2025年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊 第4章　第3節(jié)　第2課時　化學(xué)鍵　分子間作用力

第2課時化學(xué)鍵分子間作用力[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.理解化學(xué)鍵的概念及化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。2.會識別微粒間作用力的類型,能判斷物質(zhì)變化過程中化學(xué)鍵的變化,培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。一、化學(xué)鍵與分子間作用力1.化學(xué)鍵(1)概念:相鄰的原子之間強烈的相互作用。(2)分類(3)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)①表象:反應(yīng)物中的原子重新組合為產(chǎn)物分子。②本質(zhì):舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。③解釋H2和Cl2反應(yīng)過程思考1有化學(xué)鍵斷裂的過程一定是化學(xué)反應(yīng)嗎?有化學(xué)鍵形成的過程一定有新物質(zhì)生成嗎?提示不一定,如NaCl受熱熔化斷裂離子鍵,HCl溶于水?dāng)嗔压矁r鍵,但都不是化學(xué)變化,NaCl溶液蒸發(fā)結(jié)晶,有離子鍵形成,但過程為物理變化,沒有新物質(zhì)生成。2.分子間作用力(1)分子間存在一種把分子聚集在一起的作用力,叫做分子間作用力,最初又稱范德華力。由分子構(gòu)成的物質(zhì),其熔、沸點等物理性質(zhì)主要由分子間作用力大小決定。(2)分類:分子間作用力分為范德華力和氫鍵。其中范德華力比化學(xué)鍵弱得多;氫鍵不是化學(xué)鍵,比化學(xué)鍵弱,比范德華力強。(3)分子間形成的氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高,水分子間的氫鍵可使其密度在固態(tài)時低于液態(tài)時的密度。思考2“因為H2O分子間存在氫鍵,故H2O的穩(wěn)定性強于H2S”這句話對嗎?為什么?提示不對。氫鍵屬于分子間作用力,只影響物質(zhì)的熔、沸點等物理性質(zhì),而H2O的穩(wěn)定性是由H—O穩(wěn)定性決定,是物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。1.判斷正誤(1)NaHSO4中含有離子鍵、極性共價鍵與非極性共價鍵 ()(2)化學(xué)鍵既可存在于分子內(nèi)的原子間,又可存在于分子之間 ()(3)稀有氣體中不存在化學(xué)鍵 ()(4)兩原子之間的相互作用叫做化學(xué)鍵 ()答案(1)×(2)×(3)√(4)×2.下列敘述正確的是 ()A.化學(xué)鍵是一種作用力B.氯氣中含離子鍵C.離子鍵、共價鍵、分子間作用力均屬于化學(xué)鍵D.所有物質(zhì)一定含有化學(xué)鍵答案A解析離子鍵只存在于離子化合物中,氯氣是非金屬單質(zhì),不含離子鍵,故B錯誤;分子間作用力不屬于化學(xué)鍵,故C錯誤;稀有氣體中沒有化學(xué)鍵,故D錯誤。3.關(guān)于氫鍵及范德華力,下列說法正確的是 ()A.氫鍵比范德華力強,所以它屬于化學(xué)鍵B.分子間形成的氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點升高C.沸點:HI>HBr>HCl>HFD.H2O是一種穩(wěn)定的化合物,這是由H2O之間形成氫鍵所致答案B解析氫鍵屬于分子間作用力,不屬于化學(xué)鍵,A錯誤;若分子間含有氫鍵,則固體熔化或液體汽化時除克服范德華力外,還需要破壞氫鍵,所以分子間形成的氫鍵會使物質(zhì)的熔、沸點都升高,B正確;第ⅦA族元素的簡單氣態(tài)氫化物中,氟化氫分子間存在氫鍵,沸點較高,其他元素氫化物分子間只有范德華力,一般相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高,因此沸點:HF>HI>HBr>HCl,C錯誤;H2O的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定是因為分子內(nèi)的氫氧鍵比較穩(wěn)定,與分子間形成氫鍵無關(guān),D錯誤。4.下列各組物質(zhì)中,含有的化學(xué)鍵類型完全相同的是 ()A.HI和NaI B.NaF和KOHC.CO2和HCl D.F2和NaBr答案C解析NaI是離子化合物,存在的化學(xué)鍵是離子鍵,HI是共價化合物,只存在共價鍵,化學(xué)鍵類型不相同,故A錯誤;NaF和KOH均是離子化合物,存在離子鍵,KOH中還存在共價鍵,化學(xué)鍵類型不完全相同,故B錯誤;CO2和HCl都是共價化合物,存在的化學(xué)鍵都是極性共價鍵,故C正確;F2是非金屬單質(zhì),存在的化學(xué)鍵是共價鍵,NaBr是離子化合物,只存在離子鍵,化學(xué)鍵類型不同,故D錯誤。化學(xué)鍵與物質(zhì)類型的關(guān)系二、物質(zhì)變化過程中化學(xué)鍵的變化1.化學(xué)反應(yīng)過程(1)化學(xué)鍵的變化:化學(xué)反應(yīng)過程包含反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成,如H2+Cl22HCl。(2)實質(zhì):舊化學(xué)鍵斷裂,2.物質(zhì)的溶解或熔化過程(1)離子化合物的溶解或熔化的過程離子化合物電離陰、陽離子如NaCl在水中或熔化時的電離:NaClNa++Cl-。注:一些特殊的離子化合物,可以和水發(fā)生反應(yīng),如Na2O2溶于水既有離子鍵又有共價鍵被破壞。(2)共價化合物的溶解或熔化過程①溶解過程②熔化過程(3)單質(zhì)的熔化或溶解過程單質(zhì)的特點化學(xué)鍵變化舉例由分子構(gòu)成的固體單質(zhì)熔化或升華時只破壞范德華力,不破壞化學(xué)鍵P4的熔化,I2的升華等由原子構(gòu)成的單質(zhì)熔化時破壞共價鍵金剛石、晶體硅等能與水反應(yīng)的某些活潑非金屬單質(zhì)溶于水后,分子內(nèi)共價鍵被破壞Cl2、F2等思考1下列變化中:①蔗糖溶于水②硫酸氫鉀熔化③氨氣液化④NaCl溶于水⑤Na2O2溶于水⑥HBr溶于水(1)只有離子鍵被破壞的是,只有共價鍵被破壞的是。

