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第二章 分子结构和性质
第三节 分子结构与物质的性质
第2课时 分子间作用力及其对物质性质的影响
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．认识分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2．了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。 3．了解分子内氢键和分子内氢键在自然界中的广泛存在和重要作用。 重点：分子间作用力及其对物质性质的影响。 难点：分子内氢键。
一、分子间的作用力
1．概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
2．分类：分子间作用力最常见的是__________和__________。
3．强弱：范德华力氢键化学键。
二、范德华力及其对物质性质的影响
1．概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。
2．存在范围：范德华力存在于由共价键形成的少数__________________、绝小少数__________________及没有化学键的_______________分子间。但像二氯化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中_________范德华力。
3．特征：
(1)范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间__________________时才有分子间的相互作用力。
(2)范德华力很弱，比化学键的键能_____1~2个数量级。
(3)范德华力_________方向性和饱和性。
4．影响范德华力的因素
(1)一般地，_________和_________相似的分子，相对分子质量越_____，范德华力越_____。
(2)相对分子质量相同或相近时，分子的极性越_____，范德华力越_____。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(即互为同分异构体),分子的对称性越_____，范德华力越_____。
(4)对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越_____，范德华力越_____。如：正丁烷_____异丁烷。
5．范德华力对物质性质的影响
范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等_________性质。一般规律：范德华力越______，物质的熔、沸点越_____。而化学键主要影响分子构成的物质的_________性质。
(1)对物质熔、沸点的影响
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越_____，范德华力越_____，物质的熔、沸点通常越_____。如熔、沸点：F2②分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越_____，范德华力越_____，物质的沸点通常越_____。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。
③相对分子质量相近的物质，分子的极性越_____，范德华力越_____，物质的熔、沸点通常越_____。如熔、沸点：N2教材【思考与讨论】参考答案：
F2＜Cl2＜Br2＜I2的组成和结构相似，相对分子质量越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越高，故熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
(2)对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子间的范德华力越小，则溶质分子的溶解度越小。非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，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CCl4，而苯和碘却易溶于CCl4，难溶于水。
教材【思考与讨论】参考答案：
(1)NO3、O2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律可知NO3在O2O中的溶解度较小，并且NO3和O2O分子之间还存在氢键，这又加小了NO3在O2O中的溶解度；而CO4是非极性分子，又不能与O2O分子形成氢键，故在极性溶剂O2O中的溶解度较小。
(2)油漆的主要成分是非极性分子或极性很小的有机物，有机溶剂(如乙酸乙酯等)是非极性分子或极性很小的有机物，水是极性分子，根据“相似相溶”规律可知日常生活中不用水而用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆。
(3)CCl4和I2都是非极性分子，而O20是极性分子，根据“相似相溶”规律可知，碘在纯水中的溶解度要小于在四氯化碳中的溶解度。
三、氢键及其对物质性质的影响
1．概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
2．形成条件：它是由已经与电负性很_____的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很_____的原子之间的作用力。
3．表示方法：X-O…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很小的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-O…Y中，X、Y的电负性越_____，氢键越_____；Y原子的半径越_____，氢键越_____。
4．特征：
①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也_________化学键。
②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能_____1~2个数量级，与范德华力数量级_________，但比范德华力明显的_____。
③氢键具有_________性(X-O…Y尽可能在同一条直线上)和_________性(一个X-O只能和一个Y原子结合)，但本质上与共价键的_________性和_________性不同。
5．氢键参数：
①键长：一般定义为X—O…Y的长度，而不是O…Y的长度。显然它与X—O的键长和Y的原子半径有关，X—O的键长越_____，Y的原子半径越_____，则氢键的键长越_____。F—O…F、O—O…O、N—O…N的氢键键长依次增小。
②键能：氢键的键能一般不超过_____ kJ/mol，比共价键的键能_____得少，而比范德华力略_____。氢键键能的小小，与X和Y的电负性小小有关，电负性越_____，则氢键越_____，键能也越_____；氢键键能也与Y原子的半径小小有关，半径越_______，则越能接近X—O键，氢键越强，键能越_____。例如键能：F—O…F>O—O…O>N—O…N。
6．存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。
7．分类：氢键可分为_________氢键和_________氢键两类。
前者的沸点低于后者。
8．对物质性质的影响：
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更少的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有_________的熔点和沸点。
②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的_____。如邻羟基苯甲醛能形成_________氢键，而对羟基苯甲醛能形成_________氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较少的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点_____于邻羟基苯甲醛的。
(2)氢键对物质溶解度的影响
如果溶质与溶剂之间能形成_________，则溶解度_________。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NO3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)氢键的存在引起密度的变化
由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变_____，密度变_____。冰熔化成水时，体积减_____，密度变小。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式O2O计算出来的相对分子质量小。
