第2章 第3节 2、分子间的作用力分子的手性-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修2(人教版2019)

重雕点手圆高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J 二、分子间的作用力分子的手性 01必备知识梳理一。 基础梳理 知识点1范德华力及其对物质性质的影响 1.范德华力的存在 回诊考策 范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使得许 范德华力的存在和应用 多物质都能以一定的凝聚态（固态或液态）存在 范德华力普遍存在于分 [说明]范德华力也是一种电性作用，包括分子中带电质子、 子之间，它使得许多物质在一 定条件下都能以一定的凝聚 电子间的相互吸引和相互排斥。 态（固态或液态）存在。 2.范德华力的强弱 在典型的离子化合物、金 范德华力是分子间的一种微弱的相互作用力，约比化学键的 属晶体，共价品体中不存在共 键能小1~2个数量级。如Ar、CO、HI、HBr、HCI分子间的范德 价分子：因而不存在分子间作 华力如下表： 用力 范德华力主要应用于比 分子 Ar cO HI HBr HCI 较或解释那些只需要克服范 范德华力/(k·mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 德华力而与氢键、化学键无关 CO、H-1、H-Br、HCI键的键能分别是351k·mol、 的变化，如比较不存在氢键的 299kJ·mol-1、366k·mol1、432kJ·mol1,可见范德华力很 分子的熔、沸点高低等。 弱，比化学键的键能小得多。 3.范德华力的特点 没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，分子总是尽 可能多地吸引其他分子。 4.影响范德华力的因素 回拓考点 (1)对于分子组成且结构相似的物质来说，相对分子质量越 范德华力影响物质的 大，范德华力越大。如相对分子质量：B>C2,因此，范德华力： 物理性质（如熔、沸点） Br2>Cl2 物质发生固体·液体一 (2)相对分子质量相近时，分子的极性越大，范德华力一般也 气体的三态转化过程，嫡值增 大，分子间的距离不断被拉 越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N。 大，这个过程中分子吸收外界 (3)对于相对分子质量相同、极性相似的分子，分子之间的接 能量，需克服范德华力。分子 触面积越大，范德华力越大。如范德华力：正丁烷>异丁烷。 间的范德华力越大，克服它需 5.范德华力对物质的物理性质的影响 要从外界吸收的能量就越多， (1)对物质熔、沸点的影响：一般来说，由分子构成的物质中 因此只有外界温度较高时，分 122 第二章分子结构与性质底0 范德华力越大，物质的熔、沸点越高。 子才能顺利克服范德华力，实 ①组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，分子 现固体→液体·气体的三态 间的范德华力逐渐增大，它们的熔、沸点逐渐升高（如图中的曲线 变化。因此，一般范德华力越 所示)。 大，物质的熔、沸点越高。 200 Lx沸点 150 100 Br: 熔点 50 0 5010040 -50 CIX 200250 -100 Br: 相对分子质# -150 -200 -250 F 沸点熔点 P200 CBr. 150 100 50 /200 CBr -50 1007 300400500 CCL -100 相对分子质量 -150 -200 -250 CF. ②分子组成相同但结构不同的物质（即互为同分异构体），分 目敲黑板 子对称性越好，范德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、沸点： 范德华力只影响物质的 新戊烷<异戊烷<正戊烷。 物理性质，而化学键主要彩响 ③一般来说，相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范 物质的化学性质。 德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、沸点：<CO (2)对物质溶解性的影响：液体的互溶以及固态、气态的非电 解质在液体中的溶解度都与范德华力有密切的关系。溶剂与溶 质的分子间作用力越大，溶质的溶解度越大。