(2)既有離子鍵被破壞,又有共價鍵被破壞的是。

提示(1)②④⑥(2)⑤思考2在不斷升溫時,會發(fā)生如下變化:冰液態(tài)水水蒸氣H2+O2則每個過程中破壞的主要作用力是什么?提示Ⅰ.氫鍵和范德華力(或分子間作用力)Ⅱ.氫鍵和范德華力(或分子間作用力)Ⅲ.共價鍵(H—O)。1.在下列變化過程中既有離子鍵被破壞又有共價鍵被破壞的是 ()A.硫酸氫鈉溶于水B.氯化鈉熔化C.SO2氣體溶于水D.碘晶體升華答案A解析硫酸氫鈉溶于水的電離方程式為NaHSO4Na++H++SO42-,既有離子鍵被破壞又有共價鍵被破壞,A正確;氯化鈉為離子化合物,熔化時的電離方程式為NaClNa++Cl-,只有離子鍵被破壞,B錯誤;SO2為共價化合物,SO2溶于水,可以和水反應(yīng):SO2+H2OH2SO3,只有共價鍵被破壞,C錯誤;碘晶體升華,破壞的是分子間作用力,D錯誤。2.在“固體氯→液氯→氯氣→氯原子”的變化過程中,被破壞的作用力依次是 ()A.范德華力、范德華力、范德華力B.共價鍵、共價鍵、共價鍵C.范德華力、共價鍵、共價鍵D.范德華力、范德華力、共價鍵答案D解析固體氯→液氯→氯氣屬于物質(zhì)的三態(tài)變化,屬于物理變化,破壞了范德華力,氯氣→氯原子發(fā)生了化學(xué)變化,破壞了共價鍵,所以在“固體氯→液氯→氯氣→氯原子”的變化過程中,被破壞的作用力依次是范德華力、范德華力、共價鍵。物質(zhì)性質(zhì)影響因素分析凡涉及化學(xué)性質(zhì)的問題,要從化學(xué)鍵方面找原因;凡涉及物理性質(zhì)的問題,要從分子間作用力(范德華力和氫鍵)方面找原因。1.(2024·北京高一開學(xué)考試)關(guān)于化學(xué)鍵和分子間作用力,下列說法不正確的是 ()A.氫鍵是一種較強的分子間作用力B.分子間作用力就是分子間的引力C.膽礬既含有離子鍵又含有共價鍵D.某化合物中存在離子鍵,它一定是離子化合物答案B解析分子間作用力就是分子間的相互作用力,含斥力和引力,故選B。2.(2023·廣州六中高一檢測)用NaClO可除去水體中過量氨氮(以NH3表示),以防止水體富營養(yǎng)化,其原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.原理中所涉及的元素的原子半徑:Cl>Na>O>N>HB.NH3、H2O、OH-所含的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)均相等C.NaClO和HClO所含的化學(xué)鍵類型相同D.反應(yīng)③有離子鍵和共價鍵的斷裂和形成答案D解析根據(jù)粒子半徑大小的比較方法,原子半徑的大小順序為Na>Cl>N>O>H,A錯誤;NH3質(zhì)子數(shù)為10,H2O質(zhì)子數(shù)為10,OH-質(zhì)子數(shù)為9,B錯誤;NaClO含有離子鍵和共價鍵,HClO只含有共價鍵,C錯誤;反應(yīng)③為NaOH+HClNaCl+H2O,有離子鍵和共價鍵的斷裂和形成,D正確。3.(1)有下列物質(zhì):He、N2、CaO、H2SO4、Na2S、KOH、NaHCO3。①只含共價鍵的是;

