2.4 分子间作用力（同步讲义）化学鲁科版选择性必修2

本讲义聚焦“分子间作用力”核心知识点，系统梳理范德华力（取向力、诱导力、色散力）的成因及对熔沸点、溶解度的影响，进而深入讲解氢键的形成条件（X-H…Y，X、Y为N、O、F）、类型（分子间、分子内）、特点（方向性、饱和性）及性质影响，通过比较三种作用力构建完整知识支架。 该资料以“知识点-即学即练-方法构建-分层测评”螺旋设计为特色，结合邻羟基与对羟基苯甲酸熔沸点比较等实例培养科学思维，即学即练与变式训练落实科学探究与实践，分层习题兼顾基础与拓展，课中助力教师突破重难点，课后帮助学生查漏补缺，深化物质结构决定性质的化学观念。

教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第4节 分子间作用力 教习目标 1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2.了解氢键的形成条件、类型和特点。 3.能辨识能形成氢键的物质，了解氢键对物质性质的影响。 重点和难点 重点:氢键的形成条件、类型和特点。 难点:氢键对物质性质的影响。 ◆知识点一 范德华力与物质性质 1.分子间作用力 （1）概念：分子之间存在的多种 统称为分子间作用力。分子间作用力比化学键弱得多。 （2）分类：最常见的分子间作用力是 和 。 2.范德华力 3.范德华力的成因 （1）极性分子相互靠近时，分子间主要存在 力，分子极性越强， 力越大。 （2）非极性分子与极性分子靠近时，分子间主要存在 力。 （3）非极性分子相互靠近时，正、负电荷重心瞬间不重合，主要存在 力。分子越大，分子内的电子越多，分子越容易变形， 力就越大。 注意：除了极性特别强的极性分子间的范德华力以取向力为主外，其他分子之间的范德华力往往以色散力为主。 4.范德华力对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①一般来说，分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力 ，物质的熔、沸点就 。如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②一般来说，分子组成相似且相对分子质量相近的物质，分子极性越大，范德华力越强，其熔、沸点就越高。如熔、沸点：CO>N2。 ③在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就 。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 （2）对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大， 就 。例如在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度大，就是因为O2与水分子之间的范德华力比N2与水分子之间的范德华力大。 即学即练 1.下列叙述与范德华力无关的是 （　　） A.气体物质加压或降温时能变成液态或固态 B.熔、沸点高低：CH3CH3<CH3（CH2）2CH3 C.干冰易升华，SO2固体不易升华 D.氯化钠的熔点较高 2.现有下列两组命题，②组命题正确，且能用①组命题正确解释的是 （　　） 选项 ①组 ②组 A H—I键的键能大于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定 B H—I键的键能小于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定 C HI分子间的范德华力大于HCl的 HI的沸点比HCl的高 D HI分子间的范德华力小于HCl的 HI的沸点比HCl的低 ◆知识点二 氢键与物质性质 1.氢键 概念 当氢原子与电负性大的原子X（N、O、F等）以共价键结合时， 原子与另一个电负性大的原子Y（N、O、F等）之间的作用力 表示 方式 ①通常用 表示氢键，其中X—H表示氢原子和X原子以 相结合； ②氢键的键长一般定义为X—H…Y的长度，氢键的作用能是指X—H…Y分解为 和 所需要的能量 形成 条件 X、Y原子所属元素具有较大的 和较小的 ，如 ，或者说，氢原子位于X原子和Y原子之间且X原子和Y原子具有强烈吸引电子的作用 作用能 比范德华力的作用能大一些，比化学键的键能小得多 类型 分子间氢键和 特征 氢键具有一定的 性和 性 2.氢键对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显 ，如H2O、HF的沸点分别比ⅥA、ⅦA族其他元素的氢化物的沸点 出许多。 ②同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点高，如熔、沸点：邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸。 （2）对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度 。如由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 （3）对水密度的影响 氢键的存在使水的密度比冰的密度 。氢键有饱和性、方向性。水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子间通过有方向性和饱和性的氢键相互结合成晶体，使水分子间的间距增大，有很多空隙，比较松散，而液态水中只有小部分水分子间以氢键结合成为（H2O）n。 即学即练 1.下列与氢键有关的说法错误的是 （　　） A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D.邻羟基苯甲醛（）的熔、沸点比对羟基苯甲醛（）的熔、沸点低 2.下列实验事实与氢键有关的是 （　　） A.乙醇可与水以任意比互溶 B.H2O的热稳定性比H2S强 C.HF能与SiO2反应生成SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中 D.NH3能与HCl反应 3.试用有关知识解释下列现象： （1）乙醚（C2H5OC2H5）的相对分子质量远大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多，原因：　　　。  （2）从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3，常采用加压使NH3液化的方法：　　　。  （3）水在常温下，其组成的化学式可用（H2O）m表示，原因：　　　 　　。  一、氢键辨析 1、氢键的存在 ①含H—O、N—H、H—F键的物质。 ②有机化合物中的醇类和羧酸等物质。 2、氢键的类型 氢键既可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部的原子团之间。如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键，对羟基苯甲醛存在分子间氢键(如图)。 3、氢键对物质性质的影响 ①对物质熔、沸点的影响 a.分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，因为要使液体汽化，必须破坏大部分分子间的氢键，这需要较多的能量；要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间的氢键。 b.分子内氢键的形成使物质的熔点、沸点降低，如邻羟基苯甲醛的熔点、沸点比对羟基苯甲醛的熔点、沸点低。 ②对溶解度的影响 在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以形成氢键，则溶质的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比例互溶。 ③对水的密度的影响 绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度，但是在0 ℃附近的水的密度却是液态的大于固态的。 实践应用 1.下列物质的性质与氢键无关的是 (　　) A.冰的密度比液态水的密度小 B.NH3易液化 C.NH3分子比PH3分子稳定 D.相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高 2.下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是 (　　) A.NH3 B. C.H2S D.C2H5OH 二、范德华力、氢键及共价键的比较 类型 范德华力 氢键 共价键 特征 无方向性，无饱和性 有方向性，有饱和性 有方向性，有饱和性 强度 共价键>氢键>范德华力 影响强度 的因素 ①随着分子极性的增大而增大； ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于X—H…Y，X、Y的电负性越大、X、Y原子的半径越小，氢键越强 成键原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质； ②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，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，在水中的溶解性：NH3>PH3； ②分子内氢键的存在，使物质的熔、沸点降低，如熔、沸点： > 影响分子的热稳定性：共价键的键能越大，分子的热稳定性越强 　　　 实践应用 1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是 (　　) A.