2026届高三化学二轮专题之氢键--导学案

该高中化学导学案系统梳理了氢键专题的高考核心考点，从形成本质、条件类型到性质影响及非常规氢键，构建“概念-性质-应用”的层级知识网络，通过29个探究问题引导学生自主推导氢键对物质熔沸点、溶解度等性质的影响规律。 亮点在于诊断性问题链和高考真题深度融合，如开篇29题覆盖氢键本质到应用，结合2021-2023年高考真题分类演练，培养科学思维与证据推理素养。每个模块设反思总结表，助力学生自主诊断薄弱点，教师可依学情精准指导，提升备考实效。

高中化学精讲专题 高中化学二轮专题之 氢键 一、氢键的形成和本质 以H2O分子为例。 氧原子以sp3不等性杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道成键，形成H2O分子，但由于氧的电负性（3.44）比氢的电负性（2.2）大得多，分子中O-H共用电子对强烈地偏向氧原子一边，使氧带较多的负电荷，而氢原子几乎变为“裸露”的质子。这个半径（10-3pm）很小又带正电性的质子，与另一个水分子中O的孤对电子（负电荷密度大）接近时，会发生较强烈的静电吸引，结果水分子间构成O-H···O氢键而缔合起来。 可见，氢键是由电负性大的原子X与氢形成的X-H和另一分子中电负性大的原子Y的孤对电子间因静电吸引所产生的一种力，表示为： X-H···Y 氢键的键长是指从X原子到Y原子的核间距。氢键的本质基本上是静电作用。 在人教版选择性必修二58页，给出了某些氢键的键能和键长，根据该表可知氢键强弱O-H···O>N-H···N。 二、氢键的形成条件、类型和特点 1、形成条件 由上述分析知氢键形成的条件：①分子中必须含有X-H键（供体）；②X和Y原子的电负性要大，体积要小，且形成分子后要有孤对电子，通常是F、O、N原子（受体）；③X、Y可以是相同原子，也可以是不同原子。 2、类型 氢键有两类：①分子间氢键，如HF、H2O、NH3等，分子间氢键使物质熔沸点升高；②分子内氢键，如HNO3、邻硝基苯酚等，分子内氢键使物质熔沸点降低。（分子内氢键阻碍分子间氢键的形成） 3、特点 （1）具有方向性和饱和性。当X-H与Y成键时，X-H的键轴尽可能与Y的孤对电子的对称轴保持方向一致，即尽可能使X-H···Y在同一直线上，这样使Y的电子云密度最大限度接近氢原子，X与Y的距离最远，两原子的电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最牢固，体系最稳定。分子间氢键的键角∠XHY=180°时，氢键最强，角度过小氢键不稳定。“裸露”的氢核非常小，形成X-H···Y时，体积小的H可看成是镶嵌在Y孤对电子的电子云中，如果与另一个Y结合，要受到电子云之间的排斥，因此不能再形成氢键，这就是氢键的饱和性。 氢键的饱和性与方向性与氢键是静电作用的本质不太一致。随着现代测试技术的发展以及晶体生长手段的掌握，对大量晶体的培养与测试发现，除F、O、N原子的化合物中存在氢键外，C-H键、Cl-H键也能与F、O、N甚至C形成更弱的氢键。这些弱的氢键常不遵守方向性和饱和性，当H···Y间距离较远时，一个Y原子可同时与几个H形成氢键。 （2）氢键的键能小。氢键的键能是指X-H···Y-R分解成X-H和Y-R所需要的能量，单位为kJ·mol-1。氢键键能的大小与X、Y的电负性有关，电负性越大，键能越大，氢键越强；还与Y原子的半径有关，半径减小，键能增大。常见氢键的强弱次序如下： F-H···F>O-H···O>O-H···N>N-H···N>C-H···X 三、氢键对物质性质的影响 1、氢键的形成使物质的熔沸点升高（溶解热、气化热等都升高、蒸汽压降低）。需要额外的能量破坏分子间的氢键。 2、氢键的形成使物质的溶解度增大。在水等极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子间能形成氢键，则促使分子间的结合，使溶质的溶解度增大，如乙醇溶于水形成氢键CH3CH2O-H···O-H2，乙醚不能与水形成氢键，因此不溶。 （但是四氢呋喃可以形成氢键，溶解度大） 3、液体分子间若有氢键则黏滞性增大。例如甘油的黏度大，是因分子C3H5(OH)3间有氢键。