2)OH 键氢键范德华力 形成的是分子内的氢键，而可形成分子间的氢键，分子间氢键使分子间的作用力增大，沸点升高 (3)乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 (4)A D 组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力依次增强，故沸点依次升高 分子间存在氢键解析 (1)硅烷的结构和组成相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。(2)化学键是相邻两个或多个原子之间强烈的相互作用；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间
35、的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为 OH 键、氢键、范德华力。对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。(4)每个水分子可与其他 4 个水分子形成氢键，故沸点最高，因此曲线 A 表示第A 族元素气态氢化物的沸点；第A 族元素的氢化物都为非极性分子，分子间作用力只有范德华力，不存在氢键，只有曲线 D 中第 2 周期元素的气态氢化物中不存在氢键，沸点较低；同一主族中第 3、4、5 周期元素的气态氢化物中不存在氢键，分子间作用力只有范德华力，组成和结构相似的物质随着相对分子质量的增大，范德华力依次增强，故
36、沸点依次升高；曲线A、B、C 中第 2 周期元素的气态氢化物中存在分子间氢键，所以沸点较高。基础过关一、化学键、氢键、范德华力的综合应用1下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是( )答案 A解析 F、Cl、Br 的电负性依次减小，A 正确；F 没有正价，B 不正确；HF 分子间存在氢键，是卤化氢中沸点最高的，C 不正确；F 2、Cl 2、Br 2的相对分子质量增大，熔点升高，D 不正15确。2将下列晶体熔化：NaOH、SiO 2、CaO、CCl 4，需要克服的微粒间的相互作用共价键、离子键、分子间作用力，正确的顺序是( )A BC D答案 A解析 NaOH 和 CaO 属于
37、离子晶体，熔化时需要克服的是离子键；SiO 2属于原子晶体，熔化时需要克服的是共价键；CCl 4属于分子晶体，熔化时需要克服的是分子间作用力；故选 A。3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、共价键答案 B解析 “石蜡液体石蜡石蜡蒸气”属于石蜡的“三态”之间的转化，转化的过程中要克服分子间作用力；“石蜡蒸气裂化气”属于化学变化，必然要破坏化学键(共价键)，故选B。4下列几种氢键：OHO、NHN、FHF、OHN，按氢键从强到弱的顺序正确的是( )A BC D答案
38、 A解析 F、O、N 三种元素的非金属性依次减弱，所以电负性依次减小，所以 FH、OH、NH 结合非金属的能力依次减弱，因此氢键的强弱顺序为 FON；对于 OHN，NHN 的比较，可以从得电子的能力来看，由于 O 的得电子能力大于 N，因此 OH 的电子云与 NH 的电子云相比，OH 的电子云更偏向 O，远离 H，因此在 OHN、NHN 的氢键中，NHN 的氢键更弱些，故选 A。二、分子晶体的结构与性质5下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是( )A非金属单质 B非金属氧化物C含氧酸 D金属氧化物答案 C解析 非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的 SiO2均为原子晶体；而金属氧化物通常为离子
39、化合物，属离子晶体。故 C 正确。166下表所列物质晶体的类型全部正确的一组是( )晶体类型选项 原子晶体 离子晶体 分子晶体A 氮化硅 磷酸 单质硫B 单晶硅 碳酸氢铵 水银C 金刚石 烧碱 冰D 铁 尿素 冰醋酸答案 C解析 A 项，磷酸的构成微粒是分子，所以磷酸属于分子晶体，故 A 错误；B 项，单晶硅的构成微粒是原子，所以属于原子晶体，碳酸氢铵的构成微粒是阴、阳离子，所以属于离子晶体，水银的构成微粒是金属阳离子和自由电子，属于金属晶体，故 B 错误；C 项，金刚石的构成微粒是原子，所以属于原子晶体，烧碱的构成微粒是阴、阳离子，所以属于离子晶体，冰的构成微粒是分子，所以属于分子晶体，故