如CH,和HCI在 水中的溶解情况：由于CH:和HO分子间作用力较小，故CH 几乎不溶于水；而HCI和HO分子间作用力较大，故HC1极易 溶于水。 例口(2024·江西师大附中月考)下列相关性质的比较中正 确且可以由范德华力来解释的是()。 A.沸点：SiCl>SiF B.沸点：CHCH2BrC2HOH C.稳定性：HO>HS D.一OH上氢原子的活泼性：H—O一H>C2H一O一H 解析SiCl与SiF,分子结构相似，SiC1,的相对分子质量比 SiF,的大，SCL分子间的范德华力比SiF的强，所以SiCL,的沸 123 国雕食手细高中化学选择性必修2物质结构与性质) 点比SiF,的高，A符合题意：C2HBr的沸点比C2HOH的低是 由于CHOH分子间形成氢键而增大了分子间作用力，B不符合 题意：HO比HS稳定是由于HO键的键能比H一S键的键 能大，C不符合题意；HO分子中的O一H键比CHOH中的 O一H键更易断裂是由于一C2H的影响使O一H键的极性减 弱，D不符合题意。 答案A 知识点2氢键及其对物质性质的影响 1.氢键的形成 国诊考策打 氢原子与电负性很大（同时原子半径小）的氟、氧、氮原子形 氢键的形成与存在 成的共价键，电子对强烈地偏向氟、氧、氮原子，这样呈正电性的 (1)氢键的形成条件 氢原子就能与另一个分子中电负性很大的氟、氧、氮原子之间产 分子中含有氟、氧、氨原 生作用力，这种分子间的作用力就是氢键。氢键实质上也是一种 子和与之形成共价键的氢原 电性作用。 子，即含有H一FHOH一y 2.氢键的表示 三种强极性键是分子间（内） 氢键的表示 示例(HF、HO分子间的氢键} 形成氢键的必要条件 (2)分子内氢键的形成 (空间因素) 共价键氢键 X-H...Y- 当苯环上羟基邻位上有 X.Y为NOF, .F CHO、一C)H、一OH和 “一“表示共价键， “…”表示形成的氢键 NO时，(OH上的氢原子 F-H...F- 与邻位基团上的氧原子的距 离几乎相当于一个键长，原子 3.氢键的分类 间“就近吸引”，便可形成分子 氢键分为分子间氢键和分子内氢键。如图所示，邻羟基苯甲 内的氢健（形成“整合环”的特 醛分子内可形成氢键，在分子之间不存在氢键：对羟基苯甲醛只 殊结构)。如邻羟基苯甲酸： 能在分子间形成氢键而分子内不存在氢键。 0-日 H 人C门等；又如醋酸、硝 分子内氢键 酸的相对分子质量相近，但两 分子问氢键 H 种物质的熔，点和沸点相差较 大，其原因是CHC()OH分 邻羟基米甲降 别羟基米甲' 子间形成氢键： 4.氢键的饱和性和方向性 在“X一HY”所表示的氢键中，1个氢原子只能与1个Y原 CH-C-O-H0一C-CH. 子(O、N,F)结合，这就是氢键的饱和性。当Y原子与X一H形成 124 第二章分子结构与性质蓝组 氢键时，将尽可能使氢键与X一H键轴在同一方向，即X一H…Y 而HNO方分子内形成氢键： 中3个原子在同一直线上。这样，X与Y之间的距离最远，两原 子电子云之间的排斥力最小，所形成的氢键最强，体系更稳定，这 N一O,分子内氢键的形成使 就是氢键的方向性。 0…H 例如，1个HO分子与周围的4个HO分子形成氢键（饱和 分子间作用力减弱，物质的 性)，1个氧原子与4个氢原子构成四面体（方向性）。 熔、沸点降低 5.氢键的键能和键长 若(H与一N)、一CH) 氢键虽然称为“键”，但它不属于化学键而是一种分子间作用力， CO0OH处于苯环的对位，由 其键能一般不超过40kJ·mol,比共价键的键能小得多而比范 于OH上的氢原子与对位 德华力稍强。如冰中氢键(O一HO)的键能为18.8kJ·mol, 基团上的氧原子相距很远， 而O一H键的平均键能为463kJ·mol-1 “够不着”，所以不形成分子内 氢键的键长一般定义为X一H…Y的长度，显然它与X一H键 氢键，只形成分子间氢健。 (3)分子间氢键的存在 的键长和Y的原子半径有关。X一H键的键长越短、Y的原子半 氢键普遍存在于已经与 径越小，则氢键的键长越短。如键长：F一H…F<O一HO N,O、F原子形成共价键的氢 N—H…N。 原子和另外的NO,F原子之 6.氢键对物质性质的影响 间。如NH,HO、HF分子 (1)氢键的存在使分子间因氢键而发生缔合，形成缔合分子。 之间，CHOH与CHC(OOH 例如，相当多的HO分子、HF分子缔合而形成(HO)。分子、 分子之间，CHOH与HO (HF)。分子，从而对相对分子质量的测定产生影响：又如，接近水 分子之间，氨基酸分子之间 的沸点时，实验测定的水蒸气的相对分子质量比用化学式(HO) 等，HO2NH,等分子间也 计算出来的相对分子质量大一些。 存在氢键，DNA双螺旋的两 (2)氢键的存在增强了分子间作用力，引起物质的沸点反常。 