分子晶体中若有氢键，则硬度增大，如冰。 4、氢键的形成对物质的密度有影响。例如，冰的密度小于水，可漂浮在水面上。水的密度4℃时最大。这是因为全部水分子都以氢键相邻，形成一个空旷的结构。当冰熔化时，部分氢键被破坏，空旷结构“崩溃”，液态水密度较大，但仍以(H2O)n的结构形式存在；当(H2O)n变为nH2O时，分子排列更加紧密，密度增加，但分子的热运动使体积增大，密度下降。当水从0℃升高到4℃时，第一个因素占主导地位，4℃以后第二个因素为主，因此4℃时水的密度最大（1.00g·cm-3）。 5、氢键对物质酸碱性有影响。 若酸性基团解离前形成氢键，电离过程中既要破坏O-H键，又要破坏形成的O-H键，即破坏键的数量增多，电离难度增大，导致酸性减弱。若酸性基团解离后形成氢键，导致离子的电荷更分散，新增的氢键使产物稳定，导致酸性增强。 例1.邻羟基苯甲酸的酸性__________于苯甲酸。邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，有利于羧基上H+的电离，使负离子更稳定，酸性大大增强。大于 例2.对羟基苯甲酸的酸性__________于苯甲酸。对羟基苯甲酸在解离前通过分子间氢键聚合，形成稳定的长链，既导致其在水中的溶解度下降，又导致其羧基解离变得困难，酸性大大减弱。小于 四、非常规氢键 1、X-H···π氢键。 在一个X-H···π氢键中，π键或离域π键体系作为质子的接受体。由苯基等芳基环的离域π键形成的X-H···π氢键，又称为芳香氢键。 例.氯仿在苯中的溶解度明显比在1,1,1-三氯乙烷大，正是由于氯仿能够与苯形成氢键。 2、X-H···M氢键 M是金属原子。如在｛(PtCl4)·[PtCl2(NH2Me)2]2-｝的结构中，由两个平面四方形的Pt的4配位配离子通过N-H ···Pt和N-H···Cl两个氢键结合在一起。 3、X-H···H-Y二氢键。 比较下面等电子系列的熔点，从中可以看出，在H3N-BH3晶体中，分子间存在不寻常的强烈相互作用。这使人们提出X-H···H-Y二氢键观点。 H3C-CH3：-181℃ H3C-F：-141℃ H3N-BH3：-104℃ 五、醇酚醚醛酮与水的氢键 醇酚醚醛酮都含有电负性大的氧原子，其水溶性却有不同，分别是‌： 低级醇‌（如甲醇、乙醇、丙醇）可与水任意比例互溶，随碳链增长溶解度逐渐降低（如丁醇微溶，己醇难溶）。 ‌ 苯酚‌常温下溶解度较小（9.3g/100mL，算是微溶），加热后与水形成乳浊液，加热至65℃以上可与水混溶。（顺带说一下：苯酚钠‌、‌苯甲酸钠‌等属于盐类，是易溶于水的）。 醚类，一般是难溶于水的。 ‌ 醛类，低级醛‌（如甲醛、乙醛）可溶于水，高级醛难溶。 酮类，丙酮‌等低级酮可溶于水，高级酮难溶。 ‌ 都有氧原子，为什么醚的水溶性跟醇酚醛酮不一样呢？ 1. 醚（如乙醚）的氧原子被烷基基团包围，阻碍其靠近水分子中的氢原子‌，也就是说，空间位阻阻碍了氢键的形成。 2. 醚中的氧仅与碳原子相连，二者电负性差别不太大，导致醚中的氧原子身上微小负电荷太少，不足以形成明显的氢键。例外情况：四氢呋喃和1,4-二氧六环，因其环状结构能部分接受氢键，故溶解度较高‌。 醇、酚、醛、酮、醚与水形成氢键的能力存在差异： 1. 醇与酚 醇（如乙醇）和酚（如苯酚）均含有羟基（-OH），氢原子可作为氢键供体，氧原子作为受体，因此，既能形成分子间氢键，也能与水形成氢键。 2. 醛与酮 醛（如乙醛）和酮（如丙酮）的羰基（C=O）氧原子具有孤电子对，可作为氢键受体，但分子内无氢键供体（氢原子与碳相连），因此不能形成分子间氢键，但羰基氧原子能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌ 3. 醚 醚（如乙醚）分子中氧原子有孤电子对，但无羟基或与氧相连的氢原子，因此醚不能与自身形成分子间氢键，也不能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌特殊情况:甲醛与水形成氢键不同于其他醛！HCHO溶于水时，会与水发生加成反应，几乎完全转化为甲二醇（CH₂(OH)₂），其两个羟基与水形成更强的氢键网络‌。 六、思考与讨论：如果没有氢键，这个世界会如何？ 