能力课时6 微粒间作用力及物质变化
探究 任务 1．掌握化学键、分子间作用力、氢键的含义及区别，了解其对物质性质的影响，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 2．掌握物质溶解、熔化及化学反应过程中作用力的破坏与形成，提升变化观念与平衡思想的学科核心素养。
一、微粒间三种常见作用力
化学键、分子间作用力与氢键
相互 作用 化学键 分子间作用力 氢键
存在 范围 相邻原子(离子)之间 分子之间 某些具有强极性键的含氢化合物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱 比较 强 很弱 比化学键弱得多，比分子间作用力稍强
影响 范围 物质的物理性质及化学性质 物质的物理性质 物质的物理性质
对物 质性 质的 影响 ①离子键：成键离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，离子化合物的熔、沸点越高； ②共价键：原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越强，单质或化合物越稳定 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，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高，如熔、沸点： F2H2S、HF>HCl、NH3>PH3
二、微粒间作用力的破坏与形成
1．离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物电离阴、阳离子。
2．共价化合物的溶解或熔化过程
(1)溶解过程
(2)熔化
3．化学反应一定伴随化学键的变化，而化学键变化不一定发生化学反应。
现有以下物质：①O2；②金刚石；③NaBr；；⑤Na2CO3；⑥NH4Cl；；⑧Ne；⑨Na2O2；⑩NaOH。
(1)这些物质中，只含共价键的是________(填序号，下同)；只含离子键的是________；既含共价键又含离子键的是____________；不存在化学键的是________。
(2)属于共价化合物的是________(填序号，下同)；属于离子化合物的是__________。
(3)将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的____________________________，
写出电离方程式：___________________________________________________
_____________________________________________________________________；
NaHSO4熔融状态下电离，破坏了______，写出电离方程式：_____________________________________________________________________。
1．下列各项中顺序正确且可以用分子间作用力大小解释的是( )
A．稳定性：HF>HCl>H2S
B．沸点：CF4C．酸性：HCl>CH3COOH>H2CO3
D．熔点：MgO>NaCl>KCl
2．氢键是一种分子间作用力，普遍存在于N、O、F的原子与H原子之间，非金属性越强的原子与氢原子形成氢键越强。氢键可以表示为“A—H…B—”，其中A、B表示N、O、F原子，“—”表示共价键，“…”表示氢键，根据你所学习氢键的知识，请分析下列问题：
(1)在下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；则按氢键由强到弱的顺序是______(填序号)。
(2)H2O、H2S与H2Se的结构相似，则H2O、H2S与H2Se的沸点大小顺序为_____________________________________________________________________，
其判断依据为_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1．HF分子非常稳定，原因是( )
A．分子间作用力很强 B．分子中含氢键
C．HF含离子键 D．氢氟化学键很强
2．CO2气体在一定条件下可与金属镁反应，干冰在一定条件下也可以变成CO2气体，这两个变化过程中需要克服的作用力分别是( )
A．化学键，化学键
B．化学键，分子间作用力
C．分子间作用力，化学键
D．分子间作用力，分子间作用力
3．下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是( )
A．从饮料酒中闻到了醇香味
B．NaCl颗粒被粉碎
C．H2SO4溶于水得H2SO4溶液
D．NaOH受热熔化
4．已知：N、P都属于ⅤA族的元素，NH3和PH3的分子结构相似，根据你所学的知识请回答下列问题：
(1)PH3分子中的P原子和H原子以________(填化学键的类型)结合。