范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素 B.范德华力与物质的性质没有必然的联系 C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质 D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 2.在常温、常压下卤素单质(从F2到I2)的聚集状态依次为气态、气态、液态、固态的原因(　　) A.原子间的化学键的键能逐渐减小 B.范德华力逐渐增大 C.原子半径逐渐增大 D.氧化性逐渐减弱 3.下列有关范德华力的强弱对比正确的是 (　　) A.CH4＞CH3CH3 B.CH3CH2CH2CH2CH3＞ C.SO2＜CO2 D. 4.在“HI(s)→HI(g)→H2和I2”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 B.范德华力、共价键 C.共价键、离子键 D.共价键、共价键 考点一 范德华力与物质的性质 【例1】　下列关于范德华力的叙述正确的是 （　　） A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 【变式1-1】下列物质的变化，破坏的主要是范德华力的是 （　　） A.碘单质的升华 B.NaCl溶于水 C.将水加热变为气态 D.NH4Cl受热分解 【变式1-2】下列有关物质性质判断正确且可以用范德华力来解释的是 （　　） A.沸点：HBr>HCl B.沸点：CH3CH2Br<C2H5OH C.稳定性：HF>HCl D.—OH上氢原子的活泼性：H—O—H>C2H5—O—H 【变式1-3】下列物质同时含有共价键、离子键和范德华力中两种作用力的组合是 （　　） ①Na2O2　②SiO2　③金刚石　④NaCl　⑤白磷 A.①②④ B.①⑤ C.②④⑤ D.④⑤ 考点二 氢键与物质的性质 【例2】下列关于氢键X—H…Y的说法错误的是 （　　） A.X、Y元素具有很大的电负性，是氢键形成的基本条件 B.氢键是共价键的一种 C.某些物质因分子之间存在氢键，导致沸点反常升高 D.同一分子内也可能形成氢键 【变式2-1】下列每组物质都能形成分子间氢键的是 （　　） A.HClO4和H2SO4 B.CH3COOH和H2Se C.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HI 【变式2-2】下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是 （　　） A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>①>②>④ D.①>④>③>② 【变式2-3】下列物质的性质或数据与氢键无关的是 （　　） A.氨极易溶于水 B.邻羟基苯甲酸（）的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸（）的熔点为213 ℃ C.H2O的沸点高于H2S D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多 基础达标 1.下列叙述与范德华力无关的是 (　　) A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B.熔、沸点高低：CH3CH3＜CH3(CH2)2CH3 C.干冰易升华，SO2固体不易升华 D.氯化钠的熔点较高 2.下列现象与氢键无关的有 (　　) ①HF的熔、沸点比同族其他元素氢化物的高 ②CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ③水分子比硫化氢分子稳定 ④小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 3.下列几种氢键①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。按氢键从强到弱的顺序正确的是 (　　) A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>①>②>④ D.①>④>③>② 4.下列说法不正确的是 (　　) A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与范德华力强弱有关 B.H2O的熔、沸点高于H2S的熔、沸点是因为H2O分子间存在氢键 C.甲烷分子与水分子间可形成氢键 D.白酒中，乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键 5.下列关于范德华力的叙述中，不正确的是 (　　) A.范德华力的实质是一种电性作用，范德华力是一种化学键 B.范德华力普遍存在于分子间，它使许多物质能以一定的凝聚态存在 C.范德华力与物质的熔、沸点有关，与物质的稳定性无关 D.范德华力没有饱和性与方向性 6.下列各组内每种物质都能形成分子间氢键的是 (　　) A.HClO4和H2SO4 B.CH3COOH和H2Se C.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HI 7.下列变化或事实与范德华力无关的是 (　　) A.CO2气体加压或降温时变成干冰 B.碘溶于四氯化碳 C.CS2的沸点高于N2 D.食盐熔化 8.下列有关范德华力的叙述中正确的是 (　　) A.范德华力存在于所有微粒之间 B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C.相对分子质量Mr(I2)＞Mr(Br2)，所以范德华力作用能I2＞Br2，I2比Br2稳定 D.范德华力比较弱，范德华力作用能越大，物质的熔点和沸点越高 9.下列说法正确的是 (　　) A.在“石蜡→液态石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是范德华力、共价键、共价键 B.某物质固态时不导电但在熔融状态下能导电，则该物质中一定含有离子键 C.干冰溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力 D.H2O分子之间的作用力大于H2S，故前者比后者稳定 综合应用 10.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是 （　　） A.由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B.由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水 C.由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI D.由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构 11.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 (　　) A.CH3OH为极性分子 B.N2H4空间结构为平面形 C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 12.下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是 （　　） A.液溴和苯分别受热变为气体 B.干冰和氯化铵分别受热变为气体 C.二氧化硅和铁分别受热熔化 D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中 13.如图中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA族中的某一族元素简单氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 (　　) A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4 14.氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是 (　　) 15.下列说法中错误的是 (　　) A.H2O、NH3、HF的沸点高于同族其他非金属气态氢化物的沸点是由于它们分子间存在氢键 B. H2O的沸点比HF的高，与氢键有关 C.氨气极易溶于水，重要的原因之一是由于氨分子与水分子之间能形成氢键 D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多 16.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构如图所示，维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 (　　) A.氢键、共价键 B.离子键、氢键、共价键 C.离子键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力 17.若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是 (　　) A.