如果没有氢键，水的沸点应低于硫化氢，也就是说，水在通常状况下是呈气态的，想想，这怎么得了？没有江河湖海，只有陆地！人体内也没有水分了，只剩下“木乃伊”。瓜果蔬菜都比打蔫了还蔫。其实，人类已无法生存了。 如果没有氢键，冰的密度应比水大（一般地，固体的密度大于液体），那么，冬天，从河底开始结冰，温度再低一点，整个河全部变成了冰，鱼，所有的水生物只有死路一条，而且是死绝。 如果没有氢键，氨气的沸点将下降，而且氨气在水里的溶解度将大大下降，那样的话，每天就会有报道：某地又有多少人在上厕所时被熏倒，尤其是夏天。 如果没有氢键，乙醇与水就不会任意比互溶，酒，就不能随意勾兑了。喝酒时，如果你渗水，立马就会被发现。 如果没有氢键，DNA双螺旋结构将无法形成，遗传密码将不存在，不敢想了，太恐怖了。 高考怎么考？ 一、思考并回答下列问题 1.氢键的本质是什么？ 静电作用 2.氢键怎么表示？ X-H···Y（X、Y可以相同也可以不同） 3.氨气溶于水，最主要的氢键是？ 4.氢键的键长怎么算？ 氢键X-H···Y的键长是指从X原子到Y原子的核间距。 5.甲醇、乙醇、水，同是O-H...O，键能一样吗？ 不一样，由于烷基的推电子作用，O-H键极性变弱，不容易形成氢键，故它们的氢键键能大小顺序为：水>甲醇>乙醇 6.氢键影响物质的哪些性质？ 主要影响物理性质（如熔沸点、密度、溶解性、黏稠度等）也包括一些化学性质（如酸碱性）等 7.水蒸气中水分子与水分子之间还存在氢键吗？ 不存在，分子距离太远 8.只有F、O、N三种元素才能形成氢键吗？ 不一定，还可能存在X-H···π氢键、X-H···M（M为金属）氢键，二氢键等。 9.分子内氢键与分子间氢键怎么影响物质的性质？ 在熔沸点方面，分子间氢键相当于在分子之间增加了额外的吸引力。要把物质从液态变成气态（沸腾），需要额外提供能量来破坏这些氢键，故熔沸点升高；分子内氢键把分子的某些部分“拉”在一起，使分子变得更紧凑、更卷曲。这种紧凑的结构降低了分子间的接触面积和范德华力，从而更容易气化。同时，分子内氢键“消耗”了本可用于形成分子间氢键的极性基团，即阻碍了分子间氢键的形成，熔沸点降低。 在溶解性方面，溶质若能与水形成分子间氢键（如醇、羧酸、糖），则易溶于水，溶解度增加；若溶质形成分子内氢键占用了溶质分子上的羟基、氨基等极性基团，使它们无法与溶剂（如水）形成分子间氢键，因此水溶性变差。 10.乙醚不能与水形成氢键吗？ 几乎不能，乙基的空间位阻效应阻碍了氢键的形成 11.甲醚、丙酮与水形成的氢键有何不同？ 甲醚中的O的电子云密度大于丙酮中的O，故甲醚与水形成的氢键强度更大 12.氨基酸与乙醇可以形成分子间氢键吗？ 可以，羟基、氨基、羧基都可以做氢键的供体和受体。 13.硅胶为什么不能干燥氨气？ 硅胶表面有大量 -OH（硅羟基），这些羟基会和碱性气体 NH3 形成氢键吸附，甚至微弱反应。 14.DNA双链中碱基通过氢键配对，其中A与T形成几个氢键？G与C形成几个氢键？ A与T形成2个氢键；G与C形成3个氢键 15.从茶叶中提取咖啡因时，使用乙醇而不用水，为什么？ 咖啡因与乙醇分子间能形成氢键且乙醇极性适中，既能与咖啡因形成氢键，又能溶解其疏水部分。 16.邻羟基苯甲酸（水杨酸）比对羟基苯甲酸的酸性强，为什么？ 邻羟基苯甲酸可形成分子内氢键，稳定其羧酸根阴离子。 17.尿素晶体中，尿素分子通过N-H···O氢键形成二维网状结构，画出其中一个氢键示意图。 18.乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互变异构，为什么烯醇式含量较高？ 烯醇式可形成分子内六元环氢键，稳定性增强。 19.药物分子中引入酰胺基（-CONH-）可增强与靶标蛋白的结合，为什么？ 酰胺基可作为氢键给体或受体，与蛋白质形成氢键相互作用。 20.乙二胺和三甲胺 [N(CH₃)₃] 均属于胺，均属于分子晶体，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，为什么？ 乙二胺分子间可以形成氢键，而三甲胺分子间不能形成氢键（空间位阻太大） 21.在 NH3BH3分子中，分子间存在的作用力有没有氢键？  有，二氢键 22.石墨烯氧化物薄膜具有高机械强度，除了片内共价键强，还有什么原因？ O 表面 / 边缘密布 —OH、—COOH、环氧基等含氧基团，相邻片的羟基 / 环氧基互相形成 O–H…O 氢键（键能～10–20 kJ/mol），大量氢键把纳米片 “铆” 在一起，不易滑移 23.为什么HF是弱酸？ F-与H3O+、未电离的HF以氢键缔合，大大降低了HF电离能力，另外HF分子以氢键缔合为（HF）n，HF有效浓度降低，电离能力也随之降低，故HF为弱酸。 24、为什么硝酸易挥发？ 硝酸能形成分子内氢键，降低了分子间作用力 25、为什么浓硫酸、磷酸、甘油具有粘性？ 由于分子间可形成众多的氢键，增强了分子间作用力，故这些物质通常为粘稠状。 26、为什么碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠？ 能形成分子内氢键（形成多聚离子），导致溶解度下降。 27、什么情况下高聚物可溶于水？ 高聚物结构单元中若存在羧基、酰胺基、羟基等基团很容易产生氢键作用，则可溶于水 28、氢氧化钠溶于水，氢氧根离子与水分子之间是否存在氢键？ 是，而且非常强。 29、氟化氢溶于氟化钾，氟离子与氟化氢之间是否存在氢键？ 是，也非常强 二、近年高考中对氢键的考查 1、氢键概念 （2022湖南卷）氢键、离子键和共价键都属于化学键。 错，氢键是分子间作用力，不是化学键 2、分子缔合 （2021浙江卷）用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比（相对分子质量）为120的峰，原因是 ________________________________________________ 乙酸分子在气态（尤其是温度不太高、压力不太低时）会通过两个分子间的氢键形成非常稳定的环状二聚体。 3、氢键的表示 （2022全国甲卷）固态HF中存在（HF）n形式，画出（HF）3的链状结构___________________________ 4、氢键的结构 （2023湖北卷）中科院院士研究发现，纤维素可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后不稳定，加入尿素可得到室温下稳定的溶液，为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是      A．纤维素是自然界分布广泛的一种多糖 B．纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键 C．NaOH提供破坏纤维素链之间的氢键 D．低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性 D，低温下，纤维素可溶于氢氧化钠溶液，而恢复至室温后不稳定，所以低温升高了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解性。 5、特殊氢键 与NH3BH3原子总数相等的等电子体为____________，其熔点比NH3BH3____________，原因是在NH3BH3分子之间存在____________，又称双氢键。 C2H6；低；与的静电引力 6、氢键对物质溶沸点的影响 （2023辽宁卷）比较上述两种物质谁的亲水性更好，为什么？_________________________________________ 开环螺吡喃亲水性更好，O原子带负电荷更易形成氢键。 (2021山东卷)在水中的溶解度吡啶远大于苯，原因是_________________________________________________ 吡啶的N能与水形成氢键 （2021重庆卷）H2O和H2O2都能与水以任意比例互溶，原因是_____________________________________ 它们能与水形成数目多、强度大的氢键 （2022浙江卷）HCON(CH3)2的相对原子质量比HCONH2大，但其沸点反而比HCONH2低，为什么？ __________________________________________________________________________ HCON(CH3)2的分子间只有范德华力，HCONH2分子间还存在氢键，故HCON(CH3)2沸点低。 