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第四单元　分子间作用力　分子晶体
第一课时　分子间作用力
学习目标　1.掌握两种重要的分子间作用力(范德华力、氢键)的本质及其对物质性质的影响。2.掌握影响范德华力和氢键大小的因素。3.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件。
一、分子间作用力和范德华力
1.分子间作用力
(1)概念：分子之间都存在的一种相互作用，叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种________作用，它比化学键________得多。
(2)分类：____________和________是两种最常见的分子间作用力。
2.范德华力
(1)概念：范德华力是____________普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
(2)特点
范德华力约比化学键键能小1～2个数量级，且没有________和________。
(3)影响因素
影响范德华力的因素很多，如______________________________________、
分子的空间构型以及________________________________等。对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力________。
(4)对物质性质的影响
范德华力的大小，对由分子构成的物质的性质，如________、________、____________等都有影响。如氧气在水中的溶解量比氮气在水中的溶解量大，就是O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力________所导致的；烷烃(CnH2n＋2)的熔、沸点随着其相对分子质量的增加而________。
3.化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念 是物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用 是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力
存在 分子(或晶体)内原子间 分子间(近距离)
强弱 较强 比化学键弱得多
对物质性质的影响 影响化学性质(分子)和物理性质(晶体) 主要影响物理性质
1.下列事实与分子间作用力有关的是(　　)
A.热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4
B.氟、氯、溴、碘单质的沸点依次升高
C.SiO2的熔点很高
D.金刚石的硬度很大
2.下列物质的性质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.CO2、CS2的熔、沸点依次升高
C. 、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱
D.CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点依次升高
3.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
二、氢键
(一)知识梳理
1.概念
由已经与电负性________的原子(如N、F、O)形成共价键的____________与另一个电负性很大的________之间产生的作用力。
2.表示方法
H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，通常用____________表示。
(二)互动探究
1.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子，其结构示意图如图1所示。
2.氧族元素包括氧、硫、硒、碲等元素，它们的氢化物分别是H2O、H2S、H2Se、H2Te，其熔沸点如下图2所示：
　
【问题讨论】
1.氢键的键能远大于范德华力，氢键属于化学键吗？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________　
2.根据氢键的相关知识分析为什么冰浮在水面上？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
3.图2中表示的是氧族元素四种氢化物的熔、沸点的变化，试解释H2O的熔、沸点“反常”的原因是什么？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
【探究归纳】
1.氢键的形成条件
(1)要有一个所属元素电负性大的原子X及与其形成强极性键的H原子。
(2)要有一个所属元素电负性大、含有孤电子对且相对显负电性的原子Y。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。综上所述，X、Y一般是F、O、N。所以氢键存在于含H—O键、H—F键、H—N键的物质中，如H2O、HF、NH3和有机化合物中的醇类、酚类、羧酸类物质等。
2.氢键的特征
(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力。氢键键能较小，比化学键的键能小，但比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性(A—H…B尽可能在同一条直线上)和饱和性(A—H只能和一个B原子形成氢键)。
3.氢键的类型
(1)分子内氢键
邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间形成的氢键是分子内氢键(如下图1所示)。
(2)分子间氢键
如水分子之间、氨分子之间、氟化氢分子之间以及水分子与氨分子之间、水分子与氟化氢分子之间、氨分子与氟化氢分子之间、对羟基苯甲醛分子间均存在分子间氢键(如下图2所示)。
4.氢键对物质性质的影响
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
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，还需破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。
①ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种“反常”现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。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，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
(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，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，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形成氢键有关。
(3)氢键对水的密度的影响
液体分子间如果形成氢键，有可能发生缔合现象。例如，常温下液态水中除了含有简单H2O分子外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿一定方向形成氢键，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。
1.下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是(　　)
A.NH3 B.
