2.2 分子结构与物质的性质 第2课时（同步讲义）化学沪科版选择性必修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（概念、分类、特征及影响因素）与氢键（形成条件、特征及对性质的影响），承接分子结构知识，建立结构与物质熔沸点、溶解性等物理性质的关联，明确分子间作用力与化学键的差异，为理解物质性质提供学习支架。 资料以化学观念和科学思维为导向，通过即学即练（如CO与N₂熔沸点比较）、考点例题（冰浮于水的氢键解释）强化证据推理，结合图表（卤素单质熔沸点曲线）建构模型。课中助力教师分层教学，课后通过基础达标与综合应用，帮助学生巩固概念、提升迁移能力，体现“结构决定性质”的学科特色。

第二章 分子结构与性质 第二节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间作用力 教学目标 1．理解分子间作用力的概念及分类(范德华力、氢键),掌握其本质和特征，能区分分子间作用力和化学键。 2．认识分子间作用力（范德华力、氢键）的广泛存在及对物质性质的影响。学会用分子间作用力解释物质的熔沸点、溶解性等物理性质。 重点和难点 重点：分子间作用力（范德华力、氢键）的概念和本质、分子间作用力对物质熔沸点、溶解性等物理性质的影响规律 难点：氢键的形成条件、特征及与范德华力的区别；运用分子间作用力解释常见物质的物理性质差异 ◆知识点一 范德华力 1．分子间作用力 （1）概念：将分子 的作用力称为分子间作用力。 （2）存在： 间都存在分子间作用力。 （3）特点：分子间作用力本质上是一种 ，比化学键 。 （4）分类： 和 是两种最常见的分子间作用力。且强弱顺序为范德华力＜氢键＜化学键。 2．范德华力 （1）概念：物质的 之间存在着的相互作用力称为范德华力。 （2）分类：范德华力本质上是 相互作用，由于形成的偶极不同，所以范德华力包括 等三种类型。 （3）特征： ①)范德华力广泛存在于 之间，由分子构成的液态和固态物质，范德华力存在于 的分子之间；由分子构成的气态物质，只有分子 时才存在范德华力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能 个数量级。 ③范德华力 方向性和饱和性。只要分子周围 允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。 （4）影响因素： ①一般来说， 相似的物质，相对分子质量越大，范德华力 ； ②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也 。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO N2。 ③分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力 ，如 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯。 （5）范德华力对物质性质的影响： ①熔、沸点：范德华力越大，物质的熔、沸点 。例如： a．组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力 ，物质的熔、沸点就 ，如卤素单质和卤素碳化物的熔、沸点（见下图）； b．组成相似、相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、沸点 。如熔、沸点CO N2(CO为极性分子)。 ②溶解性：溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度 。例如： a．CH4几乎 溶于水，而HCl 溶于水； b．Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2 溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O 溶于苯中。 即学即练 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 2．下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔沸点也逐渐升高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔沸点比H2S的高 D．在由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 3．下列对分子性质的解释中，不正确的是 A．F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高 B．乳酸()分子中含有2个手性碳原子 C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D．氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释 ◆知识点二 氢键 1．概念 氢键是由已经与 的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个 的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 2．形成条件 （1）H原子与电负性很大的X原子形成强的 键，如H2O中的O原子。 （2）与H原子形成氢键的Y原子的电负性必须 ，如NH3中的N原子。 （3）X、Y的原子半径要 ，以减小形成氢键的空间阻力。 （4）综上所述，能形成氢键的元素一般为 。 3．表示方法 氢键的通式可用 表示。式中X和Y表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。如H2O和HF分子：、。 4．氢键的特征 （1）氢键 化学键，而是特殊的分子间作用力，其键能比化学键 ，比范德华力 。 （2）氢键具有一定的 性和 性。X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿 分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量 ，形成的氢键 （见上图）。 5．氢键的类型 （1） 氢键，如水中O—H…O。 （2） 氢键，如（邻羟基苯甲醛）。 6．氢键对物质性质的影响 （1）当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将 。如元素周期表中第ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氢化物NH3、H2O、HF在同主族的性质（沸点）递变中出现反常现象，如下图所示： ⅣA 至ⅦA 族部分元素气态氢化物的沸点 （2）当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将 。如对羟基苯甲醛的熔点 邻羟基苯甲醛()。 （3）氢键也影响物质的溶解。如NH3极易溶于水，因NH3与H2O之间能形成 ，且都是 分子。 （4）对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度 ；使气体物质的密度 。如液态水密度 固态的密度。 （5）氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1相差较大。 【特别提醒】 （1）范德华力：范德华力主要影响物质的 性质，而化学键主要影响物质的 性质。 （2）一般来说，能形成氢键的元素有 。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中，或有机化合物中的 类和 类等物质中。 （3）氢键是一种比范德华力 的分子间作用力，但远比化学键 。当分子间存在氢键时，物质的熔、沸点 。另外，氢键还会影响物质的 等性质，如乙醇、乙酸和水能以任意比例互溶。 （4）一个水分子最多能形成 氢键。水分子间形成以一个水分子为中心的 结构，故每个水分子与相邻四个水分子形成四个氢键，而二个水分子共一个氢键，故一个水分子可形成二个氢键。 即学即练 1．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 2．下列现象与氢键无关的有 ①HF的熔点、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邻羟基苯甲酸的熔点、沸点比对羟基苯甲酸的低 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 3．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中不正确的是 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．氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构 范德华力、氢键、化学键的比较 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 作用粒子 特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 强度 共价键 氢键 范德华力 影响强度的因素 ①随分子极性的增大而增大 ②组成和结构相似的分子构成的物质，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，Y原子的半径越小，作用越强 成键原子半径和共用电子对数目。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 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 。如CF4<CCl4<CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点 ，在水中的溶解度 。如熔、沸点：H2O>H2S ②分子内存在氢键时， 物质的熔、沸点 共价键键能越大，分子稳定性 实践应用 1．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是 A．符合通式CnH2nO3 B．能溶于水，不溶于乙醇 C．分子间不存在范德华力 D．分子间能形成氢键 2．分子结构决定分子的性质，下列关于分子结构与性质的说法正确的是 A．乙醚是非极性分子，乙醇是极性分子，因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小 B．中的氢键键能小于，因此H2O的沸点比高 C．CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 D．是吸电子基团，是推电子基团，因此CF3COOH的酸性强于CCl3COOH 3．下列对分子的性质的解释中，正确的是 A．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致 B．SO2和HF均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．SF6为正八面体结构，该物质可能难溶于苯，易溶于水 D．物质的沸点：，分子的稳定性 考点一 分子间作用力 【例1】下列说法中正确的是 A．分子间作用力越大，分子越稳定 B．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高 C．相对分子质量越大，其分子间作用力越大 D．分子间只存在范德华力 【变式1-1】下列说法不正确的是 A．分子间作用力是分子间静电作用的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 【变式1-2】下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是 A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 考点二 范德华力及对物质性质的影响 【例2】下列说法中，正确的是 A．范德华力存在于所有分子之间 B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C．Cl2相对其他气体来说，是易液化的气体，由此可以得出结论，范德华力属于一种强作用 D．范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 【变式2-1】下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是 A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关 【变式2-2】下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是 A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高 考点三 氢键及对物质性质的影响 【例3】下列说法正确的是 A．由于氢键的存在，冰才能浮在水面上 B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C．由于氢键的存在，沸点：HCl＞HBr＞HI＞HF D．氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是104.5° 【变式3-1】下列现象与氢键有关的是 ①CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①② 【变式3-2】中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“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，这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是 ①正是氢键的存在，冰能浮在水面上； ②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一； ③由于氢键的存在，沸点：HCl>HBr>HI>HF； ④由于氢键的存在，使水与乙醇互溶； ⑤由于氢键的存在，使水具有稳定的化学性质。 A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④ 基础达标 1．下列物质发生状态变化时，克服了范德华力的是 A．食盐熔化 B．HCl溶于水 C．碘升华 D．氢氧化钠熔化 2．范德华力的作用能为akJ•mol-1，化学键的键能为bkJ•mol-1，则a、b的大小关系是 A．a＞b B．a＜b C．a=b D．无法确定 3．下列说法正确的是 A．氢键不是化学键 B．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力 D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键 4．夏天，冰块可以降温，以下对冰的描述中不正确的是 A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上 B．在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大 C．在冰中每个水分子能形成2个氢键 D．在冰中含有的作用力有共价键、氢键和范德华力 5．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是 A．CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 6．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、沸点低于另外两种硝基苯酚 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.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 7．下列化合物的沸点，前者低于后者的是 A．乙醇与氯乙烷 B．邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸() C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛 D．C3F8(全氟丙烷)与C3H8 8．物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 酸性：CH2ClCOOH强于CH3COOH 羟基极性 B 熔点：Na2S高于K2S 晶体类型 C 沸点：正丁烷高于异丁烷 分子间作用力 D 在水中的溶解度：CH3CH2OH大于CH3CH2CH2CH2CH2OH 烃基基团大小 9．下列说法正确的是 A．CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子 10．氮元素可形成多种化合物。肼()又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。叠氮酸()是一种弱酸，可通过亚硝酸氧化肼获得。下列有关含氮微粒的说法正确的是 A．N2H4中只含极性共价键 B．中原子的杂化轨道类型为 C．HN3属于离子化合物 D．易液化是因为与之间易形成氢键 11．抗生素克拉维酸的结构简式如图所示，下列关于克拉维酸的说法错误的是 A．存在顺反异构 B．含有5种官能团 C．