②只含離子鍵的是;

③既含有共價鍵又含有離子鍵的是;

④屬于共價化合物的是;

⑤屬于離子化合物的是。

(2)下列變化中,不需要破壞化學(xué)鍵的是

(填字母)。A.硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)B.加熱氯酸鉀使其分解C.冰融化D.氯化鈉溶于水答案(1)①N2、H2SO4②CaO、Na2S③KOH、NaHCO3④H2SO4⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3(2)C解析(1)N2、H2SO4分子中只含共價鍵;CaO、Na2S中只含離子鍵;KOH、NaHCO3中既含有離子鍵又含有共價鍵,He分子中不含化學(xué)鍵。(2)A項反應(yīng)中有化學(xué)鍵的斷裂和形成,化學(xué)鍵被破壞;KClO3受熱分解破壞離子鍵和共價鍵;NaCl溶于水,離子鍵被破壞;冰融化后變?yōu)橐簯B(tài)水,共價鍵未被破壞。課時對點練[分值:100分](選擇題1~8題,每小題5分,9~11題,每小題6分,共58分)題組一化學(xué)鍵分子間作用力1.下列說法不正確的是 ()A.分子間作用力與化學(xué)鍵的大小相當(dāng)B.分子間作用力是一種很弱的作用力C.分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)D.分子內(nèi)部相鄰原子之間強烈的相互作用為化學(xué)鍵,而分子間存在的相互作用為分子間作用力答案A解析化學(xué)鍵是相鄰原子之間強烈的相互作用,分子間作用力是一種分子之間弱的相互作用,故A錯誤。2.共價鍵、離子鍵和范德華力是粒子之間的三種作用力。下列物質(zhì)中,只含有以上一種作用力的是 ()①氦②Na2S③HI④CaO⑤Na2O2⑥KOHA.①②③ B.③⑤⑥C.②③⑤ D.①②④答案D解析氦中不存在化學(xué)鍵,氦分子間只存在范德華力,①符合題意;Na2S中只含有離子鍵,屬于離子化合物,②符合題意;HI分子中含H—I共價鍵,HI分子間存在范德華力,③不符合題意;CaO中只含有離子鍵,屬于離子化合物,④符合題意;Na2O2中含有離子鍵和非極性共價鍵,⑤不符合題意;KOH中含有離子鍵和極性共價鍵,⑥不符合題意。3.(2024·烏魯木齊高一期末)下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是 ()①NH3的熔、沸點比PH3的熔、沸點高②穩(wěn)定性:HF>HCl③冰的密度比液態(tài)水的密度?、芩肿痈邷叵乱埠芊€(wěn)定A.①②③④ B.①②④C.①③ D.①③④答案C解析NH3和PH3的結(jié)構(gòu)相似,但氨氣分子間存在氫鍵,PH3分子間只存在分子間作用力,氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔、沸點升高,故①選;HF、HCl的熱穩(wěn)定性依次減弱,是因為H—X共價鍵穩(wěn)定性依次減弱,與氫鍵無關(guān),故②不選;冰中存在氫鍵,其體積變大,則相同質(zhì)量時冰的密度比液態(tài)水的密度小,故③選;水分子高溫下也很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無關(guān),故④不選。4.“珍珠項鏈靠線穿,芝麻成球靠糖粘;微觀粒子聚一起,全靠一種超魔力”,這種超魔力實際就是化學(xué)鍵。下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法錯誤的是 ()A.CO和O2反應(yīng)可生成具有極性共價鍵的CO2B.既含極性鍵,又含非極性鍵C.只含H、N、O三種元素的化合物,可能形成含有共價鍵的離子化合物,也可能形成共價化合物D.含有離子鍵的物質(zhì)不可能是單質(zhì)答案B解析CO2中只含有極性共價鍵,A正確;中只含有極性鍵,B錯誤;H、N、O可以形成含有共價鍵的離子化合物NH4NO3,也可以形成共價化合物HNO3,C正確;離子鍵的形成必須有陰、陽離子,D正確。題組二物質(zhì)變化過程中化學(xué)鍵的變化5.下列說法正確的是 ()A.H2O的沸點比H2S高,所以H2O比H2S更穩(wěn)定B.碘升華和干冰熔化時需克服微粒間的作用力類型相同C.Na2O2溶于水只有離子鍵被破壞D.NaHCO3受熱分解的過程只有離子鍵被破壞答案B解析穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì),沸點是物理性質(zhì),穩(wěn)定性與沸點高低無關(guān),A錯誤;碘升華和干冰熔化時,均需克服分子間作用力,作用力類型相同,B正確;Na2O2加入水中,過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,既有離子鍵被破壞又有非極性共價鍵被破壞,H2O中的極性共價鍵被破壞,C錯誤;NaHCO3受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,既有離子鍵被破壞又有共價鍵被破壞,D錯誤。6.從化學(xué)鍵的角度看,化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是“舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的形成”,下列過程中既有舊化學(xué)鍵的斷裂,又有新化學(xué)鍵的形成的是 ()A.Cl2溶于水 B.碘升華C.氯化鈉受熱熔化 D.