个螺旋链是通过氢键相互结 合的。 如HO、HF、NH的沸点分别比相应的第三周期同族元素的氢 化物的沸点高出许多 孕拓考点 (3)氢键的存在引起密度的变化。水结冰时体积膨胀、密度 水的密度反常与氢键有关 减小是水的反常性质，这一性质可用氢键加以解释。 水分子间形成的氢键使 (4)氢键影响物质的溶解性。如果溶质与溶剂之间能形成氢 液态水具备了许多特殊的性 键，则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH极 质。一个水分子能将邻近的 易溶于水、C2HOH与水以任意比互溶，这与水分子和NH、 四个水分子吸引在自己周国， C2HOH分子间分别形成氢键密切相关。 形成一个四面体形结构。把 例②(2024·山西太原五中月考)下列关于氢键的说法，正 水冷却到4℃时，水的密度达 确的是()。 到了最大，再冷却下去，水分 子开始扩散。到0℃时，水凝 A.每个水分子内含有两个氢键，所以水的沸点高 固了，体积也增加了。此时的 B.含有一OH、一NH2、一COOH的分子间普遍存在氢键 水分子空间结构为“开口”的 C.“可燃冰”(CH·HO)中甲烷分子与水分子间形成了氢键 六角形，冰结构中有较大的 125 重避台手圆高中化学选择性必修2物质结构与性质尺) D.HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 “空隙”，使得冰的密度比水的 解析A项，水分子内只有H一O共价键，水分子间存在氢 密度小。 若冰的密度比水大，在严 键，错误；B项，一OH、一NH2、一COOH中的H原子均易与另外 冬季节时，冰沉入水底，表面 的O或N原子间形成氢键，正确：C项，CH分子与HO分子间 的水继续结冰，水生生物会丧 不能形成氢键，错误；D项，HF稳定是因为H一F键的键能大、键 失生存环境而死亡 长短，与氢键无关，错误。 通纠错练17 答案B 在冰中每个水分子被4个 易错点1判断或书写氢键时出错 水分子包国形成四面体，通过 (1)判断物质中存在的作用力时漏掉氢键。 氢键相互连接成庞大的分子 氢键的存在规律：氢键存在于①NH、H2O、HF分子之间： 品体—冰。其结构示意图 如图所示。回答下列问题： ②含一NH、一COOH、一CHO、一OH的分子之间（部分氢键存 在于分子内)：③含一NH、一COOH、一(OH的有机物与HO分子 之间：④HC方，B(OHD:等含一OH的离子之间；⑤NH·HO、 HO、HF2(含F…H一F)、(HO》m、(HF)m等由氢键形成的微粒中。 (2)误认为1个HF分子或1个HO分子只能形成1个氢键 1个HF分子最多与2个HF分子间形成氢键，1个HO分子 (1)1mol冰中有mol 最多与4个H2O分子间形成氢键。 氢键 (3)误认为不同分子间形成的氢键只有1种。 (2)用x、y、:分别表示 HO、HS、HSe的沸点（单 HF与HO间形成2种氢键：F…H一(O、(O…H一F 位为℃)，则x,y、的大小关 知识点3物质的溶解性一“相似相溶”规律 系为 ,判断 1.“相似相溶”规律 的依据是 非极性溶质一殷能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性 溶剂。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于CCL,因为蔗糖、氨、水都是 极性分子；而萘和碘易溶于CCL,难溶于水，因为萘、碘和CC1都 9记规律 是非极性分子。离子化合物可以看作是极性很强的极性溶质，很 分子结构的相似性 多易溶于水。 与“相似相溶” 2.影响溶解度的因素 “相似相溶”规律还适周 于分子结枸的相似性。例如， (1)内因 CHOH中的(OH与HO中 ①“相似相溶”规律还适用于分子结构相似的物质。如低级 的(OH相似，甲醇能与H(O互 羧酸（甲酸、乙酸等）可以与水以任意比例互溶，而高级脂肪酸（硬 溶，而CH CHCH-CH-CH OH 脂酸、软脂酸和油酸等)不溶于水。 中烃基较大，其OH与水分 ②如果溶剂分子和溶质分子之间存在氢键，则溶质在溶剂中 子中(O旧的相似性小得多， 的溶解度较大。如果溶质分子不能与水分子形成氢键，则在水中 因而戊醇在水中的溶解度明 126 第二童分子结构与性质蓝0 的溶解度较小。 显减小。在醇、醛、羧酸等有 ③化学反应—溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如 机化合物中，一OH、CHO 一CO)H等极性基团可溶于 SO与HO反应生成HSO,SO与HO反应生成HSO, 水，是亲水基团，而烃基 NH与HO反应生成NH3·HO。 (R一)、-X(卤素)、COO (2)外因 等不溶于水，是憎水基团，所 ①温度：一般来说，温度升高，固体物质的溶解度增大，气体 以一般低级醉、醛、羧酸可与 物质的溶解度减小。 水混溶或易溶于水，而随着碳 原子数目的增加，在水中的溶 ②压强：压强越大，气体的溶解度越大。 解度会变小，由易溶一微溶一 例B回答下列问题。 不溶，而烃、卤代烃、醚、酯类 (1)HO与CH CHOH可以以任意比互溶，除因为它们都 等均难溶于水。 是极性分子外，还因为 (2)OHC-CH=CH-CHO在水中的溶解度 (填 “大于"”或“小于”)CHCH=CH一CH。 解析](1)H2O与CH CH2OH都是极性分子，二者的分子结 构相似又能形成分子间氢键，所以H)与CHCH OH可以以任 意比互溶。(2)一C一H是极性基团、亲水基团，低级醛易溶于 水，而烃都难溶于水，所以OHC一CH一CH-CHO在水中的溶 解度大于2丁烯。 答案(1)H,O分子与CH,OH分子之间能形成氢键。 (2)大于 知识点4分子的手性 1.手性异构体 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右 同敲黑板 手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，这样的一对分子互 手性分子的成因和手性合成 (1)手性分子的成因 称手性异构体（或对映异构体）。有手性异构体的分子叫做手性 当4个不同的原子或基 分子。 团连接在同一个碳原子上时， 这个碳原子是不对称原子。 例如， @就是一对手性异构体。 这种分子和它“在镜中的像” 就不能重叠，因而表现为手 性.以CHCH一COOH和 再如，乳酸(a羟基丙酸，结构简式为CH CHOHCOOH)有 NH 两种手性异构体a和b(见下图)： CHCIBrl分子为例： 127 重雕手细高中化学 选择性必修2物质结构与性质) COOH COOH C0011 LIOOC HO H H OH IC CH, CH CH一CH一COOH手性分子 a 镜子 b NH 图中的实线表示位于纸平面上的键，虚线表示伸向纸平面后 ® ® 面的键，“'表示伸向纸平面前方的键。 ©① ①⊙ 2.手性碳原子 @ ① CHCIBrI手性分子 如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团互不相同，则该 (2)手性合成 R 生产手性药物必须把手 碳原子称为手性碳原子，用C表示。如R一C一R,R、R、R、 性异构体分离开，因为手性异 R 构体药物分子往往一种能治 病、没有毒副作用，而另一种 R互不相同。含有一个手性碳原子的有机物分子一定为手性 却有毒副作用。按照获得 分子 2001年诺贝尔化学奖的三位 3.手性分子的用途 科学家的合成方法，可以只得 到一种或者主要得到一种手 手性分子主要应用于生产手性药物和手性催化剂（手性催化 性分子，不得到或基本上不得 剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。 到它的手性异构体，这种独特 例④(2024·湖北宜昌一中月考)下列有机物分子中属于手 的合成方法就称为手性合成。 性分子的是()。 手性催化剂只催化或者主要 催化一种手性分子的合成。 ①乳酸[CHCH(OH)COOH] ②2丁醇 CH一CH ④丙三醇 OH A.只有① B.①和② C.①②③ D.①②③④ 解析各分子的结构简式如下： ①CH一CH-COOH,②CHCH-CHCH、 OH OH CH-CH、④HOHC-CH-CH2OH。 OH OH 可知①②③中存在一个手性碳原子（用·标记），而④中中间 的碳原子连有两个相同的CH2OH,不是手性碳原子。 答案C 128 第二章分子结构与性质么组 雨难拓展 重难点1范德华力、氢键与共价键的比较 国诊考策 范德华力 氢键 共价键 分子间作用力与共价键 由已经与电负性很强 (1)分析与分子间作用力 物质分子之间普遍存 的原子形成共价键的 相关的试题时，要把范德华力 原子间通过共用电子 概念 在的一种相互作用力， 氢原子与另一个分子 的大小由什么决定，又怎样影 又称分子间作用力 中电负性很强的原子 对所形成的相互作用 响物质的熔点、沸点、溶解性， 之间形成的作用力 氨键的形成条件（什么样的分 子形成分子内氢键、什么样的 分子内氢键、 极性键、 分类 分子间氢键 非极性键 分子形成分子间氢健)，怎样 表示氢键，怎样判断氨键的强 特征 无方向性、 有方向性、 有方向性 度，氢健怎样影响物质的熔 无饱和性 有饱和性 有饱和性 点、沸点、密度、溶解性等物理 性质的问题搞清楚，并作为解 作用 分子或原子 氢原子、电负性很强 题依据。 