可形成分子内氢键和分子间氢键 D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应 12．结构决定性质，对下列物质性质解释不正确的是 选项 性质 解释 A 稳定性：H2O＞H2S H-O的键能大于H-S的键能 B 水中溶解性：HCl＞CO2 HCl是极性分子，CO2是非极性分子 C 熔点： F2＜Cl2＜Br2＜I2 F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，范德华力逐渐增大 D 沸点：邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸形成分子内氢键 综合应用 13．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B．酸性：H2CO3>HClO，是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多 C．羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D．CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 14．一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数：B<C<O<N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 15．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4+2C=NH3↑+2CO2↑+ HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是 A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 16．回答下列问题： （1）NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 ①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 (填字母，下同)。 a．NH3和H2O都是极性分子      b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH- d．NH3是一种易液化的气体 ②NH3溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3•H2O。根据氨水的性质推知NH3•H2O的结构式为 。 a．      b．      c．      d． （2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 （3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列 。 a．水       b．CCl4       c．C6H6(苯)      d．NiSO4溶液 （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因： 。 （5）在右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线 ，同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是 。 拓展培优 17．X、Y、Z、W四种短周期元素位于三个不同的周期,Y、Z同周期,且原子序数依次增大。它们能形成结构如图所示的分子,下列推断错误的是 A.氢化物的沸点一定有Y小于Z B.X、Y原子可以形成既含极性键又含非极性键的非极性分子 C.Y、Z、W与X均可以形成18电子分子 D.最高价含氧酸的酸性一定有W>Y 18．下列对有关事实的解释不正确的是 选项 事实 解释 A 酸性：CF3COOH＞CCl3COOH 氟的电负性大于氯的电负性 B O3在水中的溶解度比O2大 O3是极性分子，O2是非极性分子 C 水晶在不同方向上导热性不同 晶体具有各向异性的特点 D 水的沸点比乙醇的沸点高 水分子间存在氢键 A．A B．B C．C D．D 19．下列五组同族元素的物质，在101.3kPa时测定它们的沸点(℃)如表所示： ① He -268.8 (a)-249.5 Ar -185.8 Kr -151.7 ② F2 -187.0 Cl2 -33.6 (b) 58.7 I2 184.0 ③ (c) 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3 ④ H2O 100.0 H2S -60.2 (d) -42.0 H2Te -1.8 ⑤ CH4 -161.0 SiH4 -112.0 GeH4 -90.0 (e) -52.0 对应表中内容，下列说法正确的是 A．a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF B．第②行物质均有氧化性；第③行物质均是强酸 C．第④行各化合物的沸点变化说明元素非金属性越强，气态氢化物沸点越高 D．由于氢键的影响，HF分子和H2O分子特别稳定 20．短周期的5种非金属主族元素，其中A、B、C的外围电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。 请回答下列问题： （1）由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中，属于极性分子的是________(填序号)。 （2）C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高，其原因是____________________________。 （3）B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂，其分子式分别为________、________。 （4）BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 分子结构与性质 第二节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间作用力 教学目标 1．理解分子间作用力的概念及分类(范德华力、氢键),掌握其本质和特征，能区分分子间作用力和化学键。 2．认识分子间作用力（范德华力、氢键）的广泛存在及对物质性质的影响。学会用分子间作用力解释物质的熔沸点、溶解性等物理性质。 重点和难点 重点：分子间作用力（范德华力、氢键）的概念和本质、分子间作用力对物质熔沸点、溶解性等物理性质的影响规律 难点：氢键的形成条件、特征及与范德华力的区别；运用分子间作用力解释常见物质的物理性质差异 ◆知识点一 范德华力 1．分子间作用力 （1）概念：将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力。 （2）存在：共价分子间都存在分子间作用力。 （3）特点：分子间作用力本质上是一种静电作用，比化学键弱得多。 （4）分类：范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。且强弱顺序为范德华力＜氢键＜化学键。 2．范德华力 （1）概念：物质的分子之间存在着的相互作用力称为范德华力。 （2）分类：范德华力本质上是电性相互作用，由于形成的偶极不同，所以范德华力包括取向力、诱导力和色散力等三种类型。 （3）特征： ①)范德华力广泛存在于分子之间，由分子构成的液态和固态物质，范德华力存在于相邻的分子之间；由分子构成的气态物质，只有分子相互接近时才存在范德华力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 ③范德华力无方向性和饱和性。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）影响因素： ①一般来说，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大； ②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO > N2。 ③分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越小，如 对二甲苯 < 间二甲苯 < 邻二甲苯。 （5）范德华力对物质性质的影响： ①熔、沸点：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。例如： a．组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高，如卤素单质和卤素碳化物的熔、沸点（见下图）； b．