7、氢键对物质挥发性的影响 （2021浙江卷）解释乙醇的挥发性比水强原因 ___________________________________________________________________________________ 乙醇分子间形成的氢键强度小于水，数目小于水，且乙醇分子的空间位阻效应较大，阻碍氢键的形成，故乙醇分子间作用力小于水，则乙醇的挥发性比水强。 三、针对性练习 1、高分子Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如下。 下列说法不正确的是B A．F中含有2个酰胺基 B．高分子Y水解可得到E和G C．高分子X中存在氢键 D．高分子Y的合成过程中进行了官能团保护 2、能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出)，下列有关该化合物的描述不正确的是D A．图中球①代表原子团 B．该化合物易溶于水 C．作还原剂时，该化合物释放H+ D．氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 3、氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______(填序号)。ac a. N2H4和 AlH3  　　 b. C3H6和C3H8  　    c. B2H6和HCN   　   d. H2O2和 H2O 4、是片状晶体，结构如图，一元弱酸，下列说法不正确的是B A．晶体中有氢键和范德华力 B．在水中电离 C．能与乙醇反应 D．可表示为 5、碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 6、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D 选项 性质差异 结构因素 A 沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃) 分子间作用力 B 熔点：(1040℃)远高于(178℃升华) 晶体类型 C 酸性：()远强于() 羟基极性 D 溶解度(20℃)：(29g)大于(8g) 阴离子电荷 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中化学精讲专题 高中化学二轮专题之 氢键 一、氢键的形成和本质 以H2O分子为例。 氧原子以sp3不等性杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道成键，形成H2O分子，但由于氧的电负性（3.44）比氢的电负性（2.2）大得多，分子中O-H共用电子对强烈地偏向氧原子一边，使氧带较多的负电荷，而氢原子几乎变为“裸露”的质子。这个半径（10-3pm）很小又带正电性的质子，与另一个水分子中O的孤对电子（负电荷密度大）接近时，会发生较强烈的静电吸引，结果水分子间构成O-H···O氢键而缔合起来。 可见，氢键是由电负性大的原子X与氢形成的X-H和另一分子中电负性大的原子Y的孤对电子间因静电吸引所产生的一种力，表示为： X-H···Y 氢键的键长是指从X原子到Y原子的核间距。氢键的本质基本上是静电作用。 在人教版选择性必修二58页，给出了某些氢键的键能和键长，根据该表可知氢键强弱O-H···O>N-H···N。 二、氢键的形成条件、类型和特点 1、形成条件 由上述分析知氢键形成的条件：①分子中必须含有X-H键（供体）；②X和Y原子的电负性要大，体积要小，且形成分子后要有孤对电子，通常是F、O、N原子（受体）；③X、Y可以是相同原子，也可以是不同原子。 2、类型 氢键有两类：①分子间氢键，如HF、H2O、NH3等，分子间氢键使物质熔沸点升高；②分子内氢键，如HNO3、邻硝基苯酚等，分子内氢键使物质熔沸点降低。（分子内氢键阻碍分子间氢键的形成） 3、特点 （1）具有方向性和饱和性。