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分子间作用力
【核心素养发展目标】
1．掌握范德华力、氢键的概念，理解氢键形成的条件及氢键的存在，学会氢键的表示方法
2．通过范德华力、氢键对物质性质影响的探析，形成“结构决定性质”的认知模型
【主干知识梳理】
一、范德华力及其对物质性质的影响
1．概念：物质的分子之间存在着相互作用力，把这类分子间作用力称为范德华力
【微点拨】降温或加压气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着相互作用力
2．实质：电性引力
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，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力(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
范德华力与化学键大小的比较
分子 CO Ar HI HBr HCl
范德华力 (kJ/mol) 8.75 8.50 26.00 23.11 21.14
共价键键能 (kJ/mol) 745 298.7 366 431.8
(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，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点、沸点也就越高
如：HCl＜HBr＜HI
范德华力与相对分子质量的关系
相对分子质量 范德华力(kJ/mol) 熔点/ C 沸点/ C
HCl 36.5 21.14 －114.8 －84.9
HBr 81 23.11 －98.5 －67
HI 128 26.00 －50.8 －35.4
(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，物质的熔沸点也就越高，如：CO＞N2
范德华力与分子的极性的关系
相对分子质量 分子的极性 熔点/ C 沸点/ C
CO 28 极性分子 －205.05 －191.49
N2 28 非极性分子 －210.00 －195.81
(3)分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越弱
如：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯，正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
【微点拨】范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键(键能)主要影响物质的化学性质(分子的稳定性)
【对点训练1】
1．下列关于范德华力的叙述中，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问题
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，故破坏分子间的范德华力不需要消耗能量
2．卤素单质从F2到I2在常温常压下的聚集态由气态、液态到固态的原因是(　　)
A．原子间的化学键键能逐渐减小 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
二、氢键及其对物质性质的影响
1．氢键的形成：当氢原子与电负性很大的F、O、N原子形成H－F、H－O、H－N共价键时，由于F、O、N的电负性比氢大得多，致使这些共价键的电子对会强烈的偏向F、O、N原子的一边，会使F、O、N原子带有“少量的负电荷”，而氢原子带有“少量的正电荷”，结果使H原子几乎成为“裸露”的质子，从而带有较强的正电荷，具有很强的吸引电子的能力。这样带正电的核就能与另一个(HF、H2O、NH3)分子中的F、O、N原子的孤对电子相互吸引和发生一定程度的轨道重叠作用，这种分子间的作用力就是氢键。如：F－H···F
2．氢键的定义：由已经与电负性很大的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中非金属性很强的原子(如水中的氧)之间的作用力。氢键是比分子间作用力强的分子间作用，但它不是化学键，仍属于分子间作用力的范畴
3．氢键的本质：静电相互作用，它比化学键弱得多，但比范德华力强，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力
4．氢键的形成条件
(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如：H2O中的氢原子
(2)要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如：H2O中的氧原子
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小
5．氢键的表示方法
氢键的通式可用X－H···Y表示，其中X和Y为F、O、N，“－”表示共价键，“···”表示氢键
【微点拨】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键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中
6．氢键的特征
(1)氢键具有一定的饱和性：每一个X－H只能与一个Y原子形成氢键，原因是H原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X－H···Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将会阻碍一个Y原子与氢原子靠近形成氢键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性
(2)氢键具有一定的方向性：X－H···Y三个原子一般在同一方向上，原因是在这样的方向上可使X与Y尽量远离，使两原子电子云之间的排斥力最小，体系能量最低，形成的氢键最强，体系最稳定，所以氢键还具有方向性
7．氢键的类型
氢键不是化学键，仅为一种分子间作用力，氢键可分为分子间氢键和分子内氢键，分子间氢键由两分子形成，而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键的原子和原子团，如：邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在的氢键就属于分子内氢键，而HF分子间、NH3 与H2O分子间则属于分子间氢键
HF分子间存在分子间氢键 邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
F－H···F－H
8．氢键的键能
(1)氢键的键能：指X－H···Y分解为X－H和Y所需的能量。因氢键不是化学键，所以比化学键弱很多，但比范
德华力稍强，如：H－F键能为565 kJ·mol－1，而F－H···F氢键作用力只有28 kJ·mol－1
(2)氢键键能大小的比较方法：在X－H···Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强
9．氢键对物质性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响