组成相似、相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点CO > N2(CO为极性分子)。 ②溶解性：溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。例如： a．CH4几乎不溶于水，而HCl极易溶于水； b．Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。 即学即练 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 【答案】D 【解析】一般来讲,由分子构成的物质,其物理性质通常与分子间作用力的大小密切相关。A、B、C三个选项中涉及的物质都是分子,故其表现的物理性质与分子间作用力的大小有关。只有D选项中的NaCl不是由分子构成的,而是由离子构成的,不存在分子,其物理性质与分子间作用力无关。 2．下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔沸点也逐渐升高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔沸点比H2S的高 D．在由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 【答案】B 【解析】冰融化时发生物理变化，只破坏H2O分子间的分子间作用力而不破坏化学键，A项错误；结构相似的分子中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比，所以随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的熔沸点也逐渐升高，B项正确；物质的熔沸点与化学键无关，水的熔沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键，C项错误；物质的稳定性与化学键有关，与范德华力无关，D项错误。 3．下列对分子性质的解释中，不正确的是 A．F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高 B．乳酸()分子中含有2个手性碳原子 C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D．氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释 【答案】B 【解析】A项，F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子，熔点随相对分子质量增大而升高，故A正确；B项，中间碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲基、羧基和羟基，是手性碳原子，只有1个，故B错误；C项，碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子，水为极性分子，分子极性相似的分子易溶，故C正确；D项，氨气分子和水分子之间能形成氢键，所以氨气极易溶于水，邻羟基苯甲醛分子内存在氢键，而对羟基苯甲醛分子间存在氢键，所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛，故D正确；故选B。 ◆知识点二 氢键 1．概念 氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 2．形成条件 （1）H原子与电负性很大的X原子形成强的极性键，如H2O中的O原子。 （2）与H原子形成氢键的Y原子的电负性必须很大，如NH3中的N原子。 （3）X、Y的原子半径要小，以减小形成氢键的空间阻力。 （4）综上所述，能形成氢键的元素一般为N、O、F。 3．表示方法 氢键的通式可用X—H…Y 表示。式中X和Y表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。如H2O和HF分子：、。 4．氢键的特征 （1）氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。 （2）氢键具有一定的方向性和饱和性。X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定（见上图）。 5．氢键的类型 （1）分子间氢键，如水中O—H…O。 （2）分子内氢键，如（邻羟基苯甲醛）。 6．氢键对物质性质的影响 （1）当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。如元素周期表中第ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氢化物NH3、H2O、HF在同主族的性质（沸点）递变中出现反常现象，如下图所示： ⅣA 至ⅦA 族部分元素气态氢化物的沸点 （2）当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将下降。如对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛()。 （3）氢键也影响物质的溶解。如NH3极易溶于水，因NH3与H2O之间能形成氢键（），且都是极性分子。 （4）对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度减小；使气体物质的密度增大。如液态水密度 > 固态的密度。 （5）氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1相差较大。 【特别提醒】 （1）范德华力：范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 （3）氢键是一种比范德华力更强的分子间作用力，但远比化学键弱。当分子间存在氢键时，物质的熔、沸点升高。另外，氢键还会影响物质的溶解性等性质，如乙醇、乙酸和水能以任意比例互溶。 （4）一个水分子最多能形成两个氢键。水分子间形成以一个水分子为中心的正四面体结构，故每个水分子与相邻四个水分子形成四个氢键，而二个水分子共一个氢键，故一个水分子可形成二个氢键。 即学即练 1．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】固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键、分子间作用力被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏；水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。故选B。 2．下列现象与氢键无关的有 ①HF的熔点、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邻羟基苯甲酸的熔点、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的熔点、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氧元素的非金属性比硫元素的强，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，熔点、沸点偏低，对羟基苯甲酸可形成分子间氢键，熔点、沸点偏高，则邻羟基苯甲酸的熔点、沸点比对羟基苯甲酸的低。故五项中与氢键无关的只有③。 3．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中不正确的是 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．氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构 【答案】C 【解析】A．水分子间存在氢键，使水分子之间形成孔穴，造成冰的微观空间存在空隙，宏观上表现在冰的密度比水小，冰能浮在水面上，A项正确；B．乙醇分子与水分子间能形成氢键，甲醚分子与水分子间不能形成氢键，所以乙醇比甲醚更易溶于水，B项正确；C．HF分子间存在氢键，HCl、HBr、HI分子间不存在氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，则有沸点：HF>HI>HBr>HCl，C项错误；D．蛋白质上的氨基和羰基之间能形成氢键，从而影响了蛋白质分子独特的结构，D项正确；答案选C。 