当X-H与Y成键时，X-H的键轴尽可能与Y的孤对电子的对称轴保持方向一致，即尽可能使X-H···Y在同一直线上，这样使Y的电子云密度最大限度接近氢原子，X与Y的距离最远，两原子的电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最牢固，体系最稳定。分子间氢键的键角∠XHY=180°时，氢键最强，角度过小氢键不稳定。“裸露”的氢核非常小，形成X-H···Y时，体积小的H可看成是镶嵌在Y孤对电子的电子云中，如果与另一个Y结合，要受到电子云之间的排斥，因此不能再形成氢键，这就是氢键的饱和性。 氢键的饱和性与方向性与氢键是静电作用的本质不太一致。随着现代测试技术的发展以及晶体生长手段的掌握，对大量晶体的培养与测试发现，除F、O、N原子的化合物中存在氢键外，C-H键、Cl-H键也能与F、O、N甚至C形成更弱的氢键。这些弱的氢键常不遵守方向性和饱和性，当H···Y间距离较远时，一个Y原子可同时与几个H形成氢键。 （2）氢键的键能小。氢键的键能是指X-H···Y-R分解成X-H和Y-R所需要的能量，单位为kJ·mol-1。氢键键能的大小与X、Y的电负性有关，电负性越大，键能越大，氢键越强；还与Y原子的半径有关，半径减小，键能增大。常见氢键的强弱次序如下： F-H···F>O-H···O>O-H···N>N-H···N>C-H···X 三、氢键对物质性质的影响 1、氢键的形成使物质的熔沸点升高（溶解热、气化热等升高，蒸汽压降低）。需要额外的能量破坏分子间的氢键。 2、氢键的形成使物质的溶解度增大。在水等极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子间能形成氢键，则促使分子间的结合，使溶质的溶解度增大，如乙醇溶于水形成氢键CH3CH2O-H···O-H2，乙醚不能与水形成氢键，因此不溶。 （但是四氢呋喃可以形成氢键，溶解度大） 3、液体分子间若有氢键则黏滞性增大。例如甘油的黏度大，是因分子C3H5(OH)3间有氢键。分子晶体中若有氢键，则硬度增大，如冰。 4、氢键的形成对物质的密度有影响。例如，冰的密度小于水，可漂浮在水面上。水的密度4℃时最大。这是因为全部水分子都以氢键相邻，形成一个空旷的结构。当冰熔化时，部分氢键被破坏，空旷结构“崩溃”，液态水密度较大，但仍以(H2O)n的结构形式存在；当(H2O)n变为nH2O时，分子排列更加紧密，密度增加，但分子的热运动使体积增大，密度下降。当水从0℃升高到4℃时，第一个因素占主导地位，4℃以后第二个因素为主，因此4℃时水的密度最大（1.00g·cm-3）。 5、氢键对物质酸碱性有影响。 若酸性基团解离前形成氢键，电离过程中既要破坏O-H键，又要破坏形成的O-H键，即破坏键的数量增多，电离难度增大，导致酸性减弱。若酸性基团解离后形成氢键，导致离子的电荷更分散，新增的氢键使产物稳定，导致酸性增强。 例1.邻羟基苯甲酸的酸性__________于苯甲酸。邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，有利于羧基上H+的电离，使负离子更稳定，酸性大大增强。 例2.对羟基苯甲酸的酸性__________于苯甲酸。对羟基苯甲酸在解离前通过分子间氢键聚合，形成稳定的长链，既导致其在水中的溶解度下降，又导致其羧基解离变得困难，酸性大大减弱。 四、非常规氢键 1、X-H···π氢键。 在一个X-H···π氢键中，π键或离域π键体系作为质子的接受体。由苯基等芳基环的离域π键形成的X-H···π氢键，又称为芳香氢键。 例.氯仿在苯中的溶解度明显比在1,1,1-三氯乙烷大，正是由于氯仿能够与苯形成氢键。 2、X-H···M氢键 M是金属原子。如在｛(PtCl4)·[PtCl2(NH2Me)2]2-｝的结构中，由两个平面四方形的Pt的4配位配离子通过N-H ···Pt和N-H···Cl两个氢键结合在一起。 3、X-H···H-Y二氢键。 比较下面等电子系列的熔点，从中可以看出，在H3N-BH3晶体中，分子间存在不寻常的强烈相互作用。这使人们提出X-H···H-Y二氢键观点。 H3C-CH3：-181℃ H3C-F：-141℃ H3N-BH3：-104℃ 五、醇酚醚醛酮与水的氢键 醇酚醚醛酮都含有电负性大的氧原子，其水溶性却有不同，分别是‌： 低级醇‌（如甲醇、乙醇、丙醇）可与水任意比例互溶，随碳链增长溶解度逐渐降低（如丁醇微溶，己醇难溶）。 ‌ 苯酚‌常温下溶解度较小（9.3g/100mL，算是微溶），加热后与水形成乳浊液，加热至65℃以上可与水混溶。（顺带说一下：苯酚钠‌、‌苯甲酸钠‌等属于盐类，是易溶于水的）。 醚类，一般是难溶于水的。 ‌ 醛类，低级醛‌（如甲醛、乙醛）可溶于水，高级醛难溶。 酮类，丙酮‌等低级酮可溶于水，高级酮难溶。 ‌ 都有氧原子，为什么醚的水溶性跟醇酚醛酮不一样呢？ 1. 醚（如乙醚）的氧原子被烷基基团包围，阻碍其靠近水分子中的氢原子‌，也就是说，空间位阻阻碍了氢键的形成。 2. 醚中的氧仅与碳原子相连，二者电负性差别不太大，导致醚中的氧原子身上微小负电荷太少，不足以形成明显的氢键。例外情况：四氢呋喃和1,4-二氧六环，因其环状结构能部分接受氢键，故溶解度较高‌。 醇、酚、醛、酮、醚与水形成氢键的能力存在差异： 1. 醇与酚 醇（如乙醇）和酚（如苯酚）均含有羟基（-OH），氢原子可作为氢键供体，氧原子作为受体，因此，既能形成分子间氢键，也能与水形成氢键。 2. 醛与酮 醛（如乙醛）和酮（如丙酮）的羰基（C=O）氧原子具有孤电子对，可作为氢键受体，但分子内无氢键供体（氢原子与碳相连），因此不能形成分子间氢键，但羰基氧原子能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌ 3. 醚 醚（如乙醚）分子中氧原子有孤电子对，但无羟基或与氧相连的氢原子，因此醚不能与自身形成分子间氢键，也不能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌特殊情况:甲醛与水形成氢键不同于其他醛！HCHO溶于水时，会与水发生加成反应，几乎完全转化为甲二醇（CH₂(OH)₂），其两个羟基与水形成更强的氢键网络‌。 六、思考与讨论：如果没有氢键，这个世界会如何？ 高考怎么考？ 一、思考并回答下列问题 1.氢键的本质是什么？ 2.氢键怎么表示？ 3.氨气溶于水，最主要的氢键是？ 4.氢键的键长怎么算？ 5.甲醇、乙醇、水，同是O-H...O，键能一样吗？ 6.氢键影响物质的哪些性质？ 7.水蒸气中水分子与水分子之间还存在氢键吗？ 8.只有F、O、N三种元素才能形成氢键吗？ 9.分子内氢键与分子间氢键怎么影响物质的性质？ 10.乙醚不能与水形成氢键吗？ 11.甲醚、丙酮与水形成的氢键有何不同？ 12.氨基酸与乙醇可以形成分子间氢键吗？ 13.硅胶为什么不能干燥氨气？ 14.DNA双链中碱基通过氢键配对，其中A与T形成几个氢键？G与C形成几个氢键？ 15.从茶叶中提取咖啡因时，使用乙醇而不用水，为什么？ 16.邻羟基苯甲酸（水杨酸）比对羟基苯甲酸的酸性强，为什么？ 17.尿素晶体中，尿素分子通过N-H···O氢键形成二维网状结构，画出其中一个氢键示意图。 18.乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互变异构，为什么烯醇式含量较高？ 19.药物分子中引入酰胺基（-CONH-）可增强与靶标蛋白的结合，为什么？ 20.乙二胺和三甲胺 [N(CH₃)₃] 均属于胺，均属于分子晶体，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，为什么？ 21.在 NH3BH3分子中，分子间存在的作用力有没有氢键？  22.石墨烯氧化物薄膜具有高机械强度，除了片内共价键强，还有什么原因？ 23.为什么HF是弱酸？ 24、为什么硝酸易挥发？ 25、为什么浓硫酸、磷酸、甘油具有粘性？ 26、为什么碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠？ 27、什么情况下高聚物可溶于水？ 28、氢氧化钠溶于水，氢氧根离子与水分子之间是否存在氢键？ 29、氟化氢溶于氟化钾，氟离子与氟化氢之间是否存在氢键？ 二、近年高考中对氢键的考查 1、氢键概念 （2022湖南卷）氢键、离子键和共价键都属于化学键。 