硝酸銨溶于水答案A解析氯氣溶于水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),氯氣和水反應(yīng)生成HCl和次氯酸,既有舊化學(xué)鍵的斷裂,又有新化學(xué)鍵的形成,A正確;碘升華是物理變化,只是物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了變化,只破壞了分子間作用力,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以沒有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,B錯誤;氯化鈉受熱熔化是物理變化,只是物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了變化,破壞了離子鍵,沒有新化學(xué)鍵的形成,C錯誤;硝酸銨溶于水沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只是破壞了離子鍵,沒有新化學(xué)鍵的形成,D錯誤。7.(2024·北京高一開學(xué)考試)下列過程中,共價鍵被破壞的是 ()A.水蒸發(fā) B.NH3被木炭吸附C.酒精溶于水 D.HCl氣體溶于水答案D解析水蒸發(fā)、NH3被木炭吸附、酒精溶于水都是物理變化,沒有化學(xué)鍵被破壞,A、B、C錯誤;HCl氣體溶于水,在水中電離出氫離子和氯離子,H—Cl共價鍵被破壞,D正確。8.下列化學(xué)反應(yīng)中,既有離子鍵、極性鍵、非極性鍵斷裂,又有離子鍵、極性鍵、非極性鍵形成的是 ()A.Cl2+H2OHClO+HClB.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑C.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2OD.2FeCl2+H2O2+2HCl2FeCl3+2H2O答案B解析反應(yīng)Cl2+H2OHClO+HCl中,無離子鍵的斷裂和形成,無非極性鍵的形成,A不符合題意;反應(yīng)NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O中,無非極性鍵的斷裂和形成,C不符合題意;反應(yīng)2FeCl2+H2O2+2HCl2FeCl3+2H2O中,無非極性鍵的形成,D不符合題意。9.對事實:“100℃時,水會沸騰變成水蒸氣;溫度達(dá)到2200℃以上時,水分解為H2和O2”的解釋不正確的是 ()A.100℃所提供的能量,破壞了水分子之間存在的相互作用B.2200℃所提供的能量,破壞了水分子中氫原子和氧原子之間存在的相互作用C.100℃及2200℃時,水分子均變?yōu)闅湓雍脱踉覦.對比溫度值可知,水分子中氫原子和氧原子之間存在的相互作用比水分子之間存在的相互作用強答案C解析100℃時,水會沸騰變成水蒸氣,說明破壞了水分子之間存在的相互作用,故A正確;溫度達(dá)到2200℃以上時,水分解為H2和O2,說明發(fā)生了化學(xué)變化,有舊鍵的斷裂和新鍵的形成,故B正確;100℃時,只是水的狀態(tài)變化,無化學(xué)變化,無化學(xué)鍵的斷裂,故C錯誤;2200℃時破壞水分子中氫原子和氧原子之間存在的相互作用,100℃時破壞水分子之間存在的相互作用,故D正確。10.下列說法正確的是 ()A.HCl溶于水能電離出H+、Cl-,所以HCl是離子化合物B.CaCO3高溫受熱分解的過程中既破壞了離子鍵,也破壞了共價鍵C.CO2分子內(nèi)存在非極性共價鍵D.非極性鍵只能存在于非金屬單質(zhì)或共價化合物中答案B解析HCl分子中只存在H—Cl共價鍵,HCl屬于共價化合物,故A錯誤;CO2分子內(nèi)只存在極性共價鍵,故C錯誤;非極性鍵可能存在于離子化合物中,如Na2O2中含有非極性鍵,故D錯誤。11.化合物M(結(jié)構(gòu)式如圖所示)可用于口腔清潔。已知W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的前20號主族元素,W與Z、X與Y分別同主族,Y、Z對應(yīng)的簡單離子核外電子排布相同。下列說法不正確的是 ()A.簡單離子的半徑:Y>Z>WB.簡單氣態(tài)氫化物的沸點:X>YC.化合物M中X的化合價均為-2D.ZW可與H2O反應(yīng)生成W的單質(zhì)答案C解析已知W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的前20號主族元素,由X可以形成2個共價鍵、Y形成6個共價鍵,X與Y同主族可知,X為O、Y為S;Y、Z對應(yīng)的簡單離子核外電子排布相同,Z可以形成帶1個單位正電荷的陽離子,Z為第ⅠA族元素,為K;W與Z同主族,W為H。電子層數(shù)越多半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小,簡單離子的半徑:Y>Z>W,A正確;水分子可以形成分子間氫鍵,導(dǎo)致水的沸點高于硫化氫,B正確;由圖可知,化合物M中存在過氧根,故O的化合價存在-1價,C錯誤;KH為金屬氫化物,可與水反應(yīng)生成氫氣,D正確。12.(18分)(1)有下列物質(zhì):①O2②金剛石③NaBr④H2SO4⑤Na2CO3⑥NH4Cl⑦NaHSO4⑧Ne⑨Na2O2⑩NaOH其中,只含有離子鍵的是(填序號,下同);只含有極性鍵的是;只含有非極性鍵的是;既含有離子鍵又含有極性鍵的是;既含有離子鍵又含有非極性鍵的是;沒有離子鍵和共價鍵的是。