①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高：分子间有氢键的物质熔化或汽化时，除了要克服纯粹的分子
间作用力外，还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高，如：HF、H2O、NH3沸点反常
②当形成分子内氢键时，往往会降低分子间作用力，从而使物质的熔、沸点降低
如：邻羟基苯甲醛(熔点：2℃，沸点：196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点：115℃，沸点：250℃)
(2)对溶解度的影响：在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则物质的溶解度增大
如：NH3极易溶于水，因为NH3与H2O之间能形成氢键()，且两者都是极性分子
(3)对物质密度的影响(以水为例)：在水中，一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子是沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有水分子全部缔合——结冰后，所有的水分子按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度
(4)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
(5)对物质相对分子质量的影响：在一定条件下测定HF、H2O的相对分子质量时，测定结果偏大的原因是HF分子间及H2O分子间通过氢键形成了(HF)n、(H2O)n等缔合分子
【对点训练2】
1．下列说法中不正确的是(　　)
A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键
B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C．只有电负性很大、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强
2．关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A．由于冰中的水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水
B．可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大
C．分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高
D．水加热到很高的温度都难以分解，这是由于氢键所致
3．下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。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＞②＞①＞④ D．①＞④＞③＞②
4．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
5．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
6．氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)
A． B．
C． D．
7．已知各种硝基苯酚的性质如下表，下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是(　　)
名称 结构式 25 ℃水中溶解度/g 熔点/℃ 沸点/℃
邻硝基苯酚 INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-252.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-252.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-252.TIF" \* MERGEFORMATINET 0.2 45 100
间硝基苯酚 1.4 96 194
对硝基苯酚 1.7 114 295
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
8．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"RJ170.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\共享文件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ170.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．1 mol H3BO3的晶体中有6 mol极性共价键
D．1 mol H3BO3的晶体中有6 mol氢键
三、范德华力、氢键、共价键的比较
概念 范德华力 氢键 共价键
含义 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒 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。键长越小，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，物质熔、沸点升高，如熔、沸点：CF4＜CCl4，F2＜Cl2＜Br2＜I2 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，HF＞HCl，NH3＞PH3 共价键键能越大，含有该共价键分子的热稳定性越强
【微点拨】范德华力只存在于分子之间，但金刚石、SiO2等由共价键形成的晶体的微粒之间不存在范德华力
【对点训练3】
1．下列现象与化学键有关的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高 B．H2O的沸点高于H2S的沸点
C．H2O在高温下难分解 D．干冰升华
2．下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是(　　)
A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键 B．分子间作用力包括氢键和范德华力
C．水、冰中都含氢键 D．分子间一定存在分子间作用力
3．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 沸点：H2O高于H2S
C 分子间的作用力：H2O＞H2S 稳定性：H2O强于H2S
D 相对分子质量：HI＞HCl 沸点：HI高于HCl
【课时跟踪检测】
1．下列关于范德华力的叙述正确的是(　　)
A．是一种较弱的化学键 B．分子间存在的较强的电性作用
C．直接影响物质的熔、沸点 D．稀有气体的原子间存在范德华力
2．下列叙述正确的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间的作用力大小有关
B．NH3是非极性分子
C．稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大
D．干冰汽化时破坏了共价键