氢键、分子间作用力、非极性键 B.氢键、氢键、极性键 C.氢键、极性键、分子间作用力 D.分子间作用力、氢键、非极性键 18.下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是 (　　) 选项 Ⅰ组 Ⅱ组 A 相对分子质量：HCl＞HF 沸点：HCl高于HF B 键能：H—O＞H—S键 沸点：H2O高于H2S C 分子间作用力：H2O＞H2S 稳定性：H2O强于H2S D 相对分子质量：HI＞HCl 沸点：HI高于HCl 19.已知各种硝基苯酚的性质如下表： 名称 结构式 溶解度(g/100 g 水，25 ℃) 熔点/℃ 沸点/℃ 邻硝 基苯酚 0.2 45 100 间硝基苯酚 1.4 96 194 对硝基苯酚 1.7 114 295 下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是 (　　) A.邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点低于另两种硝基苯酚 B.间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键 C.对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高 D.三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键，所以在水中溶解度小 20.关于CH3OH、N2H4和（CH3）2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 （　　） A.CH3OH为极性分子 B.N2H4空间结构为平面形 C.N2H4的沸点高于（CH3）2NNH2 D.CH3OH和（CH3）2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 21.我国建成全球首套千吨级液态太阳能燃料合成示范装置，其原理如图所示。下列说法正确的是 （　　） A.CO2中σ键和π键个数比是1∶1 B.反应Ⅰ和Ⅱ中均存在极性键的断裂和形成 C.CH3OH和CO2中碳原子的杂化方式相同 D.CH3OH沸点比水低，说明CH3OH分子间不存在氢键 22.如图所示为元素周期表短周期的一部分，其中D的原子核电荷数是B的2倍。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是 (　　) A B C D E A.固态的AB2升华时只需克服范德华力 B.C的氢化物分子间能形成氢键而E的氢化物分子间不能形成氢键是因为C—H键更短 C.D的单质在过量的B2中燃烧的产物为DB3 D.A与E形成的化合物分子AE4是极性分子 23.下列现象与氢键有关的是 (　　) ①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素的简单氢化物高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③水分子高温下也很稳定 ④苯酚、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 24.（1）CH3OH(甲醇)的熔、沸点比与其相对分子质量接近的CH3CH3(乙烷)的熔、沸点高很多，其主要原因是__________________。 （2）C的最高价含氧酸根离子与Na＋、K＋、NH形成的酸式盐溶解度都小于其正盐的溶解度，原因是HCO粒子之间以_______(填作用力)形成长链，减小了HCO与水分子之间的作用导致溶解度减小。 25.（11分）（1）邻苯二甲酸酐（）和邻苯二甲酰亚胺（）都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是　　　 　　　　。  （2）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。 元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为　　　　，其沸点比NH3的　　　　（填“高”或“低”），其判断理由是　　　　　　　　。  （3）H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是　　　 　　　　。  26.（1）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka=1.1×10-10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）　　　　（填“>”或“<”）Ka（苯酚），其原因是　　　　 　　　　。  （2）CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是　　　　；氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称：　　　　　　　　。  （3）下图中曲线表示卤素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是　　　　（填字母）。  （4）O的氢化物（H2O）在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度，其原因是　　　　。  （5）化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是　　　　。  拓展培优 27.氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。 （1）H2O中的O—H键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为____>_____>_____。 （2） 的沸点高于，其原因是_________________。 （3）N、P、As都属于第ⅤA族元素，形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为_________(填分子式，下同)>_______>_______。 （4）如图1表示某种含氮有机化合物的结构简式，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填字母)。 a.CF4 b.CH4 c.NH d.H2O 28.回答下列问题。 （1）H、C、O的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称____。 （2）用氢键表示式写出HF溶液中存在的所有氢键________。 （3）动物摄入三聚氰胺()和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过_____作用结合，在肾脏内易形成结石。 （4）BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R： 晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填字母)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力 29.回答下列问题。 （1）硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分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_____。 （2）①乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是________。 ②H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因它们是极性分子外，还因为__________， 乙醇在H2O中的溶解度大于在H2S中的，其原因是_______。 （3）关于化合物，下列叙述正确的有_______(填字母)。 a.分子间可形成氢键 b.分子中既有极性键又有非极性键 c.分子中含有7个σ键和1个π键 d.该分子在水中的溶解度大于CH3CH===CHCH3 （4）已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_____(填“>”或“<”)Ka(苯酚)，其原因是_____。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第4节 分子间作用力 教习目标 1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2.了解氢键的形成条件、类型和特点。 3.能辨识能形成氢键的物质，了解氢键对物质性质的影响。 重点和难点 重点:氢键的形成条件、类型和特点。 难点:氢键对物质性质的影响。 ◆知识点一 范德华力与物质性质 1.分子间作用力 （1）概念：分子之间存在的多种相互作用统称为分子间作用力。分子间作用力比化学键弱得多。 （2）分类：最常见的分子间作用力是范德华力和氢键。 2.范德华力 3.范德华力的成因 （1）极性分子相互靠近时，分子间主要存在取向力，分子极性越强，取向力越大。 （2）非极性分子与极性分子靠近时，分子间主要存在诱导力。 （3）非极性分子相互靠近时，正、负电荷重心瞬间不重合，主要存在色散力。分子越大，分子内的电子越多，分子越容易变形，色散力就越大。 