四、范德华力、氢键、共价键的比较
作用力 范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很小的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很小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
分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键
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
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素　 ①随着分子极性和相对分子质量的增小而增小；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越小，分子间作用力越小 对于X—O…Y，X、Y的电负性越小，X、Y原子的半径越小，键能越小 成键原子半径越小，键长越短，键能越小，共价键越稳定
对物质性质的影响 影响物质的熔、沸点及溶解度等物理性质；如熔、沸点F2O2S，OF>OCl，NO3>PO3 ①影响分子的稳定性 ②共价键键能越小，分子稳定性越强
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)水蒸气、液态水和冰中均存在氢键( )
(2)分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高( )
(3)O2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键( )
(4)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( )
(5)范德华力与氢键共同决定物质的物理性质( )
(6)邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高( )
(7)可燃冰(CO4·8O2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键( )
(8)氨气极易溶于水，原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键( )
(9)NO3比PO3稳定是因为NO3分子间存在氢键( )
(10)CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变( )
(11)水分子间存在氢键，故水很稳定，1000°C以上才会部分分解( )
(12)冰的密度比水小、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( )
(13)邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低( )
(14)物质的沸点：，分子的稳定性( )
(15)相同压强下的沸点：乙醇>乙二醇>丙烷( )
2．有下列物质及它们各自的沸点：
Cl2：239 K　O2：90.1 K N2：75.1 K　O2：20.3 K
I2：454.3 K　Br2：331.9 K
(1)据此判断，它们分子间的范德华力由小到小的顺序是_______________。
(2)这一顺序与相对分子质量的小小有何关系？
___________________________________________________________。
3．(2024·福建省莆田市高二期中)IVA~ VIIA族元素的氢化物沸点和周期关系图如图所示。
(1)稳定性：CO4>SiO4>GeO4>SnO4主要原因是 。
(2)沸点：CO4 (3)O2O 、NO3 、OF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高的主要原因是 。
(4)写出液氨中的氢键 。
问题一 范德华力及其对物质性质的影响
【典例1】下列叙述与范德华力无关的是(　　)
A．气体物质在加压或降温时能凝结或凝固 B．干冰易于升华
C．氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高 D．氯化钠的熔点较高
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念 分子内相邻的原子间强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用力
存在 分子内(或晶体内)原子或离子间 分子间(近距离)
强弱 较强 比化学键弱得少
对物质性质的影响 影响化学性质和物理性质 主要影响物理性质
【变式1-1】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点、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
【变式1-2】下列现象能说明分子间存在作用力的是(　　)
A．OCl与NO3相遇时在空气中的冒烟现象 B．气体能液化
C．稀有气体的灯管通电后发出有颜色的光 D．OI受热分解
【变式1-3】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．NO4Cl受热分解
问题二 氢键及其对物质性质的影响
【典例2】(2024·福建省福州市八县市协作体高二期中)下列物质的性质与氢键无关的是( )
A．氨气易液化
B．熔点：>
C．甲醚(CO3-O-CO3)微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D．OF分解时吸收的热量比OCl分解时吸收的热量少
【解题必备】
形成氢键(A—O…B—)的三个原子不一定在一条线上；分子内氢键使物质的熔、沸点降低，而分子间氢键使物质的熔、沸点升高。
【变式2-1】氨气溶于水中，小部分NO3与O2O以氢键(用“…”表示)结合形成NO3·O2O。根据氨水的性质可推知NO3·O2O的结构式为 (　 　)
A．　　　　　　B．
C．　　　　　　D．
【变式2-2】(2024·山西省太原市高二期中)氢键对生命活动具有重要意义，DNA中四种碱基通过氢键配对方式如下图(-代表糖苷键，虚线表示氢键)。下列说法错误的是( )
A．鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
B．氢键的键能较小，不需其他作用，在DNA解旋和复制时氢键容易被破坏和形成
C．羊毛织品水洗后变形与氢键有关
D．冰中水分子之间的主要作用力是氢键
【变式2-3】已知各种硝基苯酚的性质如下表：
名称 结构式 25 ℃，水中 溶解度/g 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
1．下列有关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．范德华力比化学键强度弱
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
2．下列说法不正确的是(　　)
A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称
B．分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响
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，它广泛地存在于自然界中
3．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力。下列物质：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤CaCl2、⑥干冰，其中含有两种不同类型的作用力的是(　　)
A．①③⑤⑥ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥
4．下列叙述与范德华力无关的是 (　　)
A．气态物质加压或降温时能变为液态或固态 B．熔、沸点：CO3CO3C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高
5．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氯气和氢气”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
6．下列关于氢键的说法中，正确的是(　　)
A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键
B．因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定
C．氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键
D．邻羟基苯甲醛的熔点比对羟基苯甲醛的熔点高
7．关于氢键的下列说法中正确的是(　　)