C.H2O D.C2H5OH
2.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间存在氢键所致
3.(2023·邢台一中高二月考)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
三、范德华力、氢键与共价键的比较
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，共用的电子对数目越多，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CF4H2S②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
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1.氢键和范德华力都属于分子间作用力，分子间作用力的作用远小于化学键的键能，氢键不是化学键。
2.分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
3.只有分子间距离接近到一定程度时才有分子间作用力。
4.某些分子的分子间作用力包含范德华力和氢键，所以分子间作用力不等价于范德华力。　　　　　　　　　　　　　　
1.下列说法正确的是(　　)
A.NH4NO3中既有离子键又有共价键，属于共价化合物
B.SiC是共价晶体，加热熔化时需破坏共价键
C.H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱
D.NaHSO4晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响
2.下列两组命题中，Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题加以解释的是(　　)
选项 Ⅰ组 Ⅱ组
A 相对分子质量：HCl>HF 沸点：HCl>HF
B 键能：H—O>H—S 沸点：H2O>H2S
C 分子间作用力：H2O>H2S 稳定性：H2O>H2S
D 相对分子质量：HI>HCl 沸点：HI>HCl
1.下列说法正确的是(　　)
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
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
4.(2023·达州一中高二月考)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
5.A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，A与B在不同周期，且A的原子半径是元素周期表中最小的；D与B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高，其原因是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式分别为________、________。
(3)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________(填化学式)。
第一课时　分子间作用力
一、1.(1)静电　弱　(2)范德华力　氢键　2.(1)分子之间　(2)方向性　饱和性　(3)分子的大小　分子中电荷分布是否均匀
越大　(4)熔点　沸点　溶解度　大　增加
对点训练
1.B　[非金属氢化物的稳定性与元素非金属性有关，与分子间的作用力无关，非金属性：C＞Si＞Ge，因此热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4，A不符合题意；氟、氯、溴、碘单质均由分子构成，分子间的作用力依次增大，因此沸点依次升高，B符合题意；SiO2熔点很高是因为SiO2为共价晶体，熔点与共价键强弱有关，与分子间的作用力无关，C不符合题意；金刚石为共价晶体，硬度与分子间的作用力无关，D不符合题意。]
2.B　[HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X键键能依次减小；CO2、CS2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力也依次增大，所以其熔、沸点也依次增大；、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱，与O—H键的极性有关；CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成了氢键。]
3.B　[范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒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。]
二、1.很大　氢原子　原子　2.X—H…Y
问题讨论
1.提示　氢键不属于化学键，属于分子间作用力。
2.提示　冰中水分子之间以氢键结合成规则的晶体，由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀，密度变小，故冰浮在水面上。
3.提示　由于水分子之间能形成氢键，故水的熔、沸点出现了“反常”。
对点训练
1.B　[形成氢键的分子含有N—H键、H—O键或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存在于分子间。B中的O—H键与O—H键可形成分子间氢键，O—H键与间可形成分子内氢键。]
2.B　[相邻原子间强烈的相互作用是化学键，氢键是分子间作用力，所以氢键不是化学键，故A错误；乙醇的熔、沸点比乙烷的熔、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，与分子间氢键无关，故D错误。]
3.A　[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键键能大于S—H键键能，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。]
三、
对点训练
1.B　[NH4NO3中既有离子键又有共价键，属于离子化合物，故A错误；SiC是共价晶体，原子间通过共价键结合形成空间网状结构，所以SiC加热熔化时需破坏共价键，故B正确；H2O2易分解是因为分子内化学键弱，和H2O2分子间作用力无关，故C错误；硫酸氢钠溶于水时发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，有离子键和共价键被破坏，故D错误。]