(2)NH3分子和PH3分子比较，热稳定性好的是________， 你判断的理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)NH3和PH3在常温下都是气体，NH3比PH3的相对分子质量小，但固体NH3比固体PH3的熔、沸点高，原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)PH4Cl应与NH4Cl一样，都属于盐，在PH4Cl中存在的作用力有________。
1 / 4能力课时6 微粒间作用力及物质变化
探究 任务 1．掌握化学键、分子间作用力、氢键的含义及区别，了解其对物质性质的影响，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 2．掌握物质溶解、熔化及化学反应过程中作用力的破坏与形成，提升变化观念与平衡思想的学科核心素养。
一、微粒间三种常见作用力
化学键、分子间作用力与氢键
相互 作用 化学键 分子间作用力 氢键
存在 范围 相邻原子(离子)之间 分子之间 某些具有强极性键的含氢化合物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱 比较 强 很弱 比化学键弱得多，比分子间作用力稍强
影响 范围 物质的物理性质及化学性质 物质的物理性质 物质的物理性质
对物 质性 质的 影响 ①离子键：成键离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，离子化合物的熔、沸点越高； ②共价键：原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越强，单质或化合物越稳定 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，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高，如熔、沸点： F2H2S、HF>HCl、NH3>PH3
二、微粒间作用力的破坏与形成
1．离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物电离阴、阳离子。
2．共价化合物的溶解或熔化过程
(1)溶解过程
(2)熔化
3．化学反应一定伴随化学键的变化，而化学键变化不一定发生化学反应。
现有以下物质：①O2；②金刚石；③NaBr；；⑤Na2CO3；⑥NH4Cl；；⑧Ne；⑨Na2O2；⑩NaOH。
(1)这些物质中，只含共价键的是________(填序号，下同)；只含离子键的是________；既含共价键又含离子键的是____________；不存在化学键的是________。
(2)属于共价化合物的是________(填序号，下同)；属于离子化合物的是__________。
(3)将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的____________________________，
写出电离方程式：___________________________________________________
_____________________________________________________________________；
NaHSO4熔融状态下电离，破坏了______，写出电离方程式：_____________________________________________________________________。
[解析] ①氧分子中氧原子间以非极性共价键结合；②金刚石中碳原子间以非极性共价键结合；③NaBr属于离子化合物，只含离子键；属于共价化合物，只含共价键；属于离子化合物，Na＋和间以离子键结合中C和O原子间以极性共价键结合；⑥NH4Cl属于离子化合物和Cl－间以离子键结合中N和H原子间以极性共价键结合；属于离子化合物，Na＋和间以离子键结合中含有共价键；⑧Ne属于稀有气体，不含化学键；属于离子化合物，含有离子键和非极性共价键；⑩NaOH属于离子化合物，含有离子键和极性共价键。
(1)根据上述分析，只含共价键的是①②④；只含离子键的是③；既含离子键又含共价键的是⑤⑥⑦⑨⑩；不存在化学键的是⑧。
(2)属于共价化合物的是④；属于离子化合物的是③⑤⑥⑦⑨⑩。
(3)NaHSO4是强酸的酸式盐，在水中电离出Na＋、H＋、，因此溶于水破坏的是离子键和(极性)共价键，电离方程式为；熔融状态下，电离方程式为NaHSO4(熔融，破坏的是离子键。
[答案] (1)①②④ ③ ⑤⑥⑦⑨⑩ ⑧
(2)④ ③⑤⑥⑦⑨⑩
(3)离子键和(极性)共价键 离子键 NaHSO4(熔融
1．下列各项中顺序正确且可以用分子间作用力大小解释的是( )
A．稳定性：HF>HCl>H2S
B．沸点：CF4C．酸性：HCl>CH3COOH>H2CO3
D．熔点：MgO>NaCl>KCl