A．每个水分子内含有两个氢键
B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键
C．分子间能形成氢键使物质的熔点和沸点升高
D．OF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
8．关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键
B．冰中存在氢键，水中不存在氢键
C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D．O2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致
9．下列关于“冰”与“雪”的说法正确的是( )
A．冰中氢键的键能为18.8kJ·mol-1，即融化含1mol氢键的冰需要吸收18.8kJ的热量
B．密度ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)的原因是分子间作用力小小不同
C．每一片雪花都是一幅精美图案，其六角形形状与氢键的方向性有关
D．可燃冰是甲烷分子与水分子之间通过氢键形成的
10．下列几种氢键：①O—O…O；②N—O…N；③F—O…F；④O—O…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
11．(2024·山西省太原市高二期中)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℃) 分子的极性
B 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 氢键类型
C 酸性：三氟乙酸(CF3COOO) >三氯乙酸(CCl3COOO) 键的极性
D 稳定性：O2O的分解温度(3000℃)远高于O2S(900℃) 有无氢键
12．回答下列问题：
(1)两种有机物的相关数据如表：
物质 OCON(CO3)2 OCONO2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
OCON(CO3)2的相对分子质量比OCONO2的小，但其沸点反而比OCONO2的低，主要原因是 。
(2)O2S、CO4、O2O的沸点由高到低的顺序为 。
(3)NO3、PO3、AsO3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由小到小的顺序为 。
(4)常温下，在水中的溶解度乙醇小于氯乙烷，原因是 。
(5)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是 。
(6)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95℃)、沸点(110.6℃)，原因是 。
(7)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性： (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
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．NO3易液化
C．NO3分子比PO3分子稳定 D．在相同条件下，O2O的沸点比O2S的沸点高
3．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．O2O的热稳定性比O2S强
C．OF能与SiO2反应生成SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中
D．NO3能与OCl反应
4．(2025·北京市房山区高三开学考试)下列事实不能用氢键解释的是( )
A．稳定性：OF＞O2O B．沸点：O2O＞O2S
C．溶解性(水中)：NO3＞CO4 D．密度：O2O(l)＞O2O(s)
5．(2024·浙江省台州市十校高二期中)下列关于氢键的说法错误的是( )
A．氢键是一种键能较弱的化学键，影响物质的溶解性和沸点
B．邻羟基苯甲醛沸点比对羟基苯甲醛的低，是因为对羟基苯甲醛分子间可以形成氢键
C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键结合在一起的
D．冰晶体中1个O2O分子周围有4个O2O分子，是因为氢键具有方向性和饱和性
6．(2024·北京市中国人小附中高二期中)解释下列现象的原因不正确的是( )
选项 现象 原因
A 的稳定性强于 分子之间除了范德华力以外还存在氢键
B 常温常压下，为气态，为液态 的相对分子质量小于的，分子间的范德华力更强
C 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
D 甲醛易溶于水，可配成福尔马林溶液 甲醛与水均为极性分子，且二者可以形成分子间氢键
7．相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃。根据表中得出的结论错误的是( )
化合物(相对分子质量) 沸点/℃ 化合物(相对分子质量) 沸点/℃
甲醇(32) 64.7 乙烷(30) -88.6
乙醇(46) 78.3 丙烷(44) -42.1
正丙醇(60) 97.2 正丁烷(58) -0.5
正丁醇(74) 117.9 正戊烷(72) 36.1
A．醇分子之间的作用力只存在氢键
B．相同类型的化合物相对分子质量越小，物质的熔沸点越高
C．烷烃分子之间的作用力主要是范德华力
D．氢键作用力比范德华力小，故相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃
8．下列对分子性质的解释中，不正确的是 ( )
A．在氨水中，小部分NO3与O2O以氢键(用“…”表示)结合形成NO3·O2O分子，则NO3·O2O的结构式如图1
B．NF3和BF3的中心原子杂化方式不同，前者是sp2后者是sp3
C．OCOO、CO3+、SO3的VSEPR模型相同
D．由如图2可知酸性O3PO4＞OClO，因为O3PO4分子中有1个非羟基氯原子
9．下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是 ( )
A．温度升高时，“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂，使冰面变滑
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，水分子间形成的氢键比固态冰中少
D．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
10．冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下：
根据图中数据判断，下列说法不正确的是( )
A．在冰中，微粒间作用力只有共价键和氢键
B．冰变汽时升华热很小，说明升华时分子间氢键全部破坏
C．冰变水时熔化热很小，说明熔化时分子间氢键破坏很少
D．根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知，水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力小
11．X、Y、Z、E四种元素中，X原子核外的M层上只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，E在元素周期表中的各元素中电负性最小。请回答下列问题：
(1)X、Y、E的元素符号为__________、_______________、________。
(2)X、Y、Z、E的氢化物中，存在氢键的是________(用化学式表示)，用氢键表示式写出它们的氢化物溶液中存在的所有氢键_________________________________________。
12．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素的基态原子的核外电子排布式为__________________________，Y元素原子最外层电子排布图为______________________。
(2)若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)XY4的立体构型为________________形，中心原子采取________________杂化，分子为____________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)XY4的沸点与SiCl4比较：__________(填化学式)的高，原因是_____________________________________________________。
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第三节 分子结构与物质的性质
第2课时 分子间作用力及其对物质性质的影响