2.D　[HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HClH2S，B中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题，故B不符合题意；由于键能：H—O>H—S，因此稳定性：H2O>H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，C中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题，故C不符合题意；由于相对分子质量：HI>HCl，因此范德华力；HI>HCl，沸点：HI>HCl，D中Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题解释，故D符合题意。]
课堂达标训练
1.D
2.B　[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　[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氢原子更活泼与氢键无关。]
4.A　[氢键是分子间作用力，不是化学键，故A正确；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；乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力，故C错误；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。]
5.(1)H2O分子间可形成氢键
(2)C6H6　H2O
(3)SiCl4＞CCl4＞CH4
解析　由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元素周期表中最小，且A与B在不同周期可得a＝1，b＝c＝2，即A为H元素，B为C元素，C为O元素；由D与B同主族，且D为短周期元素，得D为Si元素；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl元素。(1)C的简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键，使其沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物(H2S)的沸点高。(2)B、A两种元素组成的常见溶剂为苯，C、A两种元素组成的常见溶剂为水。(3)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。(共75张PPT)
第四单元　分子间作用力　分子晶体
专题3 微粒间作用力与物质性质
第一课时　分子间作用力
1.掌握两种重要的分子间作用力(范德华力、氢键)的本质及其对物质性质的影响。
2.掌握影响范德华力和氢键大小的因素。
3.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件。
学习目标
一、分子间作用力和范德华力
二、氢键
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CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、范德华力、氢键与共价键的比较
一、分子间作用力和范德华力
对点训练
1.分子间作用力
(1)概念：分子之间都存在的一种相互作用，叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种______作用，它比化学键弱得多。
(2)分类：__________和______是两种最常见的分子间作用力。
静电
范德华力
氢键
2.范德华力
(1)概念：范德华力是__________普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
(2)特点
范德华力约比化学键键能小1～2个数量级，且没有________和________。
(3)影响因素
影响范德华力的因素很多，如____________、分子的空间构型以及________________________等。对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力______。
分子之间
方向性
饱和性
分子的大小
分子中电荷分布是否均匀
越大
(4)对物质性质的影响
范德华力的大小，对由分子构成的物质的性质，如______、______、________等都有影响。如氧气在水中的溶解量比氮气在水中的溶解量大，就是O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力____所导致的；烷烃(CnH2n＋2)的熔、沸点随着其相对分子质量的增加而______。
熔点
沸点
溶解度
大
增加
3.化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念 是物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用 是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力
存在 分子(或晶体)内原子间 分子间(近距离)
强弱 较强 比化学键弱得多
对物质性质 的影响 影响化学性质(分子)和物理性质 (晶体) 主要影响物理性质
1.下列事实与分子间作用力有关的是(　　)
A.热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4
B.氟、氯、溴、碘单质的沸点依次升高
C.SiO2的熔点很高
D.金刚石的硬度很大
B
解析　非金属氢化物的稳定性与元素非金属性有关，与分子间的作用力无关，非金属性：C＞Si＞Ge，因此热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4，A不符合题意；氟、氯、溴、碘单质均由分子构成，分子间的作用力依次增大，因此沸点依次升高，B符合题意；SiO2熔点很高是因为SiO2为共价晶体，熔点与共价键强弱有关，与分子间的作用力无关，C不符合题意；金刚石为共价晶体，硬度与分子间的作用力无关，D不符合题意。
2.下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是(　　)
B
3.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
解析　范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒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。
B
二、氢键
对点训练
(一)知识梳理
1.概念
由已经与电负性______的原子(如N、F、O)形成共价键的________与另一个电负性很大的______之间产生的作用力。
2.表示方法
H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，通常用____________表示。
很大
氢原子
原子
X—H…Y
(二)互动探究
1.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子，其结构示意图如图1所示。