注意：除了极性特别强的极性分子间的范德华力以取向力为主外，其他分子之间的范德华力往往以色散力为主。 4.范德华力对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①一般来说，分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质的熔、沸点就越高。如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②一般来说，分子组成相似且相对分子质量相近的物质，分子极性越大，范德华力越强，其熔、沸点就越高。如熔、沸点：CO>N2。 ③在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 （2）对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度就越大。例如在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度大，就是因为O2与水分子之间的范德华力比N2与水分子之间的范德华力大。 即学即练 1.下列叙述与范德华力无关的是 （　　） A.气体物质加压或降温时能变成液态或固态 B.熔、沸点高低：CH3CH3<CH3（CH2）2CH3 C.干冰易升华，SO2固体不易升华 D.氯化钠的熔点较高 【答案】D 【解析】 2.现有下列两组命题，②组命题正确，且能用①组命题正确解释的是 （　　） 选项 ①组 ②组 A H—I键的键能大于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定 B H—I键的键能小于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定 C HI分子间的范德华力大于HCl的 HI的沸点比HCl的高 D HI分子间的范德华力小于HCl的 HI的沸点比HCl的低 【答案】C 【解析】HCl比HI稳定，是由于H—Cl键的键能大于H—I键的键能，故A、B错误；HI的沸点比HCl的高，是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量，HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，故C正确、D错误。 ◆知识点二 氢键与物质性质 1.氢键 概念 当氢原子与电负性大的原子X（N、O、F等）以共价键结合时，氢原子与另一个电负性大的原子Y（N、O、F等）之间的作用力 表示 方式 ①通常用X—H…Y表示氢键，其中X—H表示氢原子和X原子以共价键相结合； ②氢键的键长一般定义为X—H…Y的长度，氢键的作用能是指X—H…Y分解为X—H和Y所需要的能量 形成 条件 X、Y原子所属元素具有较大的电负性和较小的原子半径，如N、O、F，或者说，氢原子位于X原子和Y原子之间且X原子和Y原子具有强烈吸引电子的作用 作用能 比范德华力的作用能大一些，比化学键的键能小得多 类型 分子间氢键和分子内氢键 特征 氢键具有一定的饱和性和方向性 2.氢键对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显高，如H2O、HF的沸点分别比ⅥA、ⅦA族其他元素的氢化物的沸点高出许多。 ②同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点高，如熔、沸点：邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸。 （2）对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。如由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 （3）对水密度的影响 氢键的存在使水的密度比冰的密度大。氢键有饱和性、方向性。水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子间通过有方向性和饱和性的氢键相互结合成晶体，使水分子间的间距增大，有很多空隙，比较松散，而液态水中只有小部分水分子间以氢键结合成为（H2O）n。 即学即练 1.下列与氢键有关的说法错误的是 （　　） A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D.邻羟基苯甲醛（）的熔、沸点比对羟基苯甲醛（）的熔、沸点低 【答案】B 【解析】氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键，A正确；氢键具有一定的方向性，但不是一定在一条直线上，如，B错误；HF分子间存在氢键F—H…F，使氟化氢分子间作用力增大，所以氟化氢的沸点较高，C正确；邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，D正确。 2.下列实验事实与氢键有关的是 （　　） A.乙醇可与水以任意比互溶 B.H2O的热稳定性比H2S强 C.HF能与SiO2反应生成SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中 D.NH3能与HCl反应 【答案】A 【解析】A选项中乙醇易溶于水是由于乙醇与水分子间可以形成O—H…O，从而增大了溶解度；B选项中由于H—O键的键长比H—S键的键长短，键能大，故H2O分子更稳定；D选项是NH3的化学性质。 3.试用有关知识解释下列现象： （1）乙醚（C2H5OC2H5）的相对分子质量远大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多，原因：　　　。  （2）从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3，常采用加压使NH3液化的方法：　　　。  （3）水在常温下，其组成的化学式可用（H2O）m表示，原因：　　　 　　。  【解析】（1）乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力，故乙醇的沸点比乙醚高很多 （2）NH3分子间可以形成氢键，而N2、H2分子间的范德华力很小，故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离　（3）常温下，液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团，而不是以单个分子形式存在，所以用（H2O）m表示。 一、氢键辨析 1、氢键的存在 ①含H—O、N—H、H—F键的物质。 ②有机化合物中的醇类和羧酸等物质。 2、氢键的类型 氢键既可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部的原子团之间。如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键，对羟基苯甲醛存在分子间氢键(如图)。 3、氢键对物质性质的影响 ①对物质熔、沸点的影响 a.分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，因为要使液体汽化，必须破坏大部分分子间的氢键，这需要较多的能量；要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间的氢键。 b.分子内氢键的形成使物质的熔点、沸点降低，如邻羟基苯甲醛的熔点、沸点比对羟基苯甲醛的熔点、沸点低。 ②对溶解度的影响 在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以形成氢键，则溶质的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比例互溶。 ③对水的密度的影响 绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度，但是在0 ℃附近的水的密度却是液态的大于固态的。 实践应用 1.下列物质的性质与氢键无关的是 (　　) A.冰的密度比液态水的密度小 B.NH3易液化 C.NH3分子比PH3分子稳定 D.相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高 【答案】C 【解析】冰由于氢键的作用，使水分子的排列更加有序，水结成冰，体积会膨胀，故冰的密度比水的密度小；NH3分子间存在氢键，H2O分子间存在氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点较高；NH3比PH3稳定，原因是N—H键的键能比P—H键的键能大。 2.下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是 (　　) A.NH3 B. C.H2S D.C2H5OH 【答案】B 【解析】通常能形成氢键的分子中含有：N—H键、H—O键或H—F键。NH3、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B项中的O—H键与另一分子中或—O—H中的O可在分子间形成氢键，同一分子的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。 