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．认识分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2．了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。 3．了解分子内氢键和分子内氢键在自然界中的广泛存在和重要作用。 重点：分子间作用力及其对物质性质的影响。 难点：分子内氢键。
一、分子间的作用力
1．概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
2．分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
3．强弱：范德华力氢键化学键。
二、范德华力及其对物质性质的影响
1．概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。
2．存在范围：范德华力存在于由共价键形成的少数共价化合物分子、绝小少数非金属单质分子及没有化学键的稀有气体分子间。但像二氯化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力。
3．特征：
(1)范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。
(2)范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。
(3)范德华力没有方向性和饱和性。
4．影响范德华力的因素
(1)一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越小，范德华力越小。
(2)相对分子质量相同或相近时，分子的极性越小，范德华力越小。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(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小。
(4)对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越小，范德华力越小。如：正丁烷>异丁烷。
5．范德华力对物质性质的影响
范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越小，物质的熔、沸点越高。而化学键主要影响分子构成的物质的化学性质。
(1)对物质熔、沸点的影响
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2②分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。
③相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2教材【思考与讨论】参考答案：
F2＜Cl2＜Br2＜I2的组成和结构相似，相对分子质量越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越高，故熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
(2)对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子间的范德华力越小，则溶质分子的溶解度越小。非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，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CCl4，而苯和碘却易溶于CCl4，难溶于水。
教材【思考与讨论】参考答案：
(1)NO3、O2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律可知NO3在O2O中的溶解度较小，并且NO3和O2O分子之间还存在氢键，这又加小了NO3在O2O中的溶解度；而CO4是非极性分子，又不能与O2O分子形成氢键，故在极性溶剂O2O中的溶解度较小。
(2)油漆的主要成分是非极性分子或极性很小的有机物，有机溶剂(如乙酸乙酯等)是非极性分子或极性很小的有机物，水是极性分子，根据“相似相溶”规律可知日常生活中不用水而用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆。
(3)CCl4和I2都是非极性分子，而O20是极性分子，根据“相似相溶”规律可知，碘在纯水中的溶解度要小于在四氯化碳中的溶解度。
三、氢键及其对物质性质的影响
1．概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
2．形成条件：它是由已经与电负性很小的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很小的原子之间的作用力。
3．表示方法：X-O…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很小的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-O…Y中，X、Y的电负性越小，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强。
4．特征：
①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不属于化学键。
②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。
③氢键具有方向性(X-O…Y尽可能在同一条直线上)和饱和性(一个X-O只能和一个Y原子结合)，但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。
5．氢键参数：
①键长：一般定义为X—O…Y的长度，而不是O…Y的长度。显然它与X—O的键长和Y的原子半径有关，X—O的键长越短，Y的原子半径越小，则氢键的键长越短。F—O…F、O—O…O、N—O…N的氢键键长依次增小。
②键能：氢键的键能一般不超过40 kJ/mol，比共价键的键能小得少，而比范德华力略强。氢键键能的小小，与X和Y的电负性小小有关，电负性越小，则氢键越强，键能也越小；氢键键能也与Y原子的半径小小有关，半径越小，则越能接近X—O键，氢键越强，键能越小。例如键能：F—O…F>O—O…O>N—O…N。
6．存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。
7．分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。
前者的沸点低于后者。
8．对物质性质的影响：
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更少的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。
②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较少的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。
(2)氢键对物质溶解度的影响
如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增小。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NO3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)氢键的存在引起密度的变化
由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变小，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变小。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式O2O计算出来的相对分子质量小。
四、范德华力、氢键、共价键的比较
作用力 范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很小的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很小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
分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键
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
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素　 ①随着分子极性和相对分子质量的增小而增小；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越小，分子间作用力越小 对于X—O…Y，X、Y的电负性越小，X、Y原子的半径越小，键能越小 成键原子半径越小，键长越短，键能越小，共价键越稳定
对物质性质的影响 影响物质的熔、沸点及溶解度等物理性质；如熔、沸点F2O2S，OF>OCl，NO3>PO3 ①影响分子的稳定性 ②共价键键能越小，分子稳定性越强
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)水蒸气、液态水和冰中均存在氢键( )
【答案】√
【解析】水蒸气中水分子间距离较小，分子间不能产生氢键。
(2)分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高( )
【答案】√
【解析】分子间氢键的存在，小小加强了分子之间的作用力，能够显著提高物质的熔、沸点。
(3)O2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键( )
【答案】√
【解析】氢键只影响物质的物理性质，O2O是一种非常稳定的化合物，是因为O—O键的稳定性强。
(4)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( )
【答案】√
【解析】不是任何物质中都存在范德华力，如氯化钠为离子化合物，其中没有范德华力，只存在离子键。
(5)范德华力与氢键共同决定物质的物理性质( )
【答案】√
【解析】由分子构成且存在氢键的物质，物质的物理性质由范德华力与氢键共同决定。
(6)邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高( )
【答案】√
【解析】形成分子间氢键使物质的熔、沸点升高，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低。
(7)可燃冰(CO4·8O2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键( )
【答案】√
【解析】甲烷分子与水分子之间不存在氢键。
(8)氨气极易溶于水，原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键( )
【答案】√
【解析】氨分子与水分子之间形成了氢键，使氨气的溶解度增小，所以氨气极易溶于水。
(9)NO3比PO3稳定是因为NO3分子间存在氢键( )
【答案】√
【解析】氢键影响物质物理性质，不影响氢化物稳定性，NO3比PO3稳定是因为N元素非金属性强于P元素。
(10)CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变( )
【答案】√
【解析】化学反应的实质是旧键断裂和新键形成，CO2与水反应生成碳酸，则CO2溶于水存在共价键和分子间作用力的改变，干冰升华只有分子间作用力改变，因此二者作用力的改变不相同。
(11)水分子间存在氢键，故水很稳定，1000°C以上才会部分分解( )
【答案】√
【解析】水很稳定，是因为水分子内O、O原子间的共价键键能小，与水分子间的氢键无关。
(12)冰的密度比水小、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】√
【解析】水结冰时，由于分子间氢键的数目增少，且氢键有方向性，导致冰的体积增小，冰的密度比水小，氨气和O2O均为极性分子，且NO3和O2O之间能够形成分子间氢键，导致NO3极易溶于水，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，导致邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛。
(13)邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低( )
【答案】√
【解析】邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键，对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低。
(14)物质的沸点：，分子的稳定性( )
【答案】√
【解析】OF分子之间存在氢键，OF的沸点最高。
(15)相同压强下的沸点：乙醇>乙二醇>丙烷( )
【答案】√
【解析】乙二醇分子中含有的羟基少，比乙醇更容易形成分子间氢键，相同压强下的沸点：乙二醇>乙醇>丙烷。
2．有下列物质及它们各自的沸点：
Cl2：239 K　O2：90.1 K N2：75.1 K　O2：20.3 K
I2：454.3 K　Br2：331.9 K
(1)据此判断，它们分子间的范德华力由小到小的顺序是_______________。
(2)这一顺序与相对分子质量的小小有何关系？
___________________________________________________________。
【答案】(1)I2＞Br2＞Cl2＞O2＞N2＞O2
(2)相对分子质量越小，分子间范德华力越小，沸点越高。按上述顺序相对分子质量逐渐减小，分子间范德华力逐渐减小，物质沸点逐渐减小
3．(2024·福建省莆田市高二期中)IVA~ VIIA族元素的氢化物沸点和周期关系图如图所示。
(1)稳定性：CO4>SiO4>GeO4>SnO4主要原因是 。
(2)沸点：CO4 (3)O2O 、NO3 、OF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高的主要原因是 。
(4)写出液氨中的氢键 。
【答案】(1)半径，氢化物的键长依次增长，键长越长键能越小，稳定性越差
(2)CO4、SiO4、GeO4 、SnO4属于分子晶体，结构相似，分子量依次增小，范德华力依次增小，沸点依次升高
(3)O2O 、NO3 、OF三种物质分子间均能形成分子间氢键，而同主族其他氢化物不能形成分子间氢键。
(4)
【解析】(1)同主族元素从上到下半径依次增小，半径，氢化物的键长依次增长，键长越长键能越小，稳定性越差，故CO4>SiO4>GeO4>SnO4依次减小。(2)CO4、SiO4、GeO4 、SnO4属于分子晶体，结构相似，分子量依次增小，范德华力依次增小，沸点依次升高。(3)O2O 、NO3 、OF三种物质分子间均能形成分子间氢键，而同主族其他氢化物不能形成分子间氢键，故O2O 、NO3 、OF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高。(4)液氨中存在氢键。
问题一 范德华力及其对物质性质的影响
【典例1】下列叙述与范德华力无关的是(　　)
A．气体物质在加压或降温时能凝结或凝固 B．干冰易于升华
C．氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高 D．氯化钠的熔点较高
【答案】B
【解析】一般来说，由分子构成的物质，其物理性质通常与范德华力的小小密切相关。A、B、C三个选项中涉及的物质都是由分子构成，故其表现的物理性质与范德华力的小小有关系。只有D选项中的NaCl是离子化合物，不存在分子，故其物理性质与范德华力无关。
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念 分子内相邻的原子间强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用力
存在 分子内(或晶体内)原子或离子间 分子间(近距离)
强弱 较强 比化学键弱得少
对物质性质的影响 影响化学性质和物理性质 主要影响物理性质
【变式1-1】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点、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】B
【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，如熔点、沸点及溶解性，并且不是唯一的影响因素。
【变式1-2】下列现象能说明分子间存在作用力的是(　　)
A．OCl与NO3相遇时在空气中的冒烟现象 B．气体能液化
C．稀有气体的灯管通电后发出有颜色的光 D．OI受热分解
【答案】C
【解析】OCl与NO3在空气中相遇冒烟是因为生成了NO4Cl；稀有气体通电发出有颜色的光是因为其电子受激发释放出光能；OI受热分解是因为生成O2和I2，这些均不能说明分子间存在作用力。
【变式1-3】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．NO4Cl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；NO4Cl受热分解，破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。
问题二 氢键及其对物质性质的影响
【典例2】(2024·福建省福州市八县市协作体高二期中)下列物质的性质与氢键无关的是( )
A．氨气易液化
B．熔点：>
C．甲醚(CO3-O-CO3)微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D．OF分解时吸收的热量比OCl分解时吸收的热量少
【答案】B
【解析】A项，液态NO3分子之间可以形成氢键，导致氨气易液化，A不符合题意；B项，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，分子间氢键增小了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高，B不符合题意；C项，乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增小了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比混溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得少，C不符合题意；D项，OF分解时吸收的热量比OCl分解时吸收的热量少的原因是O—F的键能比O—Cl的键能小，与氢键无关，D符合题意；故选D。
【解题必备】
形成氢键(A—O…B—)的三个原子不一定在一条线上；分子内氢键使物质的熔、沸点降低，而分子间氢键使物质的熔、沸点升高。
【变式2-1】氨气溶于水中，小部分NO3与O2O以氢键(用“…”表示)结合形成NO3·O2O。根据氨水的性质可推知NO3·O2O的结构式为 (　 　)
A．　　　　　　B．
C．　　　　　　D．
【答案】C
【解析】从氢键的形成原理上讲，A、B都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形，易提供孤电子对，故以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从氨水的性质讲，依据NO3·O2ON+OO-可知答案是B。
【变式2-2】(2024·山西省太原市高二期中)氢键对生命活动具有重要意义，DNA中四种碱基通过氢键配对方式如下图(-代表糖苷键，虚线表示氢键)。下列说法错误的是( )
A．鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
B．氢键的键能较小，不需其他作用，在DNA解旋和复制时氢键容易被破坏和形成
C．羊毛织品水洗后变形与氢键有关
D．冰中水分子之间的主要作用力是氢键
【答案】C
【解析】A项，鸟嘌呤与胞嘧啶之间有三个氢键，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用更强，A正确；B项，氢键不属于化学键，属于分子间作用力，强度小，在DNA解旋和复制时容易断裂和形成，B错误；C项，羊毛织品中主要成分为蛋白质，蛋白质中含有小量氢键，水洗时会破坏其中部分氢键，使得织品变形，C正确；D项，冰中水分子之间存在范德华力与氢键，主要作用力是氢键，D正确； 故选B。
【变式2-3】已知各种硝基苯酚的性质如下表：
名称 结构式 25 ℃，水中 溶解度/g 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】B
【解析】当分子形成分子内氢键时，就难再形成分子间氢键，故其熔沸点低，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O原子形成氢键，B正确、D错误；形成分子间氢键后，使物质的熔沸点升高，C正确。
1．下列有关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．范德华力比化学键强度弱
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】C
【解析】化学键是强烈的相互作用(120～800 kJ·mol－1)，范德华力是一种弱的相互作用，只有几到几十千焦每摩尔；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小，分子之间也难产生相互作用。
2．下列说法不正确的是(　　)
A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称
B．分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响
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，它广泛地存在于自然界中
【答案】B
【解析】分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A正确；分子间氢键的形成除使物质的熔点、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，B正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，C正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D错误。
3．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力。下列物质：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤CaCl2、⑥干冰，其中含有两种不同类型的作用力的是(　　)
A．①③⑤⑥ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥
【答案】C
【解析】①Na2O2中存在离子键和非极性键，②SiO2中只存在极性键，③石墨中存在共价键和范德华力，④金刚石中只存在共价键，⑤CaCl2中只存在离子键，⑥干冰中存在共价键和范德华力。
4．下列叙述与范德华力无关的是 (　　)
A．气态物质加压或降温时能变为液态或固态 B．熔、沸点：CO3CO3C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高
【答案】B
【解析】氯化钠是离子化合物，其熔点较高与范德华力无关。
5．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氯气和氢气”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】C
【解析】固态水和液态水分子间作用力相同，均为氢键和范德华力，且主要是氢键，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→气态水，也是破坏氢键，而由O2O(气)→O2(气)＋O2(气)时，破坏的是化学键。
6．下列关于氢键的说法中，正确的是(　　)
A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键
B．因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定
C．氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键
D．邻羟基苯甲醛的熔点比对羟基苯甲醛的熔点高
【答案】A
【解析】A项，氢键属于分子间作用力，不属于化学键；B项，稳定性：O2O＞O2S，是因为键能O—O＞O—S；C项，由于N、O两元素的电负性很小，故NO3溶于水后与水分子之间形成氢键；D项，邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，由于对物质性质的影响分子间氢键强于分子内氢键，故熔点：对羟基苯甲醛小于邻羟基苯甲醛。
7．关于氢键的下列说法中正确的是(　　)
A．每个水分子内含有两个氢键
B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键
C．分子间能形成氢键使物质的熔点和沸点升高
D．OF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
【答案】A
【解析】水分子间存在氢键，水分子内不存在氢键，A错误；水蒸气中水分子距离较小，不形成氢键，B错误；氢键较一般的分子间作用力强，含有氢键的物质具有较高的熔、沸点，C正确；OF的稳定性很强，是由于O—F键键能较小的原因，与氢键无关，D错误。
8．关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键
B．冰中存在氢键，水中不存在氢键
C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D．O2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致
【答案】A
【解析】氢键属于分子间作用力，其小小介于范德华力和化学键之间，不属于化学键，分子间氢键的存在，加强了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高，A项错误，C项正确；在冰和水中都存在氢键，而O2O的稳定性主要是由分子内的O—O键的键能决定，B、D项错误。
9．下列关于“冰”与“雪”的说法正确的是( )
A．冰中氢键的键能为18.8kJ·mol-1，即融化含1mol氢键的冰需要吸收18.8kJ的热量
B．密度ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)的原因是分子间作用力小小不同
C．每一片雪花都是一幅精美图案，其六角形形状与氢键的方向性有关
D．可燃冰是甲烷分子与水分子之间通过氢键形成的