微粒 (稀有气体】 的F、ON原子 原子 (2)一定要清楚共价键的 强弱与分子间作用力的大小 强度 比较 共价键>氢键>范德华力 是不同的，要会区别“分子内” 与“分子问”的作用力及其对 相关性质的影响。 ①随着分子极性和相 对分子质量的增大而 (3)根据分子的空间结构 对A一H…B,A、B的 增大： 成键原子半径越小， 判断极性分子和非极性分子， ②组成和结构相似的 电负性越大，B原子 键长越短，键能越大， 的半径越小，作用力 根据“相似相溶”规律判断物 因 物质，相对分子质量 共价键越稳定 越大 质的溶解度。 越大，分子间作用力 越大 们拓考点7 分子内氢键与分子间氢键 对物质熔、沸点的影响 ①只影响物质的熔 沸点和溶解度等物理分子间氢键的存在使 分子内氢键的形成减弱 对 性质： 物质的熔、沸点升高， 了分子间的相互作用，而分子 ②组成和结构相似的在水中的溶解度增 ①影响分子的稳定性： 间氨键的形成则增大了分子 质 ②共价键的键能越大， 物质，相对分子质量越大，如熔、沸点：HO 分子的稳定性越强 间的相互作用。如邻羟基苯 大，物质的熔、沸点越>HS,HF>HCI, 甲醛的沸点低于对羟基苯甲 响 高，如F<Cl<B< NH >PH I:,CF<CCl<CBr 醛，对羟基苯甲酸的熔点比邻 羟基苯甲酸高，硝酸的熔、沸 例I第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等金属能形成配合 点比醋酸低。 物，单质铁、砷及它们的化合物广泛应用于超导材料等领域，请回 答下列问题： 129 国避食手细高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J (1)基态Fe+的核外电子排布式为 园记规律 (2)NH是一种很好的配体，NH3的沸点 (填“>”、 第二~五周期第MA、TA、VA、 “<”或“=”)AsH3。 NA族元素氢化物的沸点 第IA族：HF>HI> (3)N原子核外有 种不同运动状态的电子。基态N HBr>>HCl. 原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为 第MA族：HO>HTe≥ (4)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如 H-Se>H.S. 下，图中虚线表示的作用力为 第VA族：SbH>NH AsH>PH3。 第VA族：SnH>GeH H SHCH(没有反常). 160 75 50 25 (5)As的卤化物的熔点如下： 0 AsXs AsCla AsBra AsI -76 -1c0 熔点/K 256.8 304 413 5 表中卤化物熔点差异的原因是 [注意](1)标准状况下， 氟化氢不是气体（沸点：20℃）。 解析(1)铁是2S号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个 (2)虽然氢键O一H…(O 的键能小于F一H…F的键 电子变成亚铁离子，Fe+在基态时电子排布式为1s2s22p3s23p3d 能，但物质的量相等时，水中 或[Ar]3d。 氨键的数目更多，氢键总键能 (2)NH3分子间存在氢键，则NH的沸点高于AsH。 更大，故水的沸，点比氟化氢高。 (3)原子核外有几个电子，其电子就有几种不同运动状态，N (3)第VA族元素的简单 氢化物中，NH的沸点不是 原子含有7个电子，其电子有7种运动状态：基态N原子中，能量 最高的。BH、SbH:的相对 最高的电子是2p能级上的电子，p轨道是哑铃形」 分子质量大，其分子间的范 (4)通过题图知，图中虚线表示的作用力有：铜离子和水分子 德华力比NH分子间的氢键 之间的配位键：氢原子和另一水分子中氧原子之间的氢键：外层 更强。 水分子与硫酸根离子中氧原子之间的氨键。 罔敲黑板 解分子结构与物质的性质 答案(1)1s22s22p3s23p3d(或[Ar]3d)。 “原因解释”型题目的思维过程 (2)>。 (3)7:哑铃形。 淀取解释的 注质 联系与该性网-解等图 祠兴的国拿 (4)氢键、配位键。 够点沐点、 急键、范德平 分析关 (5)对于组成和结构相似的物质，相对分子质量逐渐增大，范 溶解度竿 力、和对分子 键因肃 质量、共价梁 强府、分子极 的彩响 德华力逐渐增强，熔点逐渐升高。 性筝 130 第二章分子结构与性质么国9 ]02一关键能动提升-。 