二、范德华力、氢键及共价键的比较 类型 范德华力 氢键 共价键 特征 无方向性，无饱和性 有方向性，有饱和性 有方向性，有饱和性 强度 共价键>氢键>范德华力 影响强度 的因素 ①随着分子极性的增大而增大； ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于X—H…Y，X、Y的电负性越大、X、Y原子的半径越小，氢键越强 成键原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质； ②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，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，在水中的溶解性：NH3>PH3； ②分子内氢键的存在，使物质的熔、沸点降低，如熔、沸点： > 影响分子的热稳定性：共价键的键能越大，分子的热稳定性越强 　　　 实践应用 1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是 (　　) A.范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素 B.范德华力与物质的性质没有必然的联系 C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质 D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 【答案】D 【解析】范德华力不能影响物质的化学性质，仅能影响由分子构成的物质的部分物理性质，如熔、沸点及溶解性，并且不是唯一的影响因素。氢键也影响物质的物理性质。 2.在常温、常压下卤素单质(从F2到I2)的聚集状态依次为气态、气态、液态、固态的原因(　　) A.原子间的化学键的键能逐渐减小 B.范德华力逐渐增大 C.原子半径逐渐增大 D.氧化性逐渐减弱 【答案】　B 【解析】卤素单质的组成、结构相似，从F2到I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，对应物质的熔、沸点逐渐升高，聚集状态的变化为气态→气态→液态→固态。 3.下列有关范德华力的强弱对比正确的是 (　　) A.CH4＞CH3CH3 B.CH3CH2CH2CH2CH3＞ C.SO2＜CO2 D. 【答案】B 【解析】CH4和CH3CH3的结构类似，前者的相对分子质量小于后者，故前者的范德华力小于后者；CH3CH2CH2CH2CH3与是同分异构体，相对分子质量相同，后者的支链比前者多，前者的分子之间的接触面积大于后者，范德华力也是前者大于后者；SO2的相对分子质量大于CO2，且SO2是极性分子，而CO2是非极性分子，故SO2分子间的范德华力大于CO2；的极性小于，且两者相对分子质量相同，故的分子间的范德华力大于。 4.在“HI(s)→HI(g)→H2和I2”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 B.范德华力、共价键 C.共价键、离子键 D.共价键、共价键 【答案】B 【解析】碘化氢由分子构成，由固态转化为气态时，需要克服范德华力，碘化氢气体受热分解为氢气和碘时，需要破坏的是氢碘间的共价键，答案选B。 考点一 范德华力与物质的性质 【例1】　下列关于范德华力的叙述正确的是 （　　） A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 【答案】　B 【解析】范德华力是分子与分子之间的一种相互作用，其实质与化学键类似，也是一种电性作用，但两者的区别是作用力的强弱不同。化学键是强烈的相互作用（键能一般为100~600 kJ·mol-1），范德华力作用能一般只有2~20 kJ·mol-1，故范德华力不是化学键；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量；范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间也难产生相互作用。 【变式1-1】下列物质的变化，破坏的主要是范德华力的是 （　　） A.碘单质的升华 B.NaCl溶于水 C.将水加热变为气态 D.NH4Cl受热分解 【答案】A 【解析】　碘的升华，只是状态发生了变化，破坏的是范德华力，没有破坏化学键；NaCl溶于水，会破坏离子键；水由液态变为气态，破坏的是氢键和范德华力；NH4Cl受热分解，破坏的是共价键和离子键。 【变式1-2】下列有关物质性质判断正确且可以用范德华力来解释的是 （　　） A.沸点：HBr>HCl B.沸点：CH3CH2Br<C2H5OH C.稳定性：HF>HCl D.—OH上氢原子的活泼性：H—O—H>C2H5—O—H 【答案】　A 【解析】HBr与HCl结构相似，HBr的相对分子质量比HCl大，HBr分子间的范德华力比HCl大，所以其沸点比HCl高；C2H5Br的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间的作用力；HF比HCl稳定是由于H—F键的键能比H—Cl键的键能大；H2O分子中—OH的氢原子比C2H5OH中—OH的氢原子更活泼是由于—C2H5是推电子基团，使O—H极性减弱。 【变式1-3】下列物质同时含有共价键、离子键和范德华力中两种作用力的组合是 （　　） ①Na2O2　②SiO2　③金刚石　④NaCl　⑤白磷 A.①②④ B.①⑤ C.②④⑤ D.④⑤ 【答案】B 【解析】①Na2O2中含共价键和离子键；②SiO2中只含共价键；③金刚石中只含共价键；④NaCl中只含离子键；⑤白磷的分子式为P4，分子内磷原子之间是共价键，P4分子之间是范德华力。 考点二 氢键与物质的性质 【例2】下列关于氢键X—H…Y的说法错误的是 （　　） A.X、Y元素具有很大的电负性，是氢键形成的基本条件 B.氢键是共价键的一种 C.某些物质因分子之间存在氢键，导致沸点反常升高 D.同一分子内也可能形成氢键 【答案】B 【解析】氢键不属于化学键，B错误；氢键能影响物质的性质，增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高，C正确；氢键分为分子间氢键和分子内氢键（如硝酸），所以同一分子内也可能形成氢键，D正确。 【变式2-1】下列每组物质都能形成分子间氢键的是 （　　） A.HClO4和H2SO4 B.CH3COOH和H2Se C.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HI 【答案】A 【解析】B项，Se的非金属性较弱，H2Se不能形成分子间氢键，错误；C项，NaOH是离子化合物，不能形成分子间氢键，错误；D项，HI中碘元素的非金属性较弱，不能形成分子间氢键，错误。 【变式2-2】下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是 （　　） A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>①>②>④ D.①>④>③>② 【答案】A 【解析】氢键可以表示为X—H…Y，氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，氢键越强；氢键的强弱还与X和Y的原子半径大小有关，原子半径越小，氢键越强。F、O、N中，F的电负性最大，半径最小，所以F—H…F最强，O—H…O次之，O—H…N又次之，N—H…N最弱。 【变式2-3】下列物质的性质或数据与氢键无关的是 （　　） A.氨极易溶于水 B.邻羟基苯甲酸（）的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸（）的熔点为213 ℃ C.H2O的沸点高于H2S D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多 【答案】D 【解析】　NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的键能大，与氢键无关。 基础达标 1.下列叙述与范德华力无关的是 (　　) A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B.熔、沸点高低：CH3CH3＜CH3(CH2)2CH3 C.干冰易升华，SO2固体不易升华 D.氯化钠的熔点较高 【答案】D 【解析】气体物质加压或降温时能凝结或凝固是因为气体分子之间存在范德华力，A不符题意；结构相似的共价分子，相对分子质量越大，范德华力越大，因此熔、沸点高低：CH3CH3＜CH3(CH2)2CH3，B不符题意；干冰是固态的二氧化碳，二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，极性越强范德华力越强，因此干冰易升华，SO2固体不易升华，C不符题意；氯化钠是离子化合物，不存在范德华力，氯化钠的熔点较高是离子键较强，与范德华力无关，D符合题意。 2.下列现象与氢键无关的有 (　　) ①HF的熔、沸点比同族其他元素氢化物的高 ②CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ③水分子比硫化氢分子稳定 ④小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 【答案】A 【解析】①HF能形成分子间氢键，HF的熔、沸点比同族其他元素氢化物的高；②CH3CH2OH能形成分子间氢键，CH3OCH3不能，CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3；③氧元素非金属性比硫元素强，O－H键能大于S－H键能，水分子比硫化氢分子稳定；④醇中羟基和羧酸中羧基能和溶剂水分子形成分子间氢键，增大溶解度，小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶；⑤邻羟基苯甲酸可形成分子内氢键熔沸点偏低，对羟基苯甲酸可形成分子间氢键，熔沸点偏高，故邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低；所以，五项中与氢键无关的只有③，1项。 