2.氧族元素包括氧、硫、硒、碲等元素，它们的氢化物分别是H2O、H2S、H2Se、H2Te，其熔沸点如下图2所示：
【问题讨论】
1.氢键的键能远大于范德华力，氢键属于化学键吗？
提示　氢键不属于化学键，属于分子间作用力。
2.根据氢键的相关知识分析为什么冰浮在水面上？
提示　冰中水分子之间以氢键结合成规则的晶体，由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀，密度变小，故冰浮在水面上。
3.图2中表示的是氧族元素四种氢化物的熔、沸点的变化，试解释H2O的熔、沸点“反常”的原因是什么？
提示　由于水分子之间能形成氢键，故水的熔、沸点出现了“反常”。
【探究归纳】
1.氢键的形成条件
(1)要有一个所属元素电负性大的原子X及与其形成强极性键的H原子。
(2)要有一个所属元素电负性大、含有孤电子对且相对显负电性的原子Y。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。综上所述，X、Y一般是F、O、N。所以氢键存在于含H—O键、H—F键、H—N键的物质中，如H2O、HF、NH3和有机化合物中的醇类、酚类、羧酸类物质等。
2.氢键的特征
(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力。氢键键能较小，比化学键的键能小，但比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性(A—H…B尽可能在同一条直线上)和饱和性(A—H只能和一个B原子形成氢键)。
3.氢键的类型
(1)分子内氢键
邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间形成的氢键是分子内氢键(如下图1所示)。
(2)分子间氢键
如水分子之间、氨分子之间、氟化氢分子之间以及水分子与氨分子之间、水分子与氟化氢分子之间、氨分子与氟化氢分子之间、对羟基苯甲醛分子间均存在分子间氢键(如下图2所示)。
4.氢键对物质性质的影响
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
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，还需破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。
①ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种“反常”现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。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，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
(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，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，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形成氢键有关。
(3)氢键对水的密度的影响
液体分子间如果形成氢键，有可能发生缔合现象。例如，常温下液态水中除了含有简单H2O分子外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿一定方向形成氢键，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。
1.下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是(　　)
B
2.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间存在氢键所致
B
解析　相邻原子间强烈的相互作用是化学键，氢键是分子间作用力，所以氢键不是化学键，故A错误；乙醇的熔、沸点比乙烷的熔、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，与分子间氢键无关，故D错误。
3.(2023·邢台一中高二月考)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
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键键能大于S—H键键能，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。
三、范德华力、氢键与共价键的比较
对点训练
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，共用的电子对数目越多，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CF4H2S 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
1.氢键和范德华力都属于分子间作用力，分子间作用力的作用远小于化学键的键能，氢键不是化学键。
2.分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
3.只有分子间距离接近到一定程度时才有分子间作用力。
4.某些分子的分子间作用力包含范德华力和氢键，所以分子间作用力不等价于范德华力。　　　　　　　　　　　　　　
1.下列说法正确的是(　　)
A.NH4NO3中既有离子键又有共价键，属于共价化合物
B.SiC是共价晶体，加热熔化时需破坏共价键
C.H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱
D.NaHSO4晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响
解析　NH4NO3中既有离子键又有共价键，属于离子化合物，故A错误；SiC是共价晶体，原子间通过共价键结合形成空间网状结构，所以SiC加热熔化时需破坏共价键，故B正确；H2O2易分解是因为分子内化学键弱，和H2O2分子间作用力无关，故C错误；硫酸氢钠溶于水时发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，有离子键和共价键被破坏，故D错误。
B
2.下列两组命题中，Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题加以解释的是(　　)
D
选项 Ⅰ组 Ⅱ组
A 相对分子质量：HCl>HF 沸点：HCl>HF
B 键能：H—O>H—S 沸点：H2O>H2S
C 分子间作用力：H2O>H2S 稳定性：H2O>H2S
D 相对分子质量：HI>HCl 沸点：HI>HCl
解析　HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HClH2S，B中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题，故B不符合题意；由于键能：H—O>H—S，因此稳定性：H2O>H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，C中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题，故C不符合题意；由于相对分子质量：HI>HCl，因此范德华力；HI>HCl，沸点：HI>HCl，D中Ⅱ组命题正确，且能用Ⅰ组命题解释，故D符合题意。
课堂达标训练
1.下列说法正确的是(　　)
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
D
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
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.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
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氢原子更活泼与氢键无关。
A
4.(2023·达州一中高二月考)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
A
解析　氢键是分子间作用力，不是化学键，故A正确；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；乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力，故C错误；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。
5.A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，A与B在不同周期，且A的原子半径是元素周期表中最小的；D与B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高，其原因是___________________________。
H2O分子间可形成氢键
解析　由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元素周期表中最小，且A与B在不同周期可得a＝1，b＝c＝2，即A为H元素，B为C元素，C为O元素；由D与B同主族，且D为短周期元素，得D为Si元素；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl元素。C的简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键，使其沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物(H2S)的沸点高。
(2)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式分别为________、________。
(3)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_________________(填化学式)。
C6H6
H2O
SiCl4＞CCl4＞CH4
解析　(2)B、A两种元素组成的常见溶剂为苯，C、A两种元素组成的常见溶剂为水。(3)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。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.下列叙述与范德华力无关的是(　　)
A.气态物质在加压或降温时能凝结或凝固
B.干冰易升华
C.氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高
D.氯化钠的熔点较高
D
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大小密切相关。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大小有关系；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。
2.下列与氢键有关的说法错误的是(　　)
A.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键
D
3.(2023·锦州渤海大学附中高二期末)下列现象(事实)与氢键有关的是(　　)
①氨气易被液化
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③DNA中的碱基互补配对
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤H2O是一种稳定的化合物
A.①④⑤ B.①②③④
C.②③ D.①②
B
解析　 ①氨分子能形成分子间氢键，分子间作用力大，沸点较高，易被液化，故符合题意；②小分子的醇、羧酸分子中含有的羟基、羧基，能与水分子形成分子间氢键，可以和水以任意比互溶，故符合题意；③DNA分子中含有氨基，能形成分子间氢键，所以碱基互补配对与氢键有关，故符合题意；④邻羟基苯甲酸形成分子内的氢键，使得分子间作用力减弱，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，使得分子间作用力增强，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故符合题意；⑤水是一种稳定的化合物与氧元素的非金属性强弱有关，与氢键无关，故不符合题意。
4.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(　　)
B
5.下列几种氢键：①O—H…O，②N—H…N，③F—H…F，④O—H…N，其强度由强到弱的排列顺序是(　　)
A.③①④② B.①②③④
C.③②①④ D.①④③②
解析　同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，故电负性：F＞O＞N，故氢键的强度：③F—H…F＞①O—H…O＞④O—H…N＞②N—H…N，故选A。
A
6.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(　　)
D
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
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。
7.下列两组命题中，乙组中命题正确，且能用甲组中的命题加以解释的是(　　)
B
选项 甲组 乙组
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 HCl比HI稳定
C H2S分子间的范德华力强于H2O分子间的范德华力 H2S的沸点比H2O的沸点高
D HI分子间的范德华力弱于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的沸点低
解析　碘和氯属于同主族元素，碘的原子半径大于氯的原子半径，H—Cl键的键能大于H—I键的键能，HCl比HI稳定，A项错误，B项正确。H2S、H2O的组成和结构相似，但由于H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点高，C项错误。HCl、HI的组成和结构相似，HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量，HI分子间的范德华力强于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点要高于HCl的沸点，D项错误。
8.回答下列问题。
(1)氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因是______________________
____________________________。
(2)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_________________________________________
_________________________。
联氨分子间形成的氢键数
目多于氨分子间形成的氢键
乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子
间不能形成氢键
(3)常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是_____________________
___________________________________________________________。
(4)比较As的氢化物与同族第2、3周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由：__________________________________________________________
___________________________________________________________________
________________________________________________________________。
羧基的存在使丙酸形成
分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键
稳定性：NH3>PH3>AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高
(5)H2SO4为黏稠状、难挥发性的强酸，而HNO3是易挥发性的强酸，其原因是________________________________________________________________________________________。
H2SO4分子之间容易形成氢键，而HNO3易形成分子内氢键，造成分子间作用力减弱，易挥发
9.根据下列要求回答相关问题：
(1)下列物质沸点递变顺序正确的是________(填字母，下同)。
A.SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4
B.SbH3＞AsH3＞PH3＞NH3
C.HI＞HBr＞HCl＞HF
D.H2Te＞H2Se＞H2S＞H2O
A
解析　氢化物的相对分子质量越大，沸点越高，则沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4，A正确；氢化物的相对分子质量越大，沸点越高，含有氢键的沸点较高，氨分子间存在氢键，所以沸点：NH3＞SbH3＞AsH3＞PH3，HF分子间存在氢键，所以沸点：HF＞HI＞HBr＞HCl，水分子间存在氢键，所以沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，B、C、D错误。
(2)下列过程中：①冰融化成水，②HNO3溶于水，③NH4Cl溶于水，依次克服不同的作用力类型分别是________。
A.氢键、范德华力、离子键
B.氢键、极性键、离子键
C.范德华力、氢键、非极性键
D.范德华力、非极性键、极性键
B
解析　①冰中水分子间存在氢键，所以冰融化成水克服氢键；②HNO3溶于水发生电离，破坏了共价键，所以克服极性键；③NH4Cl属于离子晶体，含有离子键，NH4Cl溶于水克服离子键。
(3)下列说法正确的是________。
A.氨、氯化氢与水分子都能形成氢键，故极易溶于水
B.由于氢键存在，卤化氢中HF最稳定
C.冰的密度小于水，是由于水分子间存在氢键
D.NH3、H2O、HF相对分子质量增大，沸点升高
C
解析　氯化氢与水分子之间不能形成氢键，氨与水分子间能形成氢键，A错误；氢化物的稳定性与共价键有关，共价键越强，氢化物越稳定，与氢键无关，B错误；在冰中，由于氢键的作用，水分子间形成正四面体结构，使得水分子间的空隙变大，所以水变成冰后体积增大，密度变小，C正确；NH3、H2O、HF分子间存在氢键，沸点高低与氢键有关，所以不能根据相对分子质量大小来判断沸点，D错误。
B级　素养培优练
10.在水中水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n中n＝5，每个水分子被其他4个小分子包围着形成四面体(如图)。下列说法正确的是(　　)
C
A.(H2O)n是一种新的水分子
B.(H2O)n不具有水的化学性质
C.如图所示，1 mol H2O中有2 mol氢键
D.如图所示，1 mol H2O中有4 mol氢键
解析　(H2O)n只是水的一种聚集状态，不是新物质，仍保留着水的化学性质，A、B项错误；如图所示，每个水分子可与4个水分子形成氢键，每个氢键被2个水分子共有，则1 mol H2O中有2 mol氢键，C项正确，D项错误。
11.(1)水分子间存在一种“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用，彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过氢键相互连接成庞大的分子晶体，其结构示意图如图1所示。
①1 mol冰中有________ mol 氢键。
②在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是________kJ·mol－1。
2
20
③氨极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是__________ (填图2中的字母)。
b