题型1范德华力对物质性质的影响 除外)、卤代物、NA族元素的气态氢化物 例①(2024·北师大附中单元检测)有下 RH等。例如，①HCL、HBr、HI,②CF 列两组命题，B组命题正确且能用A组命题解 CCL、CBr、CL4,③CH、SiH、GeH、SnH 释的是( ）。 等三组物质的熔、沸点均逐渐升高；又如，烷 A组 B组 烃、烯烃、饱和一元醇、醛、骏酸等各类有机 I,H一I键的键能大于H一C】 物的同系物，随分子中碳原子数目的增加，相 键的键能 a.HI比HCI稳定 Ⅱ，H一I键的键能小于H一Cb.HCI比HI稳定 对分子质量增大，分子间作用力增强，物质的 键的键能 c.HI的沸点比HCI 熔、沸点升高。 Ⅲ，HI分子间的范德华力大于 的沸点高 (3)组成和结构不相似的分子，不能简单 HCI分子间的范德华力 dHI的沸点比HCI N,HI分子间的范德华力小于 的沸点低 地根据相对分子质量的大小来判断其熔、沸 HCI分子间的范德华力 点的高低 ①1一a;②Ⅱ—b;③Ⅲ—c:④V一d. ◆跟踪练1(2024·山东临沂三中单元检 A.①③ B.②③ 测)下列变化或事实与范德华力无关的是 C.①④ D.②④ ( ). 解析键能的大小影响物质的热稳定性。 A.CO,气体加压或降温时变成干冰 键能越大，物质越稳定。由于HC1键的键能 B.碘溶于四氣化碳 大于H一I键的键能，因此HCI比HI稳定。 C.CS的沸点高于N2 范德华力影响物质熔、沸点的高低，范德华力 D.食盐熔化 越大，物质的熔、沸，点越高。由于HⅡ分子间的 题型2氢键对物质性质的影响 范德华力大于HC分子间的范德华力，因此 例2(2024·湖北武汉二中月考)水分子 HI的沸点比HCI的沸点高。 间由于氢键的作用而彼此结合形成(HO)m。 答案B 在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变 名师女的 形的四面体(HO)5,由无限个这样的变形四面 理解分子间作用力 体通过氢键相互连成一个庞大的分子晶 (1)在离子化合物、金属晶体，共价晶体史 体 冰，其结构如图所示。试回答下列问题： 不存在共价分子，因而不存在分子间作用力。 (2)用相对分子质量来比较物质的熔、 沸点高低时，应注意“组成和结构相似的分 子”这一条件和范围。最常见的例子是X (卤素单质)、A、MA、VA族元素的氢化 gg8 o068 物（第二周期元素的氢化物HF、HO、NH (1)下列叙述中正确的是 (填序号)。 131参考答案与提示收 5.(1)2s22p3:10。(2)相似：有：有。 二、分子间的作用力分子的手性 [(1)N是7号元素，原子核外最外层有5个电子，基态 【必备知识梳理】 原子最外层电子排布式为22p:氮离子(-)核外有 [纠错练1](1)2。(2)x>z>y:水中存在氢键，其沸 点最高，M,(HSe)>M,(HS),故HSe的分子间作用 10个电子，每个电子的运动状态都不相同，故有10种 力大于HS,其沸点高于HS 运动状态不同的电子。(2)NH分子与PH分子的中 [(1)由冰的结构示意图可知，每个水分子与周围4个 心原子均采取sp杂化且孤电子对数均为1，结构相似： 水分子形成氢键，而每个氢键为两个水分子共有，所以 P一H为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键： 1mol冰中含有氢键的物质的量为2mol。(2)HO、 PH的空间结构为三角锥形，正电中心与负电中心不 HS,HSe三种物质中H:O分子间能形成氢键，其沸 重合，为极性分子。] 点最高，HS的相对分子质量比HS的大，其沸点比 HS的高，故沸点：HO>HSe>HS。] C培优突破练 【关键能力提升】 1.(1)C0。 (2)3：1。 (3)sp:极性。 [跟踪练]D[A项，分子间存在范德华力，由分子构 (4)3d4s:2。(5)V形：<。 成的物质三态间的变化与范德华力有关：B项，1分子 间存在范德华力，所以碘溶于四氯化碳破坏了范德华 [由题给信息推知，X,Y,Z、M、R分别代表C,O,C1、 力：C项，两者由分子构成，沸点的高低与范德华力有 Cr、Sn元素。(2)XYZ是CC,分子中所有原子均 关：D项，食盐是离子化合物，熔化时破坏离子键，与范 0 德华力无关] 满足8电子结构，其结构式为 ,故分子中：键 [跟踪练2]B 原因 结果 与π键的数目比为3：1。(3)由O的氢化物的空间结 论 NH的熔，沸点 NH分子间存在氢键 构可知，该氢化物是HO,O原子形成2个σ键，且含 ⊙ 比PH的高 2个孤电子对，则O原子的杂化方式是sp:该分子的 醇分子中羟基越多，形成的 丙三醇的黏度大 氢键越多，醇的黏度越大 于乙醇的黏度 有关 负电中心在2个O原子连线中点，正电中心在2个 H原子连线中点，正、负电荷中心不重合，故HO,是 在液态水中，通常是儿个 冰的体积比等质 H(O分子通过氢键结合 极性分子。