3.下列几种氢键①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。按氢键从强到弱的顺序正确的是 (　　) A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>①>②>④ D.①>④>③>② 【答案】　A 【解析】氢键可以表示为X—H…Y，氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，氢键越强；氢键的强弱还与X和Y的半径大小有关，X和Y的半径越小，Y越能接近H—X键，形成的氢键也越强。F、O、N中，F的电负性最大，半径最小，所以F—H…F是最强的氢键，O—H…O次之，O—H…N又次之，N—H…N最弱。 4.下列说法不正确的是 (　　) A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与范德华力强弱有关 B.H2O的熔、沸点高于H2S的熔、沸点是因为H2O分子间存在氢键 C.甲烷分子与水分子间可形成氢键 D.白酒中，乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键 【答案】C 【解析】HCl、HBr、HI的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，A项正确；由于O原子的电负性大、半径小，所以H2O分子之间存在氢键，冰融化和水汽化都需要克服氢键，所以氢键的存在使H2O的熔、沸点比H2S的高，B项正确；氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的H原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力，由于甲烷分子中C原子的电负性较小，所以甲烷分子和水分子间不能形成氢键，C项错误；乙醇分子和水分子间存在氢键和范德华力，D项正确。 5.下列关于范德华力的叙述中，不正确的是 (　　) A.范德华力的实质是一种电性作用，范德华力是一种化学键 B.范德华力普遍存在于分子间，它使许多物质能以一定的凝聚态存在 C.范德华力与物质的熔、沸点有关，与物质的稳定性无关 D.范德华力没有饱和性与方向性 【答案】A 【解析】范德华力实质是电性作用，作用能通常比化学键的键能小得多，A项错误。范德华力普遍存在于分子间，使许多物质能以液态、固态存在，B项正确。范德华力越大，物质的熔、沸点越高；而物质的稳定性与化学键有关，C项正确。范德华力的特征为没有饱和性、方向性，D项正确。 6.下列各组内每种物质都能形成分子间氢键的是 (　　) A.HClO4和H2SO4 B.CH3COOH和H2Se C.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HI 【答案】A 【解析】HClO4和H2SO4可形成分子间氢键，A正确；Se的电负性较弱，H2Se不能形成分子间氢键，B错误；NaOH是离子化合物，不能形成分子间氢键，C错误；HI中碘元素电负性较弱，不能形成分子间氢键，D项错误。 7.下列变化或事实与范德华力无关的是 (　　) A.CO2气体加压或降温时变成干冰 B.碘溶于四氯化碳 C.CS2的沸点高于N2 D.食盐熔化 【答案】　D 【解析】A项，分子间存在范德华力，由分子构成的物质三态间的变化与范德华力有关。B项，I2分子间存在范德华力，所以碘溶于四氯化碳破坏了范德华力。C项，由分子构成的物质沸点的高低与范德华力有关。D项，NaCl是离子化合物，熔化时破坏离子键，与范德华力无关。 8.下列有关范德华力的叙述中正确的是 (　　) A.范德华力存在于所有微粒之间 B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C.相对分子质量Mr(I2)＞Mr(Br2)，所以范德华力作用能I2＞Br2，I2比Br2稳定 D.范德华力比较弱，范德华力作用能越大，物质的熔点和沸点越高 【答案】　D 【解析】　范德华力实质是一种分子之间的电性作用，A项错误；范德华力只是影响由分子构成的物质的某些物理性质(如熔、沸点以及溶解度等)的因素之一，B项错误；组成和结构相似的分子组成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，但分子的稳定性与范德华力无关，由于键能I—I＜Br—Br，所以稳定性Br2＞I2，C项错误。 9.下列说法正确的是 (　　) A.在“石蜡→液态石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是范德华力、共价键、共价键 B.某物质固态时不导电但在熔融状态下能导电，则该物质中一定含有离子键 C.干冰溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力 D.H2O分子之间的作用力大于H2S，故前者比后者稳定 【答案】　B 【解析】 “石蜡→液态石蜡→石蜡蒸气”属于物质的三态变化，属于物理变化，破坏了范德华力，“石蜡蒸气→裂化气”发生了化学变化，破坏了共价键，所以在“石蜡→液态石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是范德华力、范德华力、共价键，A错误；固态不导电，则固体中没有自由移动的离子或自由移动的电子，不是金属，熔融时能导电，说明其可以电离出自由移动的离子，其构成微粒一定为离子，则一定为离子化合物，B正确；二氧化碳与水反应生成碳酸，发生了化学变化，共价键被破坏，C错误；稳定性与化学键有关，即水分子稳定是因H—O键键能大，而与分子间作用力无关，D错误。 综合应用 10.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是 （　　） A.由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B.由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水 C.由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI D.由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构 【答案】　C 【解析】冰中水分子排列有序，氢键数目比液态水多，空隙大、体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上，A项正确；乙醇与水分子间存在氢键，增大了乙醇在水中的溶解度，B项正确；卤素的氢化物中只有HF分子间存在氢键，故沸点：HF>HI>HBr>HCl，C项错误；蛋白质分子中可能会形成氢键，氢键具有方向性和饱和性，所以氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构，D项正确。 11.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 (　　) A.CH3OH为极性分子 B.N2H4空间结构为平面形 C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 【答案】B 【解析】甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点较N2H4的低，C正确；CH3OH为四面体结构，—OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的结构简式为，两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3，D正确；故选B。 12.下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是 （　　） A.液溴和苯分别受热变为气体 B.干冰和氯化铵分别受热变为气体 C.二氧化硅和铁分别受热熔化 D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中 【答案】　A 【解析】A项，均克服分子间作用力；B项，前者克服分子间作用力，后者克服离子键和共价键；C项，前者克服共价键，后者克服金属键；D项，前者克服离子键，后者克服分子间作用力。 13.如图中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA族中的某一族元素简单氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 (　　) A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4 【答案】D 【解析】在ⅣA～ⅦA族元素的简单氢化物中，NH3、H2O、HF因分子间存在氢键，沸点高于同主族相邻元素的简单氢化物的沸点，只有ⅣA族元素简单氢化物不存在反常现象，所以a点代表的应是SiH4。 