3．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：CH3CH3C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高
4．在化学上，常用一条短线表示一个化学键，如图所示的有关结构中，虚线不表示化学键或分子间作用力的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2017\\同步\\化学\\人教 选修3\\F18.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2017\\同步\\化学\\人教 选修3\\F19.TIF" \* MERGEFORMAT
5．下列物质的变化，破坏的主要是分子间作用力的是(　　)
A．Na2CO3·10H2O失水变为Na2CO3 B．KCl溶于水
C．将液溴加热变为气态 D．NH4Cl受热分解
6．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
7．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．范德华力仅影响物质的部分物理性质
8．人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是(　　)
A．蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板
B．蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上
C．蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力”使蜘蛛不致坠落
D．蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体
9．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
10．“冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE "I:\\王真\\2023\\一轮\\化学 人教版新教材 大一轮\\教师word\\X12-33.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "I:\\王真\\2023\\一轮\\化学 人教版新教材 大一轮\\教师word\\X12-33.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "I:\\王真\\2023\\一轮\\化学 人教版新教材 大一轮\\教师word\\X12-33.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "I:\\王真\\2023\\一轮\\大一轮 化学 人教版新教材\\教师word\\X12-33.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少
D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
11．液氨、液氯、清洗剂、萃取剂等重点品种使用企业和白酒企业，应加强储罐区、危化品库房、危化品输送等的管理，确保化工生产安全。下列说法正确的是(　　)
A．液氨中只存在范德华力
B．液氨分子间作用力强，所以其稳定性大于PH3
C．液氯挥发导致人体吸入后中毒，是因为液氯分子中的共价键键能较小
D．萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点
12．下列说法错误的是 (　　)
A．卤化氢中，HF的沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
D．氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
13．关于氢键及范德华力，下列说法正确的是(　　)
A．氢键比范德华力强，所以它属于化学键
B．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
C．沸点：HI＞HBr＞HCl＞HF
D．H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O分子之间形成氢键所致
14．二甘醇可用作溶剂、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．分子间能形成氢键
C．分子间不存在范德华力 D．分子中含σ键和π键
15．甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，以下说法正确的是(　　)
A．甲醛分子间可以形成氢键 B．甲醛分子和甲醇分子内C原子均采取sp2杂化
C．甲醛为非极性分子 D．甲醇的沸点远高于甲醛的沸点
16．下列与氢键有关的说法中错误的是(　　)
A．氨水中存在分子间氢键
B．形成氢键A－H…B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．DNA双螺旋结构中，两个螺旋链通过氢键结合
17．下列选项不能用学过的氢键知识进行解释的是(　　)
A．相对分子质量小的醇与水互溶，而相对分子质量较大的醇则不溶于水
B．氨易液化，而氮气不容易液化
C．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键
D．邻羟基苯甲醛()的沸点比对羟基苯甲醛()的沸点低
18．下列与氢键有关的说法中错误的是(　　)
A．卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低
C．氨水中存在分子间氢键
D．形成氢键A—H…B—的三个原子总在一条直线上
19．有关氢键的下列说法正确的是(　　)
A．氢键比范德华力强，是氢元素与其他元素形成的一种特殊的化学键
B．氢键是乙醇熔、沸点比乙烷高的原因之一
C．只有分子之间才可能形成氢键
D．HF是一种非常稳定的化合物，这是由于氟化氢分子之间氢键的键能大所致
20．比较下列化合物的沸点，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．对羟基苯甲醇()与邻羟基苯甲醇()
D．H2O与H2Te
21．画出氢氟酸溶液中可能存在的氢键形式：____________________________________________________
22．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)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)＞　　　　＞　　　　
(3)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
INCLUDEPICTURE"RJ171.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\化学人教选2\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2022\\课件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\共享文件\\2023（春）化学 选择性必修2 人教版（新教材）鲁琼湘冀（双选）\\教师Word文档\\第二章 分子结构与性质\\第三节　分子结构与物质的性质\\RJ171.TIF" \* MERGEFORMATINET