(2)NaHSO4溶于水時,斷開的化學(xué)鍵的類型:。

(3)NaHCO3受熱分解時,斷開的化學(xué)鍵的類型:,形成的化學(xué)鍵類型:。

答案(1)③④①②⑤⑥⑦⑩⑨⑧(2)離子鍵、極性共價鍵(3)離子鍵、極性共價鍵離子鍵、極性共價鍵13.(10分)衛(wèi)健委曾發(fā)出公告,禁止在面粉生產(chǎn)中添加過氧化鈣(CaO2)等食品添加劑。CaO2與Na2O2在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有很多相似的地方。請回答下列問題:(1)CaO2中陰、陽離子個數(shù)之比為,電子式為。

(2)CaO2與足量水反應(yīng)的離子方程式為

,

反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵有(填字母)。

A.離子鍵B.極性共價鍵C.非極性共價鍵(3)CaO2與二氧化碳反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

答案(1)1∶1Ca2+[··O······O······]2-(2)2CaO2+2H2O2Ca2+解析(1)CaO2由鈣離子(Ca2+)與過氧根離子(O22-)構(gòu)成,所以陰、陽離子個數(shù)之比為1∶1,電子式為Ca2+[··O······O······]2-。(2)CaO2與Na2O2化學(xué)性質(zhì)相似,根據(jù)過氧化鈉與水的反應(yīng)原理可知,過氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣與氧氣,其離子方程式為2CaO2+2H2O2Ca2++4OH-+O2↑。(3)CaO2與Na2O2化學(xué)性質(zhì)相似,根據(jù)過氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)原理可知,CaO2與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣與氧氣,其化學(xué)方程式為2CaO2+2CO22CaCO314.(14分)Ⅰ.下列變化:①干冰的氣化②燒堿熔化③氯化鈉溶于水④氯化氫溶于水⑤氯氣溶于水⑥氯化銨受熱分解(1)未發(fā)生化學(xué)鍵破壞的是(填序號,下同);僅發(fā)生離子鍵破壞的是。

(2)若上述物質(zhì)都為純凈物時,屬于共價化合物的是;屬于離子化合物的是。

Ⅱ.減少交通事故除遵守交通法規(guī)和正確駕駛外,被動安全措施也極為重要,汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮化鈉(NaN3)與硝酸銨(NH4NO3)等物質(zhì)。當(dāng)汽車