范德华力、氢键、化学键的比较 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 作用粒子 分子 H与N、O、F 原子 特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 强度 共价键 > 氢键 > 范德华力 影响强度的因素 ①随分子极性的增大而增大 ②组成和结构相似的分子构成的物质，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，Y原子的半径越小，作用越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性质的影响 ①影响物质的熔点、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 ②分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点 共价键键能越大，分子稳定性越强 实践应用 1．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是 A．符合通式CnH2nO3 B．能溶于水，不溶于乙醇 C．分子间不存在范德华力 D．分子间能形成氢键 【答案】D 【解析】二甘醇的分子式为C4H10O3，不符合通式CnH2nO3；二甘醇和乙醇分子中都含有—OH，二甘醇能和水和乙醇形成分子间氢键，二甘醇既能溶于水，也能溶于乙醇；二甘醇分子之间能形成O—H…O，也存在范德华力。 2．分子结构决定分子的性质，下列关于分子结构与性质的说法正确的是 A．乙醚是非极性分子，乙醇是极性分子，因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小 B．中的氢键键能小于，因此H2O的沸点比高 C．CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 D．是吸电子基团，是推电子基团，因此CF3COOH的酸性强于CCl3COOH 【答案】C 【解析】A项，乙醚的结构中O原子为sp3杂化，O原子上仍有2对孤电子对，对两根碳氧键有排斥作用，因此实际的结构为V形，并不是对称的分子，正负电荷中心不重合，因此乙醚为极性分子，乙醇也是极性分子，乙醚的极性比乙醇弱，且乙醇与水更易形成分子间氢键，因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小，A项错误；B项，中的氢键键能大于，等物质的量时，水中所含的氢键数目更多，因此H2O的沸点比HF高，B项错误；C项，CH3CH2OH分子中含有-OH，能形成分子间的氢键，而CH3OCH3分子间不能形成氢键，所以CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，C项正确；D项，CF3—是吸电子基团，CCl3—也是吸电子基团，CF3—的吸电子效应更大，因此CF3COOH的酸性强于CCl3COOH，D项错误；故故选C。 3．下列对分子的性质的解释中，正确的是 A．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致 B．SO2和HF均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．SF6为正八面体结构，该物质可能难溶于苯，易溶于水 D．物质的沸点：，分子的稳定性 【答案】B 【解析】A．氨分子稳定的原因是氨分子中H—N键键能大，与氢键无关，A错误；B．SO2和HF都是极性分子，水也是极性分子，故SO2和HF均易溶于水，B正确；C．SF6为正八面体结构，为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知其可能易溶于苯，难溶于水，C错误；D．HF分子之间存在氢键，HF的沸点最高，D错误；答案选B。 考点一 分子间作用力 【例1】下列说法中正确的是 A．分子间作用力越大，分子越稳定 B．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高 C．相对分子质量越大，其分子间作用力越大 D．分子间只存在范德华力 【答案】B 【解析】分子间作用力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，B项正确、A项不正确；分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，C项不正确；分子间不只有范德华力，D项不正确。故选B。 【变式1-1】下列说法不正确的是 A．分子间作用力是分子间静电作用的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 【答案】D 【解析】分子间作用力是分子间静电作用的总称，它包括氢键与范德华力，它的作用弱于化学键，但不属于化学键，它对物质熔、沸点，物质的溶解和电离等均有影响。 【变式1-2】下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是 A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】A项，N2和O2都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大，故O2在水中的溶解度大于N2。B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子中的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关。C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高。D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。 考点二 范德华力及对物质性质的影响 【例2】下列说法中，正确的是 A．范德华力存在于所有分子之间 B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C．Cl2相对其他气体来说，是易液化的气体，由此可以得出结论，范德华力属于一种强作用 D．范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 【答案】A 【解析】A选项，范德华力存在于所有分子间，正确；B选项，范德华力主要影响共价分子的物理性质，错误；C选项，范德华力是一种很弱的作用力，错误；D选项，范德华力与分子的大小、分子的空间构型、和分子中电荷分布是否均匀有关，因此有方向性和饱和性，错误。故选A。 【变式2-1】下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是 A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关 【答案】B 【解析】只有由分子组成的物质中才存在范德华力，A项错误；范德华力弱于氢键，B项正确；只有由分子组成且分子之间存在氢键的物质，其物理性质才由范德华力和氢键共同决定，C项错误；氢键的强弱主要与形成氢键的原子的电负性有关，D项错误。 【变式2-2】下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是 A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X(X为卤素原子)键的键能依次减小，故A错误；B．F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力依次增强，所以其熔、沸点也依次升高，故B正确；C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱，与O—H键的极性有关，与范德华力无关，故C错误；D．CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力，故D错误；故选B。 考点三 氢键及对物质性质的影响 【例3】下列说法正确的是 A．由于氢键的存在，冰才能浮在水面上 B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C．由于氢键的存在，沸点：HCl＞HBr＞HI＞HF D．氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是104.5° 【答案】A 【解析】A．冰中分子排列有序，氢键数目增多，体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上是氢键的原因，故A正确；B．氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故B错误；C．卤素的氢化物均为分子晶体，分子晶体相对分子质量越大，分子间范德华力越大，熔沸点越高，卤素的氢化物中只有HF分子间存在氢键，故沸点：HF＞HI＞HBr＞HCl，故C错误；D．键角是共价键的参数，氢键不是共价键，是分子间作用力，所以键角与氢键无关，故D错误；答案选A。 