23．根据下列表1和表2数据，回答问题：
表1　ⅤA、ⅥA、ⅦA族氢化物的沸点
化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃
NH3 －33.3 H2O 100 HF 19.5
PH3 －87.4 H2S －60.7 HCl －84
AsH3 －62 H2Se －42 HBr －67.0
SbH3 a H2Te －1.8 HI －35.4
表2　常见物质的沸点
结构简式 分子式 相对分子质量 沸点/℃
①H—OH H2O 18 100
②CH3OH(甲醇) CH4O 32 64
③CH3CH2OH(乙醇) C2H6O 46 78
④CH3COOH(乙酸) C2H4O2 60 118
⑤CH3COCH3(丙酮) C3H6O 58 56
⑥CH3CH2CH2OH(丙醇) C3H8O 60 97
⑦CH3CH2OCH3(甲乙醚) C3H8O 60 11
(1)表1中a的范围是________
(2)根据表1数据，同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是____________________________________________
(3)根据表2沸点数据找规律，由②③⑥得出：________________________________________________________；
由①④⑥得出：__________________________________________________________________
【分子间作用力】答案
【对点训练1】
1．B。解析：范德华力的实质也是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是粒子间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。
2．B。解析：卤素单质从F2到I2结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，分子的熔、沸点依次升高。
【对点训练2】
1．A。解析：并不是所有含氢元素的化合物都能形成氢键，氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中。氢键不是化学键，是介于范德华力和化学键之间的特殊作用力，本质上也是一种静电作用。
2．B。解析：A项，由于冰中的水分子间存在氢键，增大了分子之间的距离，所以其密度小于液态水，错误；B项，由于水分子之间存在氢键，使水分子通常以几个分子缔合的形式存在，所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大，正确；C项，分子间氢键使熔、沸点升高，而分子内氢键则会使熔、沸点降低，错误；D项，水加热到很高的温度都难以分解，这是由于分子内的H—O共价键强的缘故，与分子间的氢键无关，错误。
3．A。解析：F、O、N的电负性依次降低，F—H、O—H、N—H的极性依次降低，故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N。
4．C。解析：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分子间也存在氢键，增强了分子间作用力，使NH3易液化；H2O分子间有氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点高于H2S；NH3比PH3稳定，原因是N—H键的键能比P—H键的键能大，与氢键无关。
5．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键与另一分子中中的O可在分子间形成氢键，同一分子中的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。
6．B。解析：从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以以B方式结合空间阻力最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2O??NH＋OH－可知答案是B。
7．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。
8．C。解析：硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3个共用电子对，氢原子最外层只有1个电子，与氧原子形成1个共用电子对，因此B原子和H原子最外层都不满足8电子稳定结构，故A错误；分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关，与氢键无关，故B错误；1 mol H3BO3的晶体中有3 mol B—O键和3 mol O—H键，则1 mol H3BO3的晶体中有6 mol极性共价键，故C正确；1个H3BO3分子对应6个氢键，1个氢键为2个H3BO3分子共用，因此含有1 mol H3BO3分子的晶体中有3 mol氢键，故D错误。
【对点训练3】
1．C。解析：卤素单质分子间存在范德华力，且相对分子质量越大，范德华力越大，单质的熔点也越高，A项不符合题意。由于H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点比H2S的高，B项不符合题意。由于H—O的键能较大，在较高温度时也难以断裂，所以H2O很稳定，在高温下难分解，C项符合题意。干冰升华时需要克服范德华力，而CO2分子中的化学键并没有断裂，D项不符合题意。
2．A。解析：水是一种稳定的化合物，是因为含有O—H共价键；水和冰分子中都存在氢键。
3．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【课时跟踪检测】
1．D。解析：范德华力是分子间存在的较弱的相互作用，它不是化学键且比化学键弱得多，只能影响由分子构成的物质的熔、沸点；稀有气体为单原子分子，分子之间靠范德华力相结合。
2．A。解析：A项，从F2→I2，相对分子质量增大，分子间的作用力增大，熔、沸点升高；B项，NH3是极性分子；C项，稀有气体分子为单原子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个)；D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。
3．D
4．C。解析：C项，氯原子和氯原子之间无化学键和分子间作用力，只表示其相对位置；A项，实线表示共价键，虚线表示分子间作用力；B、D项，实线和虚线均表示共价键。
5．C。解析：Na2CO3·10H2O失水破坏的是化学键；KCl溶于水，会破坏离子键；液溴由液态变为气态，破坏的是分子间作用力；NH4Cl受热分解，破坏的是化学键。
6．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。
7．D。解析：范德华力是一种分子间作用力，因此范德华力不会影响物质的化学性质，只影响物质的部分物理性质。