B [A项中分子的稳定性、D项中离子化合物的熔点高低分别由共价键、离子键的强弱决定，因为要使HX分解或MgO、NaCl、KCl等离子化合物熔化，必须破坏HX分子中的共价键、离子化合物中的离子键；C项中的酸性与分子间作用力无关，只有B项中的沸点逐渐升高是分子间作用力逐渐增大(相对分子质量逐渐增大)的缘故。]
2．氢键是一种分子间作用力，普遍存在于N、O、F的原子与H原子之间，非金属性越强的原子与氢原子形成氢键越强。氢键可以表示为“A—H…B—”，其中A、B表示N、O、F原子，“—”表示共价键，“…”表示氢键，根据你所学习氢键的知识，请分析下列问题：
(1)在下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；则按氢键由强到弱的顺序是______(填序号)。
(2)H2O、H2S与H2Se的结构相似，则H2O、H2S与H2Se的沸点大小顺序为_____________________________________________________________________，
其判断依据为_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)非金属性越强的原子形成的氢键越强，所以三种氢键的强弱顺序为③>①>②。
(2)H2O在汽化时需要破坏氢键和分子间作用力，所以沸点最高；H2Se的相对分子质量大于H2S的相对分子质量，其对应的H2Se的分子间作用力大于H2S的分子间作用力，所以H2Se的沸点大于H2S的沸点。
[答案] (1)③>①>② (2)H2O>H2Se>H2S
H2O中存在氢键，H2Se的相对分子质量大于H2S的，故沸点：H2O>H2Se>H2S
1．HF分子非常稳定，原因是( )
A．分子间作用力很强 B．分子中含氢键
C．HF含离子键 D．氢氟化学键很强
[答案] D
2．CO2气体在一定条件下可与金属镁反应，干冰在一定条件下也可以变成CO2气体，这两个变化过程中需要克服的作用力分别是( )
A．化学键，化学键
B．化学键，分子间作用力
C．分子间作用力，化学键
D．分子间作用力，分子间作用力
B [CO2与金属镁反应是化学变化，反应过程中存在化学键的断裂和形成，故需要克服化学键，干冰变成CO2气体是状态之间的转化，仅需要克服分子间作用力。]
3．下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是( )
A．从饮料酒中闻到了醇香味
B．NaCl颗粒被粉碎
C．H2SO4溶于水得H2SO4溶液
D．NaOH受热熔化
C [闻到醇香味是因为醇的挥发，只是破坏了分子间作用力；NaCl颗粒被粉碎是物理变化；H2SO4溶于水后，电离出H＋和，共价键被破坏；NaOH受热熔化时，电离出Na＋和OH－，只破坏了离子键，而OH－中的共价键没被破坏。]
4．已知：N、P都属于ⅤA族的元素，NH3和PH3的分子结构相似，根据你所学的知识请回答下列问题：
(1)PH3分子中的P原子和H原子以________(填化学键的类型)结合。
(2)NH3分子和PH3分子比较，热稳定性好的是________， 你判断的理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)NH3和PH3在常温下都是气体，NH3比PH3的相对分子质量小，但固体NH3比固体PH3的熔、沸点高，原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)PH4Cl应与NH4Cl一样，都属于盐，在PH4Cl中存在的作用力有________。
[解析] (1)PH3分子中的P原子和H原子以共价键结合。
(2)若某物质受热不分解或很难分解，则该物质热稳定性好，对于NH3分子和PH3分子，因它们是同一主族元素N、P的氢化物，根据N、P的非金属性强弱得出，NH3分子的热稳定性强于PH3分子的热稳定性。
(3)物质的熔、沸点高低主要取决于物质在熔化和汽化时破坏的作用力大小，因NH3分子间存在氢键和分子间作用力，而PH3分子间只存在分子间作用力，所以固体NH3比固体PH3的熔、沸点高。
(4)PH4Cl应与NH4Cl一样，都属于盐，在PH4Cl中存在的作用力有离子键、共价键。
[答案] (1)共价键
(2)NH3 因N的非金属性比P的非金属性强，所以N的氢化物NH3分子比P的氢化物PH3分子稳定
(3)因NH3分子之间能形成氢键，所以NH3需要破坏氢键和分子间作用力，而PH3只需破坏分子间作用力
(4)离子键、共价键
能力课时培优练(6) 微粒间作用力及物质变化
(本试卷共50分)
一、选择题(共10小题，每小题3分，共30分)
1．下列叙述与分子间作用力无关的是( )
A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B．干冰易升华
C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
D．氯化钠的熔点较高
D [D选项中的NaCl是离子化合物，其熔点与分子间作用力无关。]
2．下列关于氢键的说法不正确的是( )
A．HF的沸点比HCl的沸点高，是由于HF分子间存在氢键
B．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键
C．NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
D．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
C [氢键是某些氢化物(NH3、H2O、HF)分子间存在的比分子间作用力稍强的相互作用，它的存在使氢化物的熔、沸点相对较高，因此HF的沸点高是由氢键所致，A正确；水在结冰时体积膨胀是由于水分子间以氢键互相连接，形成相对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀，B正确；NH3的稳定性取决于N—H键，而不是氢键，C错误；氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，D正确。]
3．下列说法正确的是( )
A．随着卤素原子X的电子层数的增加，卤化物CX4分子间作用力逐渐增大，所以卤化物CX4的熔、沸点也逐渐升高
B．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔、沸点比H2S高
D．在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定
A [分子构成的结构和组成相似的物质，其熔、沸点与相对分子质量有关，随着相对分子质量的增加，卤化物CX4分子间作用力逐渐增大，熔、沸点逐渐升高，A正确；冰融化时发生物理变化，不破坏化学键，B错误；水的熔、沸点比H2S高是因为水分子间存在氢键，C错误；物质的稳定性与化学键有关，与分子间作用力无关，D错误。]
4．下列物质与相应的作用方式组合正确的是( )
选项 A B C D
物质 干冰 氯化钠 氢氧化钠 氩气
作用 方式 分子间 作用力 离子键、 共价键 离子键、 共价键 共价键、分 子间作用力
C [干冰是固态的二氧化碳，属于共价化合物，二氧化碳分子内存在的是碳原子与氧原子之间的共价键，二氧化碳分子间是通过分子间作用力结合的，A项错误；氯化钠是由简单的Na＋和Cl－结合而成的离子化合物，只存在离子键，B项错误；氢氧化钠是由Na＋和OH－结合而成的离子化合物，所以存在离子键，而OH－中的氢原子和氧原子之间通过共价键结合，C项正确；氩气是稀有气体，属于单原子分子，不含共价键，分子与分子之间通过分子间作用力结合，D项错误。]
5．下列物质中化学键类型完全相同的是( )
A．H2S，Na2S B．NaBr，CaF2
C．NaCl，CO2 D．SO2，KI
B [A．H2S只含共价键，Na2S只含离子键，化学键类型不同；B．NaBr、CaF2只含离子键，化学键类型相同；C．NaCl只含离子键，CO2只含共价键，化学键类型不同；D．SO2只含共价键，KI只含离子键，化学键类型不同。]
6．下列说法中正确的是( )
A．CaO与水反应的过程中，有共价键的断裂和形成
B．H2O的热稳定性比H2S的强，是由于H2O的分子间作用力较大
C．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物
D．葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物
A [A项，CaO与H2O反应，有H2O中共价键的断裂和中共价键的形成，正确；B项，H2O的热稳定性比H2S的强是由于H—O键比H—S键牢固，与分子间作用力无关；C项，HCl属于共价化合物；D项，足球烯(C60)属于单质，不是共价化合物。]
7．下列说法错误的是( )
A．化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
B．NH3的稳定性比PH3强
C．Na2O2溶于水既破坏了离子键，也破坏了共价键
D．He、CO2和CH4都由分子构成，它们中都存在共价键
D [化学反应过程中旧键断裂、新键形成，这是化学反应的本质，A正确；元素非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，因非金属性：N＞P，所以NH3的稳定性比PH3的强，B正确；Na2O2溶于水会形成氢氧化钠和氧气，破坏的是钠离子和过氧根离子之间的离子键和过氧根离子内部的共价键，C正确；He为单原子分子，不存在化学键，D错误。]
8．某同学对“NaOH和NH4Cl都是离子化合物”有下列四点感悟，其中不正确的是( )
A．离子化合物中可能含有共价键
B．PH4F为离子化合物
C．离子化合物不一定含金属元素
D．NaOH与NH4Cl的混合固体在加热过程中只有离子键发生断裂
D [A项，NaOH为离子化合物，既含有离子键又含有共价键，正确；B项，PH4F类比于NH4Cl，可知其为离子化合物，正确；C项，NH4Cl是由非金属元素组成的离子化合物，正确；D项，NaOH与NH4Cl反应生成NaCl和中的共价键也发生断裂，错误。]
9．过氧化氢(H2O2)被称为绿色氧化剂，其分子结构如图所示。两个氢原子位于不重合的两个平面上，而两个氧原子位于两平面的交线上。下列有关说法正确的是( )