40、C 正确；D 项，铁的构成微粒是金属阳离子和自由电子，所以属于金属晶体，尿素的构成微粒是分子，属于分子晶体，冰醋酸的构成微粒是分子，属于分子晶体，故 D 错误。7下列各组物质中，熔点由高到低的是( )AHI、HBr、HCl、HFBCI 4、CBr 4、CCl 4、CF 4CRb、K、Na、LiD 、 、CH 3CH2CH2CH2CH3答案 B8下表列出了有关晶体的说明，其中有错误的是( )选项 晶体名称 组成的晶体微粒 晶体内存在的结合力A 碘化钾 阴、阳离子 离子键B 干冰 分子 范德华力C 氖 原子 共价键D 二氧化硅 原子 共价键答案 C解析 A 项，碘化钾为离子晶体，组成微粒为离子，组
41、成晶体粒子间的结合力为离子键，故A 正确；B 项，干冰为分子晶体，组成微粒为分子，分子之间的结合力为范德华力，也叫做17分子间作用力，故 B 正确；C 项，氖晶体属于分子晶体，其晶体内存在的作用力为范德华力，不是共价键，故 C 错误；D 项，二氧化硅为原子晶体，组成微粒为原子，组成晶体粒子间的结合力为共价键，故 D 正确。9中学教材上介绍的干冰晶体是立方面心结构，如图所示，即每 8 个 CO2构成立方体，且在 6 个面的中心又各占据 1 个 CO2分子，在每个 CO2周围距离 a(其中 a 为立方体棱长)的22CO2有( )A4 个 B8 个 C12 个 D6 个答案 C解析 如图在每个 CO
42、2周围距离 a 的 CO2即为每个面心上的 CO2分子，共有 8(3 )22 1212 个。10水分子间可通过氢键彼此结合而形成(H 2O)n，在冰中 n 值为 5，即每个水分子被其他 4个水分子包围形成变形四面体，如图所示为(H 2O)5单元，由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体，即冰。下列有关叙述正确的是( )A1 mol 冰中含有 4 mol 氢键B1 mol 冰中含有 45 mol 氢键C平均每个水分子只含有 2 个氢键D平均每个水分子只含有 个氢键54答案 C解析 由图可知，每个水分子(处于四面体的中心)与 4 个水分子(处于四面体的四个顶角)形成四个氢键，因为每个氢键
43、都是由 2 个水分子共同形成的，所以每个水分子形成的氢键个数为 4 2。1218能力提升11如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是 NaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。下列 5 种物质：A.P 4(白磷)，B.SiO 2，C.CaCl 2，D.Ca(OH) 2，E.NaF，固态下都为晶体，回答下列问题：(填字母编号)(1)熔化时破坏的化学键与相同的有_。(2)其中与晶体类型相同的有_，它们属于_晶体。(3)与晶体类型相同的有_，熔化时需要破坏_作用力。(4)分析对比晶体，硬度较大的是_(填数字编号，下同)。(5)三种晶体中，熔点由高到低的排列顺序为_。答案 (1)CDE (
44、2)B 原子 (3)A 分子间 (4) (5)解析 (1)图中属于氯化钠的结构图，氯化钠熔化时破坏离子键，含有离子键的化合物为C.CaCl2，D.Ca(OH) 2，E.NaF。(2)图中是金刚石的结构图，属于原子晶体，二氧化硅也属于原子晶体。(3)图中属于二氧化碳的结构图，二氧化碳属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，白磷也是分子晶体，则属于分子晶体的是 A。(4)图中属于石墨的结构图，石墨属于混合晶体，晶体中存在层状结构，层与层之间能发生滑动，所以石墨的硬度较小，金刚石属于原子晶体硬度很大。(5)熔点的一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体，则熔点由高到低的排列顺序为。12请回答下列各题：(1)写出下列物质性质的变化规律与哪种作用有关。HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱：_。He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn 等稀有气体单质的熔点和沸点逐渐升高：_