2、分子缔合 （2021浙江卷）用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比（相对分子质量）为120的峰，原因是 ________________________________________________ 3、氢键的表示 （2022全国甲卷）固态HF中存在（HF）n形式，画出（HF）3的链状结构___________________________ 4、氢键的结构 （2023湖北卷）中科院院士研究发现，纤维素可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后不稳定，加入尿素可得到室温下稳定的溶液，为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是      A．纤维素是自然界分布广泛的一种多糖 B．纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键 C．NaOH提供破坏纤维素链之间的氢键 D．低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性 5、特殊氢键 与NH3BH3原子总数相等的等电子体为____________，其熔点比NH3BH3____________，原因是在NH3BH3分子之间存在____________，又称双氢键。 6、氢键对物质溶沸点的影响 （2023辽宁卷）比较上述两种物质谁的亲水性更好，为什么？_________________________________________ (2021山东卷)在水中的溶解度吡啶远大于苯，原因是_________________________________________________ （2021重庆卷）H2O和H2O2都能与水以任意比例互溶，原因是_____________________________________ （2022浙江卷）HCO(CH3)2的相对原子质量比HCONH2大，但其沸点反而比HCONH2低，为什么？ __________________________________________________________________________ 7、氢键对物质挥发性的影响 （2021浙江卷）解释乙醇的挥发性比水强原因 ___________________________________________________________________________________ 三、针对性练习 1、高分子Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如下。 下列说法不正确的是 A．F中含有2个酰胺基 B．高分子Y水解可得到E和G C．高分子X中存在氢键 D．高分子Y的合成过程中进行了官能团保护 2、能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出)，下列有关该化合物的描述不正确的是 A．图中球①代表原子团 B．该化合物易溶于水 C．作还原剂时，该化合物释放H+ D．氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 3、氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______(填序号)。 a. N2H4和 AlH3  　　 b. C3H6和C3H8  　    c. B2H6和HCN   　   d. H2O2和 H2O 4、是片状晶体，结构如图，一元弱酸，下列说法不正确的是 A．晶体中有氢键和范德华力 B．在水中电离 C．能与乙醇反应 D．可表示为 5、碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 6、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 沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃) 分子间作用力 B 熔点：(1040℃)远高于(178℃升华) 晶体类型 C 酸性：()远强于() 羟基极性 D 溶解度(20℃)：(29g)大于(8g) 阴离子电荷 2 学科网（北京）股份有限公司 $