14.氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是 (　　) 【答案】　B 【解析】NH3溶于水后形成NH3·H2O，NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH＋OH－，可知其结构中含有铵根离子和氢氧根离子的基本结构，故NH3·H2O的合理结构是B选项。 15.下列说法中错误的是 (　　) A.H2O、NH3、HF的沸点高于同族其他非金属气态氢化物的沸点是由于它们分子间存在氢键 B. H2O的沸点比HF的高，与氢键有关 C.氨气极易溶于水，重要的原因之一是由于氨分子与水分子之间能形成氢键 D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多 【答案】　D 【解析】因氟化氢分子之间存在氢键，所以HF是卤化氢中沸点最高的；NH3·H2O中NH3与H2O之间存在氢键，C正确；在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键，故D错。 16.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构如图所示，维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 (　　) A.氢键、共价键 B.离子键、氢键、共价键 C.离子键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力 【答案】D 【解析】维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有离子键、氢键、范德华力，D项正确。 17.若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是 (　　) A.氢键、分子间作用力、非极性键 B.氢键、氢键、极性键 C.氢键、极性键、分子间作用力 D.分子间作用力、氢键、非极性键 【答案】　B 【解析】固态的水与液态的水分子间的作用力种类相同，均为氢键和范德华力，区别在于氢键的数目，故由固态水→液态水破坏氢键，同样，由液态水变成水蒸气时，破坏的也是氢键，而由H2O(气)→H2(气)＋O2(气)时破坏的是极性键，故选B。 18.下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是 (　　) 选项 Ⅰ组 Ⅱ组 A 相对分子质量：HCl＞HF 沸点：HCl高于HF B 键能：H—O＞H—S键 沸点：H2O高于H2S C 分子间作用力：H2O＞H2S 稳定性：H2O强于H2S D 相对分子质量：HI＞HCl 沸点：HI高于HCl 【答案】　D 【解析】由于相对分子质量：HCl＞HF，所以范德华力：HCl＞HF，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Ⅱ不正确；由于原子半径：O＜S，键长H—O＜H—S，所以键能：H—O＞H—S键，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点H2O高于H2S，B中命题Ⅰ不能解释命题Ⅱ；由于相对分子质量：H2S＞H2O，所以范德华力：H2S＞H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O＞H2S，由于键能H—O＞H—S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Ⅰ不能解释命题Ⅱ；由于相对分子质量：HI＞HCl，所以范德华力：HI＞HCl，沸点：HI高于HCl，命题Ⅰ能解释命题Ⅱ。 19.已知各种硝基苯酚的性质如下表： 名称 结构式 溶解度(g/100 g 水，25 ℃) 熔点/℃ 沸点/℃ 邻硝 基苯酚 0.2 45 100 间硝基苯酚 1.4 96 194 对硝基苯酚 1.7 114 295 下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是 (　　) A.邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点低于另两种硝基苯酚 B.间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键 C.对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高 D.三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键，所以在水中溶解度小 【答案】D 【解析】邻硝基苯酚形成分子内氢键，间硝基苯酚、对硝基苯酚主要形成分子间氢键，分子间氢键的形成使其熔、沸点升高，A、C项正确；三种硝基苯酚都可以与水分子形成氢键，B项正确，D项不正确。 20.关于CH3OH、N2H4和（CH3）2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 （　　） A.CH3OH为极性分子 B.N2H4空间结构为平面形 C.N2H4的沸点高于（CH3）2NNH2 D.CH3OH和（CH3）2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 【答案】　B 【解析】　甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3，空间结构不是平面形，B错误；N2H4分子间形成氢键的数目多，而偏二甲肼［（CH3）2NNH2］只有一端可以形成氢键，其沸点较N2H4的低，C正确；CH3OH和（CH3）2NNH2中C、O、N杂化方式均为sp3，D正确。 21.我国建成全球首套千吨级液态太阳能燃料合成示范装置，其原理如图所示。下列说法正确的是 （　　） A.CO2中σ键和π键个数比是1∶1 B.反应Ⅰ和Ⅱ中均存在极性键的断裂和形成 C.CH3OH和CO2中碳原子的杂化方式相同 D.CH3OH沸点比水低，说明CH3OH分子间不存在氢键 【答案】　A 【解析】　CO2的结构式为OCO，所以CO2中 σ 键和 π 键个数比是2∶2=1∶1，A正确；反应Ⅰ为水在太阳能光伏发电作用下分解产生氢气和氧气，没有极性键的形成，B错误；CH3OH中碳原子的杂化方式为sp3，CO2中碳原子的杂化方式为sp，两种杂化方式不同，C错误；CH3OH 沸点比水低，说明氢键个数少、强度小，不能说明 CH3OH 分子间不存在氢键，D错误。 22.如图所示为元素周期表短周期的一部分，其中D的原子核电荷数是B的2倍。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是 (　　) A B C D E A.固态的AB2升华时只需克服范德华力 B.C的氢化物分子间能形成氢键而E的氢化物分子间不能形成氢键是因为C—H键更短 C.D的单质在过量的B2中燃烧的产物为DB3 D.A与E形成的化合物分子AE4是极性分子 【答案】A 【解析】由所给部分元素周期表及D的原子核电荷数是B的2倍，可知A、B、C、D、E五种元素分别是C、O、F、S、Cl。HF分子间能形成氢键，主要是因为F的电负性大，且原子半径较小；硫在O2中燃烧生成SO2，选A。 23.下列现象与氢键有关的是 (　　) ①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素的简单氢化物高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③水分子高温下也很稳定 ④苯酚、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 【答案】A 【解析】①中，在第ⅤA族元素中，N的电负性最强，NH3分子之间存在氢键，所以NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素的简单氢化物高，与氢键有关；②中，—OH、—COOH与水分子间能形成氢键，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶与氢键有关；③中，水分子高温下也很稳定，其稳定性与O—H键有关，而与氢键无关；④中，—OH上氢原子的活泼性与O—H键极性有关，并不是与氢键有关。 24.（1）CH3OH(甲醇)的熔、沸点比与其相对分子质量接近的CH3CH3(乙烷)的熔、沸点高很多，其主要原因是__________________。 （2）C的最高价含氧酸根离子与Na＋、K＋、NH形成的酸式盐溶解度都小于其正盐的溶解度，原因是HCO粒子之间以_______(填作用力)形成长链，减小了HCO与水分子之间的作用导致溶解度减小。 【答案】（1）CH3OH分子间能形成氢键，CH3CH3分子间不能形成氢键　（2）氢键 【解析】（1）CH3OH中含—OH，分子之间能形成氢键，而CH3CH3分子间只有范德华力，所以CH3OH的熔、沸点比CH3CH3的高很多。（2）HCO中含有—OH，所以HCO离子之间能形成氢键而成链状，减小了HCO与H2O之间的作用，导致NaHCO3、KHCO3、NH4HCO3的溶解度都小于其对应的正盐的溶解度。 25.（11分）（1）邻苯二甲酸酐（）和邻苯二甲酰亚胺（）都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是　　　 　　　　。  （2）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。 元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为　　　　，其沸点比NH3的　　　　（填“高”或“低”），其判断理由是　　　　　　　　。  （3）H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是　　　 　　　　。  【答案】（1）后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 （2）三角锥形　低　NH3分子间存在氢键 （3）水分子和过氧化氢分子同为极性分子，相似相溶，且相互之间可以形成氢键 26.（1）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka=1.1×10-10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）　　　　（填“>”或“<”）Ka（苯酚），其原因是　　　　 　　　　。  （2）CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是　　　　；氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称：　　　　　　　　。  （3）下图中曲线表示卤素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是　　　　（填字母）。  （4）O的氢化物（H2O）在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度，其原因是　　　　。  （5）化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是　　　　。  【答案】　（1）<　中形成分子内氢键，使其更难电离出H+　（2）范德华力　乙酸（答案合理均可）　（3）a　（4）水分子与乙醇分子之间可以形成氢键　（5）NH3分子间可形成氢键 【解析】（1）当形成分子内氢键后，导致酚羟基的电离能力减弱，故其电离能力比苯酚的弱。 （2）根据氢键的形成条件，由H、C、O构成的能形成分子间氢键的分子，可联想到HCOOH、CH3COOH等。 （3）同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，a正确；F元素无正价，b错误；由于HF中存在分子间氢键，所以其沸点高于HCl、HBr，c错误；随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增大，卤素单质的熔点逐渐升高，d错误。 （4）水与乙醇可形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶；而硫化氢与乙醇不能形成分子间氢键，所以硫化氢在乙醇中的溶解度小于水。 拓展培优 27.氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。 （1）H2O中的O—H键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为____>_____>_____。 （2） 的沸点高于，其原因是_________________。 （3）N、P、As都属于第ⅤA族元素，形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为_________(填分子式，下同)>_______>_______。 （4）如图1表示某种含氮有机化合物的结构简式，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填字母)。 a.CF4 b.CH4 c.NH d.H2O 【答案】（1）O—H键　氢键　范德华力 （2） 能形成分子间氢键，而能形成分子内氢键 （3）NH3　AsH3　PH3　（4）c 【解析】（1）O—H键属于化学键，氢键和范德华力均属于分子间作用力，但氢键比范德华力强。（2） 和分子间都存在范德华力，但前者存在分子间氢键，后者主要存在分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故前者的沸点高于后者的沸点。（3）N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH3、PH3、AsH3，NH3能形成分子间氢键，其沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3，则AsH3的范德华力强于PH3的范德华力，故AsH3的沸点高于PH3的沸点。（4）能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求该分子或离子是正四面体结构且能形成4个氢键，只有NH符合要求。 28.回答下列问题。 （1）H、C、O的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称____。 （2）用氢键表示式写出HF溶液中存在的所有氢键________。 （3）动物摄入三聚氰胺()和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过_____作用结合，在肾脏内易形成结石。 （4）BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R： 晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填字母)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力 【答案】　（1）乙酸或乙醇等 （2）F—H…F、F—H…O、O—H…F、　O—H…O （3）氢键　（4）ad 【解析】　（1）氢键表示为X—H…Y，其中X、Y是F、O、N中的任一元素，所以分子间形成氢键的物质中含有O—H键、N—H键或F—H键，可以是醇、羧酸或胺等。（2）HF与HF之间、H2O与H2O之间及HF与H2O相互之间均能形成氢键。（3）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过氢键结合成结石。（4）由Q的结构可知，Q分子中存在O…H氢键、O—B 配位键、O—H和B—F共价键，还有Q分子间的分子间作用力。 29.回答下列问题。 （1）硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分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_____。 （2）①乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是________。 ②H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因它们是极性分子外，还因为__________， 乙醇在H2O中的溶解度大于在H2S中的，其原因是_______。 （3）关于化合物，下列叙述正确的有_______(填字母)。 a.分子间可形成氢键 b.分子中既有极性键又有非极性键 c.分子中含有7个σ键和1个π键 d.该分子在水中的溶解度大于CH3CH===CHCH3 （4）已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_____(填“>”或“<”)Ka(苯酚)，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 （2）①乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键　②H2O与CH3CH2OH分子间可以形成氢键　H2O分子和乙醇分子之间能形成氢键，而H2S分子和乙醇分子之间不能形成氢键 （3）bd　（4）＜　中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋ 【解析】（1）硅烷是由分子通过范德华力形成的，相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高。（2）①乙二胺分子中存在N—H键，故乙二胺分子间存在氢键，三甲胺中不能形成氢键，所以乙二胺的沸点高于三甲胺。②H2O与乙醇可以形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶；而H2S与乙醇不能形成分子间氢键，故乙醇在H2S中的溶解度小于H2O。（3）分子中不存在与电负性很强、原子半径小的元素相连的H原子，所以不存在氢键，故a不正确；分子中碳碳键是非极性键，碳氢键、碳氧键是极性键，b正确；分子中有3个碳碳σ键、2个碳氧σ键、4个碳氢σ键，2个碳氧π键和1个碳碳π键，共有9个σ键和3个π键，故c不正确；由于醛基中的氧原子与水分子间形成氢键，增大了其在水中的溶解度。 （4） 中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋，故相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)＜Ka(苯酚)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $