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专题3　微粒间作用力与物质性质
第四单元　分子间作用力　分子晶体
第一课时　范德华力　氢键
学习目标：1.熟知常见的分子间作用力（范德华力和氢键）的本质及其对物质性质的 影响。2.会比较判断范德华力的大小，会分析氢键的形成。
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研习任务一　范德华力
静电作
用　
范德华力　
氢键　
弱　
物理　
分子　
小　
方向　
饱和　
大小　
分子的空间构型　
相似　
越大　
（4）范德华力对物质性质的影响
①对物质熔、沸点的影响
大　
高　
高　
低　
②对物质溶解度的影响
溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度就越大。如在273 K、101 kPa时， 氧气在水中的溶解量（49 mL·L－1）比氮气在水中的溶解量（24 mL·L－1）大，就是因 为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。



√


问题　探讨
卤素单质的熔、沸点如下表：
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
F2 38 －219.6 －188.1
Cl2 71 －101 －34.6
Br2 160 －7.2 58.8
I2 254 113.5 184.4
1. 从表格中的数据，你能得出卤素单质熔、沸点的变化规律是什么？
提示：从F2→I2，随着相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高。
2. 怎样解释卤素单质从F2→I2的熔、沸点越来越高？
提示：从F2→I2，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，故熔、沸点逐渐 升高。
3. 范德华力属于化学键吗？分子中范德华力越大，分子的稳定性越强，这句话对吗？
提示：范德华力不属于化学键；范德华力主要影响物质的熔、沸点，溶解度等，但不 影响物质的稳定性，因此这句话是错误的。
4. 任何物质三态变化一定破坏分子间作用力吗？
提示：不一定，有些物质不是由分子构成的，如氯化钠是由钠离子和氯离子构成的， 所以三态变化时破坏的是离子键，不是分子间作用力。
应用　体验
A. 氧化钠熔化
B. KCl溶于水
C. 将液溴加热变为气态
D. NH4Cl受热分解
解析：Na2O熔化破坏的是离子键，A不符合题意；KCl溶于水，破坏的是离子键，B 不符合题意；溴单质由液态变为气态，破坏的是分子间作用力，C符合题意；NH4Cl 受热分解，破坏的是化学键，D不符合题意。
C
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
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；化学键是微粒间强烈的相互作用，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
3. 现已知下列物质及它们各自的沸点：
Cl2：238.4 K，O2：90.1 K，N2：75.1 K，H2：20.3 K，I2：457.4 K，Br2：331.8 K。
I2＞Br2＞Cl2＞O2＞N2＞
H2
相对分子质量越大，范德华力越
大
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研习任务二　氢键
大　
小　
大　
小　
F　
O　
N　
小　
强　
方向性　
饱和性　
（5）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（如图甲所示）。
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、对羟基苯甲醛分子间均存在分子间氢键（如图乙所示）。
甲　邻羟基苯甲醛
乙　对羟基苯甲醛
2. 氢键对物质物理性质的影响
升
高　
＞　
高　
＜　
增大　
大　
大　
分子内　
分子间　
氢键
配对　







问题　探讨
水分子间通过一种叫“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，其结构示意图如图所示。
1. 氢键的键能远大于范德华力，氢键属于化学键吗？上图中1 mol冰中有多少 mol氢键？
2. ⅥA族元素的氢化物为H2O、H2S、H2Se、H2Te，试比较它们熔、沸点的高低顺 序，并指出H2O反常的原因是什么？
提示：熔、沸点高低顺序：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，H2O熔、沸点高的原因是水分 子间能形成氢键。
3. 冰的密度小于水的原因是什么？
提示：固态水（冰）中水分子间以氢键结合成排列规则的晶体，由于冰的结构中有空 隙，造成体积膨胀，密度减小，故冰的密度比水的小。
4. 下图是两种具有相同分子式的有机物——邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构式。 已知它们的沸点相差很大，你认为哪一种沸点较高？如何从氢键的角度来解释？
邻羟基苯甲酸
对羟基苯甲酸
提示：对羟基苯甲酸的沸点高；因为对羟基苯甲酸在分子间形成氢键，分子间存在 “缔合”作用，而邻羟基苯甲酸在分子内形成氢键，故对羟基苯甲酸的沸点高。
应用　体验
A. 由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF＞H2O＞ NH3
B. 氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内
C. 没有氢键，就没有生命
D. 相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多
解析：A项，“反常”是指它们在与其同族氢化物沸点排序中的现象，NH3、H2O、 HF的沸点顺序可由氢化物的状态判断，水在常温下是液体，沸点最高。B项，分子内 可以存在氢键。C项正确，因为氢键使常温常压下的水呈液态，而液态的水是生物体 营养传递的基础。D项，在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键。
C
A. 离子键、共价键
B. 离子键、氢键、共价键
C. 氢键、范德华力
D. 离子键、氢键、范德华力
解析：该化合物结构中不含羧基或酚羟基，溶于水时没有克服共价键，故A、B错 误；该化合物属于离子化合物，溶于水时，还克服了离子键，故C错误；维生素B1分 子中含有氨基和羟基，易形成氢键，故溶于水时要破坏离子键、氢键和范德华力，故 D正确。
D
B
A. ①②③④⑤⑥ B. ①②③④⑤
C. ①②③④ D. ①②③
解析：因ⅦA族中，F的非金属性最强，HF中分子之间存在氢键，则HF的熔、沸点 比ⅦA族其他元素氢化物的高，故①正确；小分子的醇、羧酸与水分子之间能形成氢 键，则可以和水以任意比互溶，故②正确；冰中存在氢键，其体积变大，则相同质量 时冰的密度比液态水的密度小，故③正确；氨气与水分子都是极性分子，氨气与水分 子间存在氢键，所以氨气极易溶于水，故④正确；对羟基苯甲酸易形成分子间氢键， 而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的 低，故⑤正确；水分子高温下也很稳定，其稳定性与化学键有关，而与氢键无关，故 ⑥错误。
4. 水分子间通过一种叫“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四面体，通过“氢键” 相互连接成庞大的分子晶体。
2
＋OH－
双氧水分子之
间存在更强烈的氢键
　
（a） （b）
（b）
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课时作业
A. 分子间作用力是一种静电作用，但比化学键弱得多
B. 常见的分子间作用力是范德华力和氢键
C. 范德华力有方向性和饱和性
D. 影响范德华力的因素有相对分子质量的大小、分子的空间构型、分子中的电荷分 布情况
解析：范德华力一般没有方向性和饱和性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚 时，它总是尽可能多地吸引其他分子，C项错误。
C
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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X—H…Y的三个原子总在一条直线上
D
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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 的分子内氢键，D错误。
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A. F2＜Cl2＜Br2＜I2
B. CF4＞CCl4＞CBr4＞CI4
C. H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S
D. CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
解析：分子晶体的熔、沸点高低由分子间作用力大小决定，分子间作用力越大，熔、 沸点越高，反之越低，而相对分子质量和分子的极性越大，分子间作用力就越大，物 质的熔、沸点就越高。A中卤素单质随相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增 大，熔、沸点升高，故A正确；B恰好相反，B错误；C中在H2O分子间存在氢键，故 H2O的熔、沸点是最高的，故C正确；D中分子结构相似，且都为分子晶体，分子的 相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，故D正确。
B
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A. ③①④② B. ①②③④
C. ③②①④ D. ①④③②
解析：电负性：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：③＞①＞④＞②，故选A。
A
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A. （H2O） n 是一种新的水分子
B. （H2O） n 仍保留着水的化学性质
C. 1 mol （H2O） n 中有2个氢键
D. 1 mol （H2O） n 中有4 mol氢键
解析：（H2O） n 是水分子间通过氢键形成的小集团，不是一种新的水分子，仍 保留着水的化学性质，故A错误、B正确；1 mol （H2O） n 中有2 nNA个氢键， 故C、D错误。
B
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A. 卤族元素的氢化物中HF的沸点最高
B. 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低
C. H2O的沸点比HF的高，是由于水中氢键的键能大
D. 氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
解析：HF分子间存在氢键，故沸点相对较高，A项正确；能形成分子间氢键的物质 熔、沸点较高，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛易形成分子间氢键， 所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低，B项正确；H2O分子中的O可与 周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键，而HF分子中的F原子只能形成一个氢 键，氢键越多，沸点越高，所以H2O的沸点高，C项错误；氨气分子和水分子间形成 氢键，导致氨气极易溶于水，D项正确。
C
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A. H2O的沸点高于H2S
B. 邻羟基苯甲酸（ ）的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸 （ ）的熔点为213 ℃
C. 乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D. HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
D
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解析：水分子间存在氢键，导致沸点高于H2S，A不符合题意；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，分子间氢键增大了分子间作用力，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；乙醇分子结构中含有羟 基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大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 乙醇小得多，C不符合题意；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因 是H—F的键能比H—Cl的键能大，与氢键无关，D符合题意。
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A. 氢键是共价键的一种
B. 同一分子内也可能形成氢键
C. X、Y元素具有较大电负性，是氢键形成的基本条件
D. 氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高
解析：A项，氢键属于分子间或分子内作用力，不属于化学键，错误；B项，氢键分 为分子间氢键和分子内氢键，所以分子内也可能形成氢键，正确；C项，氢原子与电 负性大的X原子以共价键结合，若与电负性大、半径小的Y原子接近，在X与Y之间以 氢为媒介，生成以X—H…Y形成的一种特殊的分子间或分子内相互作用，所以X、Y 元素具有很大的电负性，是氢键形成的基本条件，正确；D项，氢键能影响物质的性 质，增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高，正确。
A
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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的低
B
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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。
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名称 结构简式 溶解度/（g/100 g水，25 ℃） 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
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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
解析：分子内形成氢键使物质熔、沸点降低，邻硝基苯酚熔、沸点低于另两种 硝基苯酚，是因为分子内形成氢键，故A正确；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，故B正确、D错误；形成分子间氢键能增大其熔、 沸点，对硝基苯酚熔点114 ℃、沸点295 ℃都很高，是因为对硝基苯酚分子间能 形成氢键，故C正确。
【答案】D
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解析：（1）苯胺中有—NH2，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升分子晶体的熔、沸点。
苯胺分子之间存在氢键
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图1
易溶于水　
解析：（2）1个抗坏血酸分子中含有4个羟基，其可以与H2O形成分子间氢键，所以 抗坏血酸易溶于水。
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解析：（3）S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔、沸点比SO2 的高。
解析：（4） NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从 而使其沸点升高。
S8的相对
分子质量大，分子间范德华力强
低　
NH3分子间存在氢键
图2
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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。
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。
O—H
键　
氢键　
范德华力　
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解析：（2） 和 分子间都存在范德华力，但前者存在 分子间氢键，后者主要存在分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故前者的 沸点高于后者的沸点。
能形成分子间氢键，而　 　能形成分子内氢键
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解析：（3）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。
NH3　
AsH3　
PH3　
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