8．C。解析：蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力。
9．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强，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作用力的缘故；HF比HCl稳定是由于H—F键能比H—Cl键能大的缘故；H2O分子中的—OH氢原子比C2H5OH中的—OH氢原子更活泼是由于—C2H5的影响使O—H极性减弱的缘故。
10．A。解析：水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；固态冰中，1个水分子与周围的4个水分子通过氢键相连接，从而形成空间网状结构，B正确；“准液体”中，水分子间的距离不完全相等，所以1个水分子与少于4个的水分子间形成氢键，形成氢键的机会比固态冰中少，C正确；当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，造成冰面变滑，D正确。
11．D。解析：液氨中还存在共价键、氢键等作用力，A项错误；分子间作用力只影响物质的物理性质，与其稳定性无关，B项错误；由于液氯中Cl2分子间的作用力弱，液氯沸点低，极易挥发而被人体吸入引起中毒，与共价键键能大小无关，C项错误；由于CCl4与CH4结构相似，且均为共价化合物，CCl4的相对分子质量大于CH4，其沸点也高于CH4的沸点，D项正确。
12．C。解析：HF分子之间存在氢键，故熔、沸点相对较高，A正确；能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高，邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，B正确；H2O分子最多与周围H2O分子形成4个氢键，而HF分子最多与周围HF分子形成两个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，所以H2O的熔、沸点高，C错误；氨气分子和水分子间形成氢键，导致氨气极易溶于水，D正确。
13．B。解析：氢键比范德华力强，但它不属于化学键，氢键是分子间作用力，故A项错误；分子间氢键的存在，大大加强了分子间的作用力，使物质的熔、沸点升高，故B项正确；结构和组成相似的共价化合物，相对分子质量越大，物质的沸点越高，但HF中存在氢键，导致HF的沸点比卤族其他元素的氢化物的沸点高，沸点大小为HF＞HI＞HBr＞HCl，故C项错误；氢键只影响物质的物理性质，不影响化学性质，故D项错误。
14．B。解析：二甘醇的分子式为C4H10O3，不符合通式CnH2nO3；二甘醇分子之间能形成O—H…O—，也存在范德华力；分子中只有σ键，不含π键。
15．D。解析：甲醛分子中，H原子与C原子相连，碳元素的电负性相对较小，甲醛分子间不能形成氢键，故A错误；HCHO中C原子采取sp2杂化，CH3OH分子中C原子采取sp3杂化，故B错误；甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，为极性分子，故C错误；甲醇分子之间形成氢键，甲醛分子之间不能形成氢键，故甲醇的沸点高于甲醛的沸点，故D正确。
16．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，使氟化氢分子间的作用力增大，所以氟化氢的沸点较高，C正确；DNA双螺旋的两个螺旋链通过氢键相结合，D正确。
17．C。解析：相对分子质量小的醇中羟基所占的质量分数大，所以与水形成的氢键多、二者互溶，A项不符合题意；氨气压缩时，可以形成同种分子之间的氢键，所以容易液化，而氮气分子之间没有氢键，所以难被液化，B项不符合题意；甲烷分子与水分子之间不是靠氢键结合的，C项符合题意；邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键( INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-251.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-251.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-251.TIF" \* MERGEFORMATINET )，所以分子与分子之间氢键的数量变少，而对羟基苯甲醛分子内由于氢原子与氧原子的距离较远，所以只能形成分子间氢键()，从而使分子间作用力增大，沸点升高，D项不符合题意。
18．D。解析：HF分子间存在氢键F—H…F—，使氟化氢分子间作用力增大，所以卤化氢中氟化氢的沸点较高，A正确；邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B正确；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，C正确；氢键具有一定的方向性，但形成氢键的原子不一定在一条直线上，如，故D错误。
19．B。解析：相邻原子间强烈的相互作用是化学键，氢键是分子间的作用力，所以氢键不是化学键，故A错误；乙醇的熔、沸点比含相同碳原子的烷烃的熔、沸点高的主要原因是乙醇分子之间易形成氢键，故B正确；氢键有分子内和分子间氢键，所以不一定只有分子之间才可能形成氢键，故C错误；氢键只影响物质的物理性质，HF是一种非常稳定的化合物，这是由于氢氟键的键能大所致，故D错误。
20．B。解析：氢键分为两类：存在于分子之间时，称为分子间氢键；存在于分子内部时，称为分子内氢键。同类物质相比，分子内形成氢键的物质的熔、沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔、沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醇等容易形成分子内氢键，沸点较低，而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醇则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确，C选项错误；对于A选项，由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点(78.5 ℃)高于氯乙烷的沸点(12.3 ℃)；同样道理，D选项中，H2O的沸点(100 ℃)高于H2Te的沸点。
21．F—H…F，O—H…O，F—H…O，O—H…F
22．(1)O—H键　氢键　范德华力
(2)NH3　AsH3　PH3　
(3)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)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。
(3)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。
23．(1)－62＜a＜－33.3
(2)同主族元素简单氢化物沸点随相对分子质量增大而升高，如果含氢键，该氢化物沸点最高
(3)组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高　
分子间存在氢键，会使其沸点升高，分子极性越大，氢键越强，沸点越高
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