【变式3-1】下列现象与氢键有关的是 ①CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①② 【答案】B 【解析】①乙醇能形成分子间氢键，二甲醚不能形成分子间氢键，则乙醇的分子间作用力大于二甲醚，沸点高于二甲醚，所以乙醇的沸点高于二甲醚与氢键有关，故正确；②小分子的醇中含有羟基、羧酸中含有羧基，都能与水分子形成分子间氢键，则小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶与氢键有关，故正确；③冰中水分子与周围四个水分子以分子间氢键形成四面体结构，中间有空隙，则冰的密度比液态水的密度小，所以冰的密度比液态水的密度小与氢键有关，故正确； ④邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，则邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟基苯甲酸，熔、沸点低于羟基苯甲酸，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低与氢键有关，故正确；⑤水分子高温下也很稳定与氧元素的非金属性强，氢氧键的键能大有关，与氢键无关，故错误；①②③④正确，故选B。 【变式3-2】中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“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，这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是 ①正是氢键的存在，冰能浮在水面上； ②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一； ③由于氢键的存在，沸点：HCl>HBr>HI>HF； ④由于氢键的存在，使水与乙醇互溶； ⑤由于氢键的存在，使水具有稳定的化学性质。 A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④ 【答案】D 【解析】①冰中水分子有序排列，每个水分子被4个水分子包围，形成4个氢键，使体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上，是氢键导致的，故①正确；②氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故②错误；③HF分子间存在氢键，沸点最高，HCl、HBr、HI分子间都不存在氢键，熔、沸点高低取决于分子间作用力大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔、沸点越高，所以沸点：HCl<HBr<HI<HF，故③错误；④乙醇可以和水形成分子间氢键，故乙醇能与水以任意比例互溶，故④正确；⑤氢键决定的是物质的物理性质，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，故⑤错误；①④正确，D满足题意；答案选D。 基础达标 1．下列物质发生状态变化时，克服了范德华力的是 A．食盐熔化 B．HCl溶于水 C．碘升华 D．氢氧化钠熔化 【答案】C 【解析】氯化钠、氢氧化钠均是离子化合物，熔化时离子键断裂，A、D项错误；HCl溶于水时克服的是共价键，B项错误；碘升华时克服的是范德华力，C项正确。故选C。、 2．范德华力的作用能为akJ•mol-1，化学键的键能为bkJ•mol-1，则a、b的大小关系是 A．a＞b B．a＜b C．a=b D．无法确定 【答案】B 【解析】范德华力是分子间作用力，其强度较弱，化学键的键能比范德华力的作用能大得多，因此a＜b；故选B。 3．下列说法正确的是 A．氢键不是化学键 B．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力 D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键 【答案】A 【解析】A．氢键是分子间作用力，不是化学键，故A正确；B．HF的稳定性很强，是由于H-F键键能较大的原因，与氢键无关，故B错误；C．乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力，故C错误；D．氯化氢与碘化氢都属于分子晶体，分子结构相同，碘化氢相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点较高，与氢键无关，故D错误；故选A。 4．夏天，冰块可以降温，以下对冰的描述中不正确的是 A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上 B．在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大 C．在冰中每个水分子能形成2个氢键 D．在冰中含有的作用力有共价键、氢键和范德华力 【答案】C 【解析】水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上；在冰中每个水分子形成四个氢键，它们分别为水分子中每个O原子能与两个氢原子形成两个氢键，而分子中的两个氢原子分别与另外的水分子中的氧原子形成氢键；在水分子内含有O—H共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力。 5．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是 A．CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关；C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高；D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。 6．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、沸点低于另外两种硝基苯酚 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.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 【答案】D　 【解析】当分子形成分子内氢键时,熔、沸点降低,A正确;间硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键,B正确,D错误;对硝基苯酚能形成分子间氢键,使其熔、沸点升高,C正确。 7．下列化合物的沸点，前者低于后者的是 A．乙醇与氯乙烷 B．邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸() C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛 D．C3F8(全氟丙烷)与C3H8 【答案】B 【解析】A．乙醇含有氢键，沸点较高，则沸点前者高于后者，故A错误；B．邻羟基苯甲酸含有分子内氢键，而对羟基苯甲酸含有分子间氢键，分子间氢键作用力较强，沸点较高，则沸点前者低于后者，故B正确；C．对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键作用力较强，沸点较高，则沸点前者高于后者，故C错误；D．C3F8与C3H8都为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，所以沸点：C3F8＞C3H8，故D错误。故选：B。 8．物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 酸性：CH2ClCOOH强于CH3COOH 羟基极性 B 熔点：Na2S高于K2S 晶体类型 C 沸点：正丁烷高于异丁烷 分子间作用力 D 在水中的溶解度：CH3CH2OH大于CH3CH2CH2CH2CH2OH 烃基基团大小 【答案】B 【解析】A项，CH2ClCOOH中的羟基极性强于乙酸，使得CH2ClCOOH酸性强于乙酸，故A正确；B项，硫化钠和硫化钾均为离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，钠离子半径小于钾离子半径，钠离子与硫离子之间的离子键强于钾离子与硫离子之间的离子键，因此硫化钠的熔点高于硫化钾，故B错误；C项，正丁烷和异丁烷均为分子晶体，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，正丁烷的分子间作用力大于异丁烷，因此正丁烷的沸点高于异丁烷，故C正确；D项，乙醇和CH3CH2CH2CH2CH2OH均为极性分子，但是乙醇的烃基基团小于CH3CH2CH2CH2CH2OH的烃基基团，因此乙醇在水中的溶解度大于CH3CH2CH2CH2CH2OH，故D正确；故选B。 