(2)图3折线c可以表达出________族元素简单氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素简单氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b，你认为正确的是________(填“a”或“b”)；部分有机物的熔、沸点见下表：
ⅣA
b
由这些数据你能得出的结论是___________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________ (至少写2条)。
有机物的相对分子质量越大，分子间作用力越强，故沸点越高；当有机物能形成分子内氢键时，分子间作用力减弱，熔点变低；当有机物分子间能形成氢键时，分子间作用力增强，熔点升高
12.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)＞________＞________。
O—H键
氢键
范德华力
NH3　
AsH3
PH3
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)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。
c作业11　分子间作用力
(分值:60分)
A级　合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~7题,每题4分,共28分)
1.下列叙述与范德华力无关的是 (　　)
气态物质在加压或降温时能凝结或凝固
干冰易升华
氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高
氯化钠的熔点较高
2.下列与氢键有关的说法错误的是 (　　)
卤化氢中HF沸点较高,是由于HF分子间存在氢键
邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低
氨水中存在分子间氢键
形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
3.(2023·锦州渤海大学附中高二期末)下列现象(事实)与氢键有关的是 (　　)
①氨气易被液化
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③DNA中的碱基互补配对
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤H2O是一种稳定的化合物
①④⑤ ①②③④
②③ ①②
4.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 (　　)
5.下列几种氢键:①O—H…O,②N—H…N,③F—H…F,④O—H…N,其强度由强到弱的排列顺序是 (　　)
③①④② ①②③④
③②①④ ①④③②
6.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 (　　)
氢键、共价键
离子键、氢键、共价键
离子键、范德华力
离子键、氢键、范德华力
7.下列两组命题中,乙组中命题正确,且能用甲组中的命题加以解释的是 (　　)
选项 甲组 乙组
H—I键的键能大于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定
H—I键的键能小于H—Cl键的键能 HCl比HI稳定
H2S分子间的范德华力强于H2O分子间的范德华力 H2S的沸点比H2O的沸点高
HI分子间的范德华力弱于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的沸点低
8.(7分)回答下列问题。
(1)(1分)氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因是　　　　　　　　　　　　。
(2)(1分)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　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(1分)常温下丙酸为液体,而氨基乙酸为固体,主要原因是　　　　　　　　　　　　。
(4)(2分)比较As的氢化物与同族第2、3周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)(2分)H2SO4为黏稠状、难挥发性的强酸,而HNO3是易挥发性的强酸,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.(6分)根据下列要求回答相关问题:
(1)(2分)下列物质沸点递变顺序正确的是　　　　　　　　　　　　　　　 (填字母,下同)。
A.SnH4>GeH4>SiH4>CH4
B.SbH3>AsH3>PH3>NH3
C.HI>HBr>HCl>HF
D.H2Te>H2Se>H2S>H2O
(2)(2分)下列过程中:①冰融化成水,②HNO3溶于水,③NH4Cl溶于水,依次克服不同的作用力类型分别是　　　　。
A.氢键、范德华力、离子键
B.氢键、极性键、离子键
C.范德华力、氢键、非极性键
D.范德华力、非极性键、极性键
(3)(2分)下列说法正确的是　　　　。
A.氨、氯化氢与水分子都能形成氢键,故极易溶于水
B.由于氢键存在,卤化氢中HF最稳定
C.冰的密度小于水,是由于水分子间存在氢键
D.NH3、H2O、HF相对分子质量增大,沸点升高
B级　素养培优练
10.(4分)在水中水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n中n=5,每个水分子被其他4个小分子包围着形成四面体(如图)。下列说法正确的是 (　　)
(H2O)n是一种新的水分子
(H2O)n不具有水的化学性质
如图所示,1 mol H2O中有2 mol氢键
如图所示,1 mol H2O中有4 mol氢键
11.(7分)(1)(3分)水分子间存在一种“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用,彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如图1所示。
①1 mol冰中有　　　　 mol 氢键。
②在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰晶体中氢键的能量是　　　　kJ·mol-1。
③氨极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是　　　　　　　　　　　　　　　 (填图2中的字母)。
(2)(4分)图3折线c可以表达出　　　　(1分)族元素简单氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素简单氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是　　　　(1分)(填“a”或“b”);部分有机物的熔、沸点见下表:
烃 CH4 CH3— CH3 CH3— (CH2)2 —CH3 硝基 苯酚
沸点 /℃ －164 －88.6 －0.5 熔点 /℃ 45 96 114
由这些数据你能得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(至少写2条)(2分)。
12.(8分)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)(3分)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)(3分)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)(2分)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.N d.H2O
作业11　分子间作用力
1.D　[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大小密切相关。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大小有关系；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。]
2.D　[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，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，但不是一定在一条直线上，如，D错误。]
3.B　[ ①氨分子能形成分子间氢键，分子间作用力大，沸点较高，易被液化，故符合题意；②小分子的醇、羧酸分子中含有的羟基、羧基，能与水分子形成分子间氢键，可以和水以任意比互溶，故符合题意；③DNA分子中含有氨基，能形成分子间氢键，所以碱基互补配对与氢键有关，故符合题意；④邻羟基苯甲酸形成分子内的氢键，使得分子间作用力减弱，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，使得分子间作用力增强，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故符合题意；⑤水是一种稳定的化合物与氧元素的非金属性强弱有关，与氢键无关，故不符合题意。]
4.B　[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。]
5.A　[同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，故电负性：F＞O＞N，故氢键的强度：③F—H…F＞①O—H…O＞④O—H…N＞②N—H…N，故选A。]
6.D　[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。]
7.B　[碘和氯属于同主族元素，碘的原子半径大于氯的原子半径，H—Cl键的键能大于H—I键的键能，HCl比HI稳定，A项错误，B项正确。H2S、H2O的组成和结构相似，但由于H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点高，C项错误。HCl、HI的组成和结构相似，HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量，HI分子间的范德华力强于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点要高于HCl的沸点，D项错误。]
8.(1)联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键
(2)乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
(3)羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键
(4)稳定性：NH3>PH3>AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高
(5)H2SO4分子之间容易形成氢键，而HNO3易形成分子内氢键，造成分子间作用力减弱，易挥发
9.(1)A　(2)B　(3)C
解析　(1)氢化物的相对分子质量越大，沸点越高，则沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4，A正确；氢化物的相对分子质量越大，沸点越高，含有氢键的沸点较高，氨分子间存在氢键，所以沸点：NH3＞SbH3＞AsH3＞PH3，HF分子间存在氢键，所以沸点：HF＞HI＞HBr＞HCl，水分子间存在氢键，所以沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，B、C、D错误。(2)①冰中水分子间存在氢键，所以冰融化成水克服氢键；②HNO3溶于水发生电离，破坏了共价键，所以克服极性键；③NH4Cl属于离子晶体，含有离子键，NH4Cl溶于水克服离子键。(3)氯化氢与水分子之间不能形成氢键，氨与水分子间能形成氢键，A错误；氢化物的稳定性与共价键有关，共价键越强，氢化物越稳定，与氢键无关，B错误；在冰中，由于氢键的作用，水分子间形成正四面体结构，使得水分子间的空隙变大，所以水变成冰后体积增大，密度变小，C正确；NH3、H2O、HF分子间存在氢键，沸点高低与氢键有关，所以不能根据相对分子质量大小来判断沸点，D错误。
10.C　[(H2O)n只是水的一种聚集状态，不是新物质，仍保留着水的化学性质，A、B项错误；如图所示，每个水分子可与4个水分子形成氢键，每个氢键被2个水分子共有，则1 mol H2O中有2 mol氢键，C项正确，D项错误。]
11.(1)①2　②20　③b　(2)ⅣA　b　有机物的相对分子质量越大，分子间作用力越强，故沸点越高；当有机物能形成分子内氢键时，分子间作用力减弱，熔点变低；当有机物分子间能形成氢键时，分子间作用力增强，熔点升高
解析　(1)①根据冰的结构示意图，每个H2O分子通过氢键与4个H2O分子结合，平均每个H2O分子含有氢键数目为4×＝2，故1 mol冰中含2 mol氢键。②冰的升华热是51 kJ·mol－1，水分子间还存在范德华力(11 kJ·mol－1)，1 mol水中含有2 mol氢键，升华热＝范德华力＋氢键，所以冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol－1。③NH3溶于水后形成NH3·H2O，NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2O??NH＋OH－，可知结构中含有铵根离子和氢氧根离子的基本结构，NH3·H2O的合理结构是b。(2)折线a和b都有沸点先小后大，则开始物质的沸点高，与氢键有关，而a中原子序数大的简单氢化物沸点高于含氢键的物质，与事实不符，故a错误、b正确；折线c中的物质没有氢键，则折线c可以表达ⅣA族元素简单氢化物的沸点的变化规律。
12.(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。

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