(4)基态Cr原子的核外电子排布式为 而冰中H:O分子大范围地 量的液态水的大， 密度比液态水的 [Ar]3d4s,则价电子排布式为3d4s。CrO中Cr的 以氢键结合，使冰的结构中 小 有许多空隙 化合价为十6，而过氧键中O显一1价，根据各元素化 尿素分子间形成的氢键比尿素的熔，沸点比 合价代数和为0推知，过氧键的数目为2。(5)RZ是 醋酸分子间形成的氢健多 醋酸的高 SmCL,中心原子5n的价层电子对数为2+(4-2× 邻羟基苯甲酸形成分子内 前者的熔、沸点低 氧键，对羟基某甲酸形成分 1)=3,含1个孤电子对，则VSEPR模型为平面三角 于后者 子间氢键 形，略去1个孤电子对可知，SCl,的空间结构是V形。 键能：H-F>HC>H 稳定性：HF>Hd 由于孤电子对与成键电子对之问排斥力大于成键电子 Br>H-I >HBr>HI 对与成键电子对之间的排斥力，则C一S一C的键角 [跟踪练3](1)C。 小于120°.] (2)①易溶：易溶：难溶：难溶。②难溶：难溶：易溶：易 23 重雅点手册高中化学选择性必修2物质结构与性质J 溶。根据“相似相溶”规律判断，极性溶质一般易溶于 多，熔、沸点越高，C错误：氢键中3个原子不一定在 极性溶剂，非极性溶质一般易溶于非极性溶剂。 条直线上，如邻羟基苯甲醛形成的分子内氢键中3个原 [(1)HX(X为卤素原子)、HO均为极性分子，1、CH 子不在一条直线上，D错误.] 均为非极性分子，CC1、汽油均为非极性溶剂。根据 5.(1)d。 (2)非极性。(3)①③：直线形：CS。 “相似相溶”规律可知A、BD正确：NaCI为离子化合 (4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸 物，易溶于水，不溶于有机溶剂，故C不正确。(2)分析 都能与H(O形成分子间氢键。 题给物质和溶剂的极性可知，蔗糖，磷酸、水均是极性 [(1)NH极易溶于水主要是因为NH,分子与HO分 分子，而碘、茶，四氯化碳均是非极性分子。] 子之间形成氢键，另外NH和HO都是极性分子.NH [跟踪练4]D[等物质的量的a和Br发生加成反应， 和H:O)能够发生化学反应也是影响NH的水溶性的 若为12加成，则有2种产物，若为1,4加成，则有 因素，a、b、e不符合题意：NH易液化是因为NH分 1种产物，所以最多可得到3种产物。] 子之间易形成氢键，使NH:的熔，沸点升高，与其水 【学业质量测评】 溶性无关，d符合题意。(2)CCL、CS是非极性溶剂， A基础过关练 根据“相似相溶”规律可知，C)C是非极性分子。 1.B[HO为共价化合物，A错误：邻羟基苯甲醛分子 (3)苯、CHOH,HCHO,(CS,CCL分子中碳原子的杂 内氢键应在醛基中氧原子与羟基中氢原子之间形成， 化方式分别是sp、sp、sp、sp、sp。CS与CO的空 C一H与O一H之间不可能形成氢键，C错误：S)中 间结构类似，都是直线形。结构相似，相对分子质量越 心原子硫原子的杂化方式为sp,故VSEPR模型应为 大，范德华力越大，熔、沸点越高，故CS的熔点高于 平面三角形，D错误。] CO的熔点。] 2.A[A项中有3个手性碳原子，B项中有2个手性碳 B综合提能练 原子，C项中有1个手性碳原子，D项中有1个手性碳 1.B[从氢键的成键原理上讲，A、B都成立：但从事实上 原子] 讲，依据NH·HO一NH时十(OH可知B正确.] 3.C[含氢元素的化合物中不一定存在氢键，例如CH 2.B[通常离子的浓度越高，溶液的导电能力越强，在没 分子间不存在氢键，A错误：氢键属于分子间作用力， 有指明酸的浓度的情况下，强酸溶液的导电能力不一 不属于化学键，B错误：N元素的电负性较大，可以形 定比弱酸溶液的导电能力强，B错误。] 成氢键，DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现 3.D冰中水分子排列有序，含有的氢键数目增多，使体 的，C正确：冰中每一个水分子中的1个氧原子可以和 积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上，是氢键的原 其他2个水分子形成氢键，2个氢原子可以分别和其他 因，故①正确：氢键属于分子间的作用力，不属于化学 水分子形成氢键，所以一个水分子最多可以形成4个 键，故②错误：HF存在分子间氢键，沸点最高，HC1 分子间氢键，D错误。] HB如、HI都不存在分子间氢键，其沸点的高低取决于 4.A[HF分子间存在氢键，故卤化氢中其沸点最高， 范德华力的大小，相对分子质量越大，范德华力越强， A正确：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，对羟基苯甲 则沸点越高，所以沸点：HC<HB<H<HF,故③错 醛能形成分子间氢键，故邻羟基苯甲醛的沸点比对羟 误：乙醇可以和水形成氢键，则乙醇能与水以任意比 基苯甲醛的低，B错误：1个H2O分子最多能形成4个 例互溶，故④正确：分子的稳定性由共价键的强弱决 氢键，而1个HF分子最多能形成2个氢键，氢键越 定，故⑤错误。故选D,] 24 参考答案与提示》收组 4D[1和Ⅱ分子中都只含有1个手性碳原子，都是极 结构为正四面体，空间结构模型中S和4个O原子是平 性分子，分子中都含有极性键和非极性键，二者互为手 面结构，D错误，] 性异构体，性质不完全相同。] 2.D[由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定 5.(1)与共价键有关，键能逐渐减小。 (2)与范德华力有关，范德华力逐渐增强。 结构可知，分子的结构式为 ,A正确： (3)与范德华力有关，范德华力逐渐诚弱。 由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构 (4)与氢键有关，邻硝基苯酚形成分子内氢键，对硝基 c C 苯酚形成分子间氢键。 可知，分子的结构式为 ,则双聚氯化 [决定物质的稳定性的因素通常是化学键的强弱，而决 c C 定物质熔、沸点高低的因素通常是分子间作用力的大 铝分子为结构对称的非极性分子，B正确：由化学方程 小等.] 式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位 C培优突破练 键，配位能力大于氯原子，C正确：溴元素的电负性小于 1.(1)③。(2)H0分子间可形成氢键 氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝 (3)CH6:HO:大于。(4)SiC1>CCl>CH. 氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化 [由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元 铝更易与氨气反应，D错误。] 素周期表中最小，且A与B在不同周期可得a=1,b 3.D[由题意可推知，X为H,Y为C,Z为O,W为S。同 c=2,即A为H元素，B为C元素，C为O元素：由D 主族从上而下，原子半径增大，故原子半径：W>乙，A错 与B同主族，且D为短周期元素，得D为Si元素：由E 误：第一电离能：Z>Y,B错误：HO存在分子间氢键， 在C的下一周期，且E为同一周期电负性最大的元素 HS不存在分子间氢键，故沸点：HO>HS,C错误： 可知E为C元素。(1)①②③④分别为CO、CH、 CO:为直线形分子，键角为180°，S)为V形分子，分子 HO,CC,其中HO为极性分子，其他均为非极性 键角小于180°，D正确.] 分子。(2)C的简单氢化物为HO,HO分子间可形 4.D[NH的结构式为 ,含有极性共价 成氢键，使其沸点比下一周期同主族元素的筒单氢化 H H 物(HS)的沸点高。(3)B,A两种元素组成的常见溶 键和非极性共价键，A错误：C中中心原子C的价 剂为苯，C,A两种元素组成的常见溶剂为水：SiC1为 非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA、BE、 层电子对数为3十4+2,3X2-3,空间结构为平面正 2 DE分别为CH,CCL,SC1,三者结构相似，相对分子 三角形，B错误：同周期从左向右，第一电离能呈增大 质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点 趋势，但第ⅡA族>第ⅢA族，第VA族>第IA族， 从高到低的顺序为SiCL>CCL>CH。] 因此三种元素的第一电离能大小顺序是N>O>C, C错误：肼和乙烯均属于分子品体，按照形成氢键的条 单元学能测评 件，肼分子间存在氢键，乙烯分子间不存在氢键，因此 L.C[聚丙烯的链节为一C什一CH一，A错误：3p轨道 肼的沸点大于乙烯，D正确] CH 5.BNH的熔、沸点高于PH是因为NH中存在分 中每个原子轨道上都有1个电子，B错误：S的空间 子间氢键，而CH的分子间没有氢键，相对分子质量 25