9．下列说法正确的是 A．CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子 【答案】A 【解析】A．甲烷分子中心原子形成四个σ键，没有孤电子对，所以价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体，A正确；B．SO2和OF2分子的空间构型均为V形，但前者中心原子为sp2杂化，后者中心原子为sp3杂化，B错误；C．冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构，表明了氢键通常具有方向性，干冰的结构表现为分子密堆积，范德华力没有方向性，C错误；D．CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子，CO2既含σ键又含π键而CCl4只含σ键不含π键，D错误； 故选A。 10．氮元素可形成多种化合物。肼()又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。叠氮酸()是一种弱酸，可通过亚硝酸氧化肼获得。下列有关含氮微粒的说法正确的是 A．N2H4中只含极性共价键 B．中原子的杂化轨道类型为 C．HN3属于离子化合物 D．易液化是因为与之间易形成氢键 【答案】B 【解析】A．N2H4中存在N-N非极性共价键，A错误；B．中N原子的价层电子对数为2+=3，杂化类型为sp2杂化，B正确；C．HN3是弱酸，由分子构成，属于分子化合物，C错误；D．NH3易液化是因为NH3分子间存在氢键，与氨气和水之间易形成氢键无关，D错误；故答案选B。 11．抗生素克拉维酸的结构简式如图所示，下列关于克拉维酸的说法错误的是 A．存在顺反异构 B．含有5种官能团 C．可形成分子内氢键和分子间氢键 D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应 【答案】D 【解析】A．由题干有机物结构简式可知，该有机物存在碳碳双键，且双键两端的碳原子分别连有互不同的原子或原子团，故该有机物存在顺反异构，A正确；B．由题干有机物结构简式可知，该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和酰胺基等5种官能团，B正确；C．由题干有机物结构简式可知，该有机物中的羧基、羟基、酰胺基等官能团具有形成氢键的能力，故其分子间可以形成氢键，其中距离较近的某些官能团之间还可以形成分子内氢键，C正确；D．由题干有机物结构简式可知，1mol该有机物含有羧基和酰胺基各1mol，这两种官能团都能与强碱反应，故1mol该物质最多可与2molNaOH反应，D错误；故答案为：D。 12．结构决定性质，对下列物质性质解释不正确的是 选项 性质 解释 A 稳定性：H2O＞H2S H-O的键能大于H-S的键能 B 水中溶解性：HCl＞CO2 HCl是极性分子，CO2是非极性分子 C 熔点： F2＜Cl2＜Br2＜I2 F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，范德华力逐渐增大 D 沸点：邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸形成分子内氢键 【答案】D 【解析】A项，原子半径：O<S，键能：H-O>H-S，稳定性：H2O＞H2S，故A正确；B项，H2O为极性分子，HCl是极性分子，CO2是非极性分子，根据相似相溶原理可知水中溶解性：HCl＞CO2，故B正确；C项，F2、Cl2、Br2、I2均是由分子组成，它们的组成和结构相似，相对分子质量逐渐增大范德华力逐渐增大，熔沸点逐渐升高，故C正确；D项，邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，使沸点降低；对羟基苯甲酸形成分子间氢键，使沸点升高，沸点：邻羟基苯甲酸＜对羟基苯甲酸沸点，故D错误；故选D。 综合应用 13．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B．酸性：H2CO3>HClO，是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多 C．羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D．CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 【答案】B 【解析】A．水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释，A正确；B．酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关，酸性：H2CO3>HClO，是因为H2CO3分子中的非羟基氧原子数目比HClO多，B不正确；C．羟基乙酸[CH2(OH)COOH]分子中没有手性碳原子，所以不属于手性分子，C正确；D．CH3CH2OH分子中含有-OH，能形成分子间的氢键，而CH3OCH3分子间不能形成氢键，所以CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3，D正确；故选B。 14．一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数：B<C<O<N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 【答案】A 【解析】A．由晶体结构图可知，中的的与中的形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A说法正确；B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N，B说法不正确；C．B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N，C说法不正确；D．为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，D说法不正确；综上所述，本题选A。 15．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4+2C=NH3↑+2CO2↑+ HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是 A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 【答案】B 【解析】A项，HCl是共价化合物，其电子式为，HCl的形成过程可表示为，故A错误；B项，NH4ClO4中NH4+的中心N原子孤电子对数为，价层电子对数为4，ClO4-的中心Cl原子孤电子对数为，价层电子对数为4，则二者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，故B正确；C项，C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3，共有2种杂化方式，故C错误；D项，NH3易液化，其气化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，CO2分子间仅存在范德华力，故D错误；故选B。 16．回答下列问题： （1）NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 ①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 (填字母，下同)。 a．NH3和H2O都是极性分子      b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH- d．NH3是一种易液化的气体 ②NH3溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3•H2O。根据氨水的性质推知NH3•H2O的结构式为 。 a．       b．       c．       d． （2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 （3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列 。 a．水       b．CCl4     c．C6H6(苯)      d．NiSO4溶液 （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因： 。 （5）在下图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线 ，同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是 。 【答案】（1）d b （2）非极性 （3）bc （4）甲醛、甲醇和甲酸都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键 （5）A 组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点升高 【解析】（1）①a.NH3和H2O都是极性分子，根据相似相溶原理可知，极性分子易溶于极性分子，a不合题意；b. NH3溶于水易与水形成氢键，增大水溶性，b不合题意；c.NH3溶于水建立了如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH-跟水溶性大有关系，c不合题意；d. NH3是一种易液化的气体，这只是说NH3容易变为液体，跟水溶性没关系，d符合题意；故答案为：d； ②氢键应形成于X…H-Y形式当中，X、Y必须是N、O、F元素之一，这样就有两种可能：（1）H3N•••H-O-H；（2）H2N-H•••OH2，由于一水合氨可电离出和OH-，所以（1）结构是合理的，如果是（2）则应电离出和H3O+，只有b符合，故答案为：b； （2）已知CCl4和CS2均为非极性分子组成的有机溶剂，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4和CS2等互溶，结合相似相溶原理可判断CrO2Cl2是非极性分子，故答案为：非极性； （3）Ni (CO )4呈正四面体空间结构，结构对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子，四氯化碳、苯都是非极性分子，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，所以Ni(CO)4易溶于CCl4和C6H6(苯)，故bc正确；故答案为：bc； （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子数较少的醛、醇和羧酸都是极性分子且都能和水形成分子间氢键而导致其易溶于水，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键，故答案为：甲醛、甲醇和甲酸都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键。 （5）ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第2周期元素的气态氢化物沸点最高的是水，最低的是甲烷；由图可知，A、B、C、D曲线中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A；同一族中第3、4、5周期元素的气态氢化物，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间的范德华力依次增大，所以沸点依次升高。 拓展培优 17．X、Y、Z、W四种短周期元素位于三个不同的周期,Y、Z同周期,且原子序数依次增大。它们能形成结构如图所示的分子,下列推断错误的是 A.氢化物的沸点一定有Y小于Z B.X、Y原子可以形成既含极性键又含非极性键的非极性分子 C.Y、Z、W与X均可以形成18电子分子 D.最高价含氧酸的酸性一定有W>Y 【答案】A 【解析】X、Y、Z、W四种短周期元素位于三个不同的周期,Y、Z同周期,且原子序数依次增大,则X为H,根据结构分析出Z有3个价键,Y有4个价键,W有2个价键,则Y为C,Z为N,W为S。Y(C)的氢化物的沸点不一定小于Z(N)的氢化物的沸点,如果是碳原子数较多的烷烃,固态烷烃的沸点可能大于Z(N)的氢化物的沸点,故A错误;X、Y原子可以形成既含极性键又含非极性键的非极性分子,比如乙炔、乙烯,故B正确;Y、Z、W与X均可以形成18电子分子,分别为C2H6、N2H4、H2S,故C正确;非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,因此最高价含氧酸的酸性一定有W(H2SO4)>Y(H2CO3),故D正确。 18．下列对有关事实的解释不正确的是 选项 事实 解释 A 酸性：CF3COOH＞CCl3COOH 氟的电负性大于氯的电负性 B O3在水中的溶解度比O2大 O3是极性分子，O2是非极性分子 C 水晶在不同方向上导热性不同 晶体具有各向异性的特点 D 水的沸点比乙醇的沸点高 水分子间存在氢键 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．氟的电负性大于氯的电负性，CF3COOH中羧基中O-H键极性大于CCl3COOH中羧基中O-H键极性，导致CF3COOH中羧基中O-H键更易电离，酸性更强，故A正确；B．O3中心氧原子的价层电子对数为，有一对孤电子对，分子呈V型，正负电荷中心不重合，为极性分子，而O2是非极性分子，根据相似相同原理，O3在水中的溶解度比O2大，故B正确；C．晶体中各方向粒子有规则排布，但不等同，导致晶体具有各向异性的特点，所以水晶在不同方向上导热性不同，故C正确；D．水和乙醇分子间均存在氢键，水的沸点高于乙醇是因为水分子间形成的氢键数目多于乙醇，故D错误；故选：D。答案选A。 19．下列五组同族元素的物质，在101.3kPa时测定它们的沸点(℃)如表所示： ① He -268.8 (a)-249.5 Ar -185.8 Kr -151.7 ② F2 -187.0 Cl2 -33.6 (b) 58.7 I2 184.0 ③ (c) 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3 ④ H2O 100.0 H2S -60.2 (d) -42.0 H2Te -1.8 ⑤ CH4 -161.0 SiH4 -112.0 GeH4 -90.0 (e) -52.0 对应表中内容，下列说法正确的是 A．a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF B．第②行物质均有氧化性；第③行物质均是强酸 C．第④行各化合物的沸点变化说明元素非金属性越强，气态氢化物沸点越高 D．由于氢键的影响，HF分子和H2O分子特别稳定 【答案】A 【解析】A．根据表中数据规律，a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF，A项正确；B．第③行物质中HF是弱酸，B项错误；C．第④行物质的沸点变化为高→低→高，与氢键和范德华力有关，与元素非金属性无关，C项错误；D．氢键影响物质的熔、沸点，与分子的稳定性无关，D项错误；故答案选A。 20．短周期的5种非金属主族元素，其中A、B、C的外围电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。 请回答下列问题： （1）由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中，属于极性分子的是________(填序号)。 （2）C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高，其原因是____________________________。 （3）B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂，其分子式分别为________、________。 （4）BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。 【答案】（1）③ 　（2）H2O分子间形成氢键 （3）C6H6　 H2O （4）SiCl4＞CCl4＞CH4 【解析】由s轨道最多可容纳2个电子且5种元素都为非金属元素可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为短周期非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期中电负性最大的元素可知E为Cl。 （1） ①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。 （2） C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键，是其沸点较高的重要原因。 （3）B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂。 （4）BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点从高到低的顺序为SiCl4＞CCl4＞CH4。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $