高中化学物质沸点高低的比较及其应用.docx

物质沸点高低是由构成物质质点间作用力大小决定的。物质质点间作用力包括分子间作用力和各种化学键。以下从两大方面谈几点比较物质沸点高低的方法。一. 从分子间作用力大小比较物质沸点高低1. 据碳原子数判断对于有机同系物来说，因结构相似，碳原子数越多，分子越大，范德瓦尔斯力就越大，沸点也就越高。如： ；2. 根据支链数目判断在有机同分异构体中，支链越多，分子就越近于球形，分子间接触面积就越小，沸点就越低。如：正戊烷异戊烷新戊烷。3. 根据取代基的位置判断例如，二甲苯有三种同分异构体：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。我们可以这样理解，把这些分子看作一个球体，这三种分子的体积依次增大，分子间的距离也增大，因而分子间作用力减小，熔沸点就降低。因此它们的沸点依次降低。4. 根据相对分子质量判断对于一些结构相似的物质，因此相对分子质量大小与分子大小成正比，故相对分子质量越大，分子间作用力就越大，沸点就越高。如：。5. 据分子极性判断对于分子大小与相对分子质量大小都相近的共价化合物来说，分子极性越大，分子间作用力就越大，沸点就越高。如：CON 2 。6. 根据氢键判断因为氢键范德瓦尔斯力，所以由氢键构成的物质沸点高于由范德瓦尔斯力构成的物质。如：乙醇氯乙烷；HFHIHBrHCl。一般情况下，HF、H 2 O、NH 3 等分子间存在氢键。二. 从化学键的强弱比较物质沸点高低对于原子晶体、离子晶体和分子晶体来说，构成这些晶体的化学键强弱，不仅能帮助判断物质熔点、硬度大小，还能用来判断物质沸点高低。1. 根据晶体类型判断一般来说，不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为：原子晶体离子晶体分子晶体，而金属晶体的溶沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同，其熔沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合，一般熔沸点最高；离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合，一般熔沸点较高；分子晶体分子间靠范德瓦尔斯力结合，一般熔沸点较低；金属晶体中金属键的键能有大有小，因而金属晶体熔沸点有高有低。如：金刚石食盐干冰。2. 根据微粒半径判断（1）对于金属晶体和原子晶体来说，当晶体类型相同时，物质沸点高低可由质点微粒半径大小来判断。即：质点半径越小，质点间键长就越短，键就越难断裂，晶体的沸点就越高。如：金属晶体类： ，故沸点 。同理可得碱金属从 沸点逐渐降低。原子晶体类： ，故沸点 。（2）对于离子晶体，其沸点高低与晶格能大小基本上成正比。为了便于学生接受，我们可从库仑定律： 进行解释。即阴阳离子所带电荷越多，离子键就越强，沸点就越高；离子核间距离越大，离子键越弱，物质沸点越低。如： 。3. 根据物质状态判断即物质沸点高低按常温下的状态：固体液体气体。如： 。物质的沸点在化学学习中也有重要的应用，以下从六个方面谈物质沸点在化学中的应用。（1）理解物质的物理性质应用物质的沸点可以判断物质在常温（25时）下的状态，判断气体被液化的难易及液态物质的挥发性大小等。物质的沸点相对较高者，则该物质较易被液化。如SO 2 （沸点10）、NH 3 （33.35）、Cl 2 （34.5）被液化由易到难的顺序是SO 2 、NH 3 、Cl 2 。物质的沸点越低，则越容易挥发（气化），如液溴（58.78）、苯（80.1）易挥发、浓硫酸（338）难挥发等。（2）推测物质的晶体类型分子晶体是由较小的分子间作用力而形成，故熔沸点较低；离子晶体是由离子间较强的离子键而形成，故熔沸点一般较高；原子晶体是由原子间较强的共价键而形成，故熔沸点很高。如白磷的熔点是44.1、沸点是280可推测是分子晶体；NaCl的熔点是801、沸点是1413可推测是离子晶体；晶体硅的熔点是1410、沸点是2355可推测是原子晶体等。（3）根据物质的沸点不同对混合物进行分离如工业上所用的氮气，通常是利用氮气的沸点（195.8）比氧气的沸点（183）低而控制温度对液态空气加以分离制得；石油工业利用石油中各组分的沸点不同，通过控制加热的温度来分离各组分；酿酒工业利用酒精的沸点（78）比水的沸点（100）低而采用蒸馏的方法分离酒精和水等。（4）应用物质的沸点不同，通过控制反应温度来控制化学反应的方向高沸点的酸制备低沸点的酸。如用高沸点的H 2 SO 4 制备低沸点的HCl、HF、HNO 3 等；用高沸点的H 3 PO 4 制备低沸点的HBr、HI等。控制反应温度使一些特殊反应得以发生。如： ，已知钠的混点（882.9）高于钾的沸点（774），故可以通过控制温度使钾呈气态，钠呈液态，应用化学平衡移动原理，反应时不断将钾的蒸气脱离反应体系，则平衡向右移动，反应得以发生。选择合适的物质做传热介质来控制加热的温度。如果需要100以下的温度，可选择水浴加热；如果需要100200的温度，可选择油浴加热。（5）解释某些化学现象如为什么有些液体混合时只能将其中一种液体滴入另一种液体中，而不能反向滴加？这是因为这些液体混合时，会放出大量的热，为防止少量低沸点液体因沸腾而飞溅，应将高沸点的液体滴入低沸点的液体中并不断搅拌。如浓硫酸的稀释，应将浓硫酸慢慢加入水中，并不断搅拌；制乙烯时，应将浓硫酸慢慢滴入乙醇中，并不断搅拌；制硝基苯时，应将浓硫酸慢慢滴入浓硝酸中，并不断搅拌。又如工业上利用电解法冶炼Mg时，为什么不选择MgO为原料而是选择MgCl 2 为原料？这是因为MgO的熔点太高（2800），能耗大，而MgCl 2 的熔点低（712），能耗小。又如工业上用Al 2 O 3 为原料通过电解法冶炼Al时，为什么要加入冰晶石？这是因为Al 2 O 3 的熔点高（2045），而加入冰晶石后可以使Al 2 O 3 在1000左右溶解在冰晶石中。（6）判断有机物分子结构特点利用前面所述的比较物质沸点高低的方法来判断。