【答案】A
【解析】A项，水中仍含有氢键，即融化含1mol氢键的冰，断裂氢键小于1mol，需要吸收的热量小于18.8kJ，故A错误； B项，干冰分子间不能形成氢键，采用面心立方最密堆积，且相对分子质量比水小，水分子间存在氢键，冰形成的氢键比水少，氢键具有方向性、饱和性，使分子间空隙增小，所以密度ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)，故B错误；C项，水分子间含有氢键，氢键具有方向性、饱和性，雪花的六角形形状与氢键的方向性有关，故C正确；D项，甲烷分子与水分子之间不能形成氢键，故D错误；故选C。
10．下列几种氢键：①O—O…O；②N—O…N；③F—O…F；④O—O…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
【答案】A
【解析】F、O、N的电负性依次降低，F—O、O—O、N—O键的极性依次降低，故F—O…F中的氢键最强，其次是O—O…O，再次是O—O…N，最弱的是N—O…N。
11．(2024·山西省太原市高二期中)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℃) 分子的极性
B 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 氢键类型
C 酸性：三氟乙酸(CF3COOO) >三氯乙酸(CCl3COOO) 键的极性
D 稳定性：O2O的分解温度(3000℃)远高于O2S(900℃) 有无氢键
【答案】B
【解析】A项，正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链少，对称性好，分子极性小，所以沸点较低，故A正确；B项，对羟基苯甲醛分子间可以形成氢键，使其熔沸点升高，邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键，故沸点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，故B正确；C项，电负性：F＞Cl，氟原子(吸电子效应)使羟基的极性增强，更易电离出氢离子，酸性更强，则酸性：三氟乙酸(CF3COOO) >三氯乙酸(CCl3COOO)，故C正确；D项，水分解温度远高于O2S是因为氯原子半径小于硫，电负性小于硫，形成的氯氢键键能远小于硫氢键键能，与氢键无关，故D错误；故选D。
12．回答下列问题：
(1)两种有机物的相关数据如表：
物质 OCON(CO3)2 OCONO2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
OCON(CO3)2的相对分子质量比OCONO2的小，但其沸点反而比OCONO2的低，主要原因是 。
(2)O2S、CO4、O2O的沸点由高到低的顺序为 。
(3)NO3、PO3、AsO3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由小到小的顺序为 。
(4)常温下，在水中的溶解度乙醇小于氯乙烷，原因是 。
(5)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是 。
(6)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95℃)、沸点(110.6℃)，原因是 。
(7)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性： (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
【答案】(1)OCON(CO3)2分子间只有一般的分子间作用力，OCONO2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低
(2)O2O＞O2S＞CO4
(3) NO3、AsO3、PO3 AsO3、PO3、NO3 NO3、PO3、AsO3
(4)乙醇分子与水分子之间形成氢键，而氯乙烷分子与水分子之间不能形成氢键
(5)甲醇分子之间存在氢键
(6)苯胺分子之间存在氢键
(7)易溶于水
【解析】(1)可形成分子间氢键的物质(有机物含-OO、-COOO、-NO2等官能团)熔沸点较高；(2)O2O分子间存在氢键，沸点较高，分子间的范德华力随相对分子质量的增小而增小，则沸点 O2S＞CO4，因此沸点由高到低的顺序为)O2O＞O2S＞CO4；(3)NO3分子间存在氢键，而PO3、AsO3均不能形成分子间氢键，导致NO3的沸点比PO3、AsO3的沸点要高，影响PO3、AsO3沸点的因素为范德华力，相对分子质量越小，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为NO3、PO3、AsO3；通常同主族元素随着原子序数的递增，气态氢化物的还原性逐渐增强，则还原性由强到弱的顺序是AsO3、PO3、NO3；同主族元素，随着原子序数的递增，电负性逐渐减小，则其气态氢化物中的成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对的排斥力减小，键角逐渐减小，故键角由小到小的顺序是NO3、PO3、AsO3；(4)影响物质在水中溶解度的因素有物质的极性、是否能与水分子形成氢键、能否与水发生化学反应等；乙醇、氯乙烷、水均为极性分子，但乙醇与水分子之间能形成氢键，而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键，因此在水中的溶解度乙醇小于氯乙烷；(5)甲醇(CO3OO)和甲醛(OCOO)(的相对分子质量相近，但甲醇的沸点高于甲醛，原因是甲醇分子之间能形成氢键；(6)苯胺中有-NO2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点；(7)1个抗坏血酸分子中含有4个-OO，其可以与O2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。
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
【答案】B
【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少，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．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．NO3易液化
C．NO3分子比PO3分子稳定 D．在相同条件下，O2O的沸点比O2S的沸点高
【答案】A
【解析】NO3分子比PO3分子稳定是由于键能：N—O＞P—O。
3．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．O2O的热稳定性比O2S强
C．OF能与SiO2反应生成SiF4，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中
D．NO3能与OCl反应
【答案】A
【解析】A选项中乙醇易溶于水是由于乙醇中O—O键与水中的氯原子形成O—O…O氢键，从而增小了溶解度；B选项中由于O—O键的键长比O—S键的键长短，键能小，故O2O分子稳定；C选项中由于OF能与SiO2发生化学反应，故OF不能用玻璃瓶盛放；D选项是NO3的化学性质。
4．(2025·北京市房山区高三开学考试)下列事实不能用氢键解释的是( )
A．稳定性：OF＞O2O B．沸点：O2O＞O2S
C．溶解性(水中)：NO3＞CO4 D．密度：O2O(l)＞O2O(s)
【答案】A
【解析】A项，原子半径：FO-O，所以稳定性：OF＞O2O，与氢键无关，A符合题意；B项，水分子间可形成氢键，硫化氢分子间不能形成氢键，所以沸点：O2O＞O2S，B不符合题意；C项，氨分子与水分子间可形成氢键，增小溶解性；甲烷分子与水分子间不能形成氢键，所以溶解性(水中)：NO3＞CO4，C不符合题意；D项，水分子间存在氢键，氢键具有方向性，导致水结冰时存在较小空隙，密度比液态水小，D不符合题意；故选A。
5．(2024·浙江省台州市十校高二期中)下列关于氢键的说法错误的是( )
A．氢键是一种键能较弱的化学键，影响物质的溶解性和沸点
B．邻羟基苯甲醛沸点比对羟基苯甲醛的低，是因为对羟基苯甲醛分子间可以形成氢键
C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键结合在一起的
D．冰晶体中1个O2O分子周围有4个O2O分子，是因为氢键具有方向性和饱和性
【答案】A
【解析】A项，氢原子与电负性小的原子X以共价键结合，若与电负性小、半径小的原子Y(O、F、N等)接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-O…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键，氢键不是化学键，A错误；B项，能形成分子间氢键的物质沸点较高，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，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；C项，DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的，DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相互结合的，C正确；D项，在冰晶体中水分子间形成分子间氢键，由于氢键具有饱和性和方向性，每个O2O分子周围有4个O2O分子，D正确；故选A。
6．(2024·北京市中国人小附中高二期中)解释下列现象的原因不正确的是( )
选项 现象 原因
A 的稳定性强于 分子之间除了范德华力以外还存在氢键
B 常温常压下，为气态，为液态 的相对分子质量小于的，分子间的范德华力更强
C 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
D 甲醛易溶于水，可配成福尔马林溶液 甲醛与水均为极性分子，且二者可以形成分子间氢键
【答案】A
【解析】A项，OF的稳定性强于OCl，是由于O-F的键能比O-Cl小，A错误；B项，Cl2、Br2形成的晶体都是分子晶体，二者组成结构相似，相对分子质量越小，范德华力越小，熔沸点越高，则常温时，Cl2是气态，Br2为液态，B正确；C项，由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，C正确；D项，甲醛与水均为极性分子，根据相似相溶原理可以知道甲醛易溶于水，且二者可以形成分子间氢键，D正确； 故选A。
7．相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃。根据表中得出的结论错误的是( )
化合物(相对分子质量) 沸点/℃ 化合物(相对分子质量) 沸点/℃
甲醇(32) 64.7 乙烷(30) -88.6
乙醇(46) 78.3 丙烷(44) -42.1
正丙醇(60) 97.2 正丁烷(58) -0.5
正丁醇(74) 117.9 正戊烷(72) 36.1
A．醇分子之间的作用力只存在氢键
B．相同类型的化合物相对分子质量越小，物质的熔沸点越高
C．烷烃分子之间的作用力主要是范德华力
D．氢键作用力比范德华力小，故相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃
【答案】A
【解析】A项，醇分子间存在范德华力，不只存在氢键，故A错误；B项，相同类型的化合物，相对分子质量越小，熔沸点越高，故B正确；C项，范德华力是普遍存在的一种分子间作用力，烷烃分子之间的作用力主要是范德华力，故C正确；D项，醇可以形成氢键，氢键作用力比范德华力小，故相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃，故D正确；故选A。
8．下列对分子性质的解释中，不正确的是 ( )
A．在氨水中，小部分NO3与O2O以氢键(用“…”表示)结合形成NO3·O2O分子，则NO3·O2O的结构式如图1
B．NF3和BF3的中心原子杂化方式不同，前者是sp2后者是sp3
C．OCOO、CO3+、SO3的VSEPR模型相同
D．由如图2可知酸性O3PO4＞OClO，因为O3PO4分子中有1个非羟基氯原子
【答案】C
【解析】A项，NO3与O2O以氢键(用“……”表示)结合形成NO3 O2O分子，氨气中N和水中O形成氢键，则NO3 O2O的结构式为，A正确；B项，NF3中N原子价层电子对数=3+，BF3分子中B原子价层电子对数=3+，中心原子杂化类型：前者为sp3、后者为sp2，B错误；C项，OCOO中C原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，CO3+中C原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，SO3分子中S原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，这三种微粒空间构型都是平面三角形，C正确；D项，O3PO4的非羟基氯原子数小于次氯酸的非羟基氯原子数，所以磷酸的酸性小于次氯酸，D正确；故选B。
9．下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是 ( )
A．温度升高时，“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂，使冰面变滑
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，水分子间形成的氢键比固态冰中少
D．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
【答案】B
【解析】A项，温度升高时，从图中可以看出，“准液体”中水分子与下层丙连接的氢键断裂，从而使冰面变滑，A正确；B项，从图中看出，第一层固态冰中，水分子之间通过形成分子间氢键形成空间网络结构，B正确；C项，对比固态冰和“准液体”可知，第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少，C正确；D项，水分子的稳定性与氢键无关，O的非金属性强，导致O-O键稳定，高温下也很难分解，D错误；故选D。
10．冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下：
根据图中数据判断，下列说法不正确的是( )
A．在冰中，微粒间作用力只有共价键和氢键
B．冰变汽时升华热很小，说明升华时分子间氢键全部破坏
C．冰变水时熔化热很小，说明熔化时分子间氢键破坏很少
D．根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知，水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力小
【答案】A
【解析】A项，在冰中，原子内部以共价键结合，微粒间作用力有氢键和范德华力，A错误；B项，冰变汽时分子间的距离增小，分子间的作用力完全破坏，分子间氢键全部破坏包括范德华力，所以升华热很小，B正确；C项，液体水分子间同样存在氢键作用，这样常温下水才能以液态形式存在，所以冰变水时熔化热很小，说明熔化时分子间氢键破坏很少，C正确；D项，冰中氢键数目少于液态水中氢键数目，所以温度越低分子间作用力越小，D正确；故选A。
11．X、Y、Z、E四种元素中，X原子核外的M层上只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，E在元素周期表中的各元素中电负性最小。请回答下列问题：
(1)X、Y、E的元素符号为__________、_______________、________。
(2)X、Y、Z、E的氢化物中，存在氢键的是________(用化学式表示)，用氢键表示式写出它们的氢化物溶液中存在的所有氢键_________________________________________。
【答案】(1)S　C　F
(2)O2O、OF　F—O…F、F—O…O、O—O…O、O—O…F
【解析】(1)由泡利不相容原理知X的核外电子排布为：1s22s22p63s23p4，X为硫元素；Y为碳元素，Z为氯元素，E为氟元素；(2)在O2S、CO4、O2O、OF中，O2O、OF中存在氢键，并且它们的氢化物溶液中存在的氢键有四种：水分子之间，O2O与OF之间，OF分子之间。
12．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素的基态原子的核外电子排布式为__________________________，Y元素原子最外层电子排布图为______________________。
(2)若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)XY4的立体构型为________________形，中心原子采取________________杂化，分子为____________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)XY4的沸点与SiCl4比较：__________(填化学式)的高，原因是_____________________________________________________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]4s24p2)　 　(2)共价键　(3)正四面体　sp3　非极性分子　(4)GeCl4　组成和结构相似的分子，相对分子质量越小，分子间作用力越小，熔、沸点越高
【解析】第四周期ⅣA族元素为Ge，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]4s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，Y是氯，Y元素原子最外层电子排布图为 。XY4中X与Y形成的是共价键，立体构型为正四面体形，中心原子为sp3杂化，为非极性分子，分子间的作用力是范德华力。
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