A．过氧化氢分子中含有H—H键、O—O键
B．过氧化氢分子中存在离子键和共价键
C．过氧化氢分子的电子式为
D．H2O2与H2O互为同位素
C [过氧化氢分子中含有H—O键、O—O键，没有H—H键，A错误；过氧化氢分子中存在共价键，不存在离子键，B错误；过氧化氢分子中只有共价键，其电子式为，C正确；H2O2与H2O是两种不同的分子，同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素，D错误。]
10．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子，Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍，W是原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是( )
A．最高价含氧酸酸性：X＞Y
B．X、Y、Z可形成离子化合物
C．W与M可形成离子化合物
D．M与W形成的化合物含共价键
C [首先结合题意判断出X、Y、Z、M、W五种元素，X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子，X和Z应该是C和O元素，则Y为N元素，Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的 8.5 倍，可推出M为H，W是原子半径最大的短周期元素，则为Na。最高价含氧酸酸性H2CO3二、非选择题(共2小题，共20分)
11．(15分)现有A、B、C、D 4种元素，前3种元素的离子都和氖原子具有相同的核外电子排布。A元素没有正化合价；B的氢化物分子式为H2B，0.2 mol的C单质能从酸中置换出(标准状况)。D的原子核中没有中子。
(1)根据以上条件，推断A、B、C、D的元素名称：
A__________，B__________，C_________________________________，
D__________。(4分)
(2)用电子式表示C与A、C与B、B与D相互结合成的化合物，指出其化合物的类型及化学键类型：(9分)
化合物 电子式 化合物类型 化学键类型
C＋A
C＋B
B＋D
(3)写出C与B所形成的化合物和D与B所形成的化合物反应的离子方程式：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
[解析] 题给信息中A、B、C的离子结构与氖原子的结构相同，说明A、B、C是第二周期的非金属元素或第三周期的金属元素；B的氢化物的分子式为H2B，说明B是氧元素；A是没有正化合价的元素，说明A很活泼且只能得电子，为活泼的非金属元素氟；C与酸反应能产生H2，说明C为金属元素且在第三周期，再由0.2 mol C可产生0.1 mol H2，说明此元素显＋1价，即为钠元素；D的原子核中没有中子，说明D为氢元素。
[答案] (1)氟 氧 钠 氢
(2)(从左到右，从上到下) 离子化合物 离子键 离子化合物 离子键(或 离子化合物 离子键和共价键) 共价化合物 共价键(或 共价化合物 共价键)
(3)Na2O＋H2O===2Na＋＋2OH－(或2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑)
12．(5分)a、b、c、d为四种短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：
微粒代号 a b c d
原子核数 单核 四核 五核 三核
所带电荷数 0 0 0 0
请回答下列问题：
(1)将单质a降温加压时气体会液化，再降温时液体会凝固，说明在液体和固体单质a分子之间存在________，b分子极易被液化，常用作制冷剂，请分析b分子易被液化的原因为__________________________________________。(2分)
(2)b、c分子在d中的溶解度相差非常大，其原因是_________________________ ______________________________________________________________。(1分)
(3)c分子的电子式为________。(2分)
[解析] 分别写出含有10个电子的微粒(五核指的是含有5个原子，有5个原子核)。
微粒代号 CH4 NH3 H2O HF Ne
原子核数 五核 四核 三核 二核 单核
所带电荷数 0 0 0 0 0
得出：a、b、c、d分别为Ne、NH3、CH4、H2O。
(1)在液体和固体单质Ne分子间存在分子间作用力；而NH3分子之间存在氢键，所以NH3分子易被液化。
(2)NH3分子极易溶于水而CH4分子几乎不溶于水，是因为NH3和H2O分子之间能形成氢键，使NH3易溶于水。
(3)c是CH4。
[答案] (1)分子间作用力 NH3分子之间能形成氢键
(2)NH3和H2O分子之间能形成氢键，使NH3易溶于水
(3)
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