全国地区中学化学竞赛试题：氢键和分子间作用力(19题57题)
全国地区中学化学竞赛试题：氢键和分子间作用力（19
题57题）
A组
1．固体乙醇晶体中不存在的作用力是
A 离子键
B 共价键
C 氢键
D 分子间力
2．固体草酸晶体中不存在的作用力是
A 离子键
B 共价键
C 氢键
D 分子间作用力
3．在下列物质的晶体中，既有共价键又有分子间作用力的是
A 二氧化硅
B 氦
C 氨
D 铜
4．在单质晶体中，一定不存在
A 离子键
B 分子间作用力
C 共价键
D 金属离子与自由电子间的作用
5．下列物质晶体中，同时存在极性键、非极性键和氢键的是
A SO3
B H2O
C C2H5OH
D C2H6
6．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：① Na2O2；
② SiO2；③石墨；④金刚石；⑤ NaCl；⑥白磷，其中含有两种结合力的组合是
A ①②⑤
B ①③⑥
C ②④⑥
D ①②③⑥
7．碘晶体升华时，下列所述内容发生变化的是
A 分子内共价键
B 分子间的作用力
C 分子间的距离
D 分子内共价键的键长
8．下列物质变化时，需克服的作用力不属于化学键的是
A HCl溶于水
B I2升华
C H2O电解
D 烧碱熔化
9．下列各组中的两种固态物质熔化（或升华）时，克服的微粒间相互作用力属于同种类型的是
A 碘和碘化钠
B 金刚石和重晶石
C 冰醋酸和硬脂酸甘油酯
D 干冰和二氧化硅
10．根据人们的实践经验，一般来说，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，称为相似相溶原理。根据“相似相溶原理”判断，下列物质中，易溶于水的是；易溶于CCl4的是。
A NH3
B HF
C I2
D Br2
11．右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、VA、ⅥA、
ⅦA旅元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素气态氢
化物沸点的是曲线；表示ⅣA族元素气态氢化物沸点
的是曲线；同一族中第3、4、5周期元素的气态氢化
物沸点依次升高，其原因是；A、B、C曲线
中第2周期元素的气态氯化物的沸点显著高于第3周期元素气
态氢化物的沸点，其原因是。
12．请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用力有关？
A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；
B．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低。
B组
13．下列物质中不存在氢键的是
A 冰
B DNA分子
C 液氨
D 液化气
14．右图中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA中的某一族元素氢化
物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是
A H2S
B HCl
C PH3
D SiH4
15．关于氢键，下列说法正确的是
A 每一个水分子内含有两个氢键
B 冰、水中都存在氢键
C 分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
16．不存在氢键的是
A 纯H2O中的H2O分子之间
B 液态HF中的HF分子之间
C NH3·H2O分子中的NH3与H2O之间
D 可燃冰CH4·nH2O中的CH4与H2O之间
17．下列事实与氢键有关的是
A 水加热到很高的温度都难以分解
B 水结成冰体积膨胀，密度变小
C CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
18．下列事实与氢键有关的是
A 水加热到很高的温度都难以分解
B 水结成冰体积膨胀，密度变小
C CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
19．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是
A 液溴和苯分别受热变为气体
B 干冰和氯化铵分别受热变为气体
C 二氧化硅和铁分别受热熔化
D 食盐和葡萄糖分别溶解在水中
20．关于氢键，下列说法正确的是
A 在水中，每个氧原子周围有4个氢原子，并分别与之形成氢键
B 甲硫醇（CH3SH）比甲醇的熔点低的原因是甲醇分子间易形成氢键
C 氨易液化与氨分子间存在氢键无关
D 水是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键所致
21．下列变化或数据与氢键无关的是
A 甲酸蒸气的密度在373K时为1.335g/L，在293K时为2.5g/L
B 氨分子与水分子形成一水合氨
C 丙酮在已烷和三氟甲烷中易溶解，其中在三氟甲烷中溶解时的热效应较大
D SbH3的沸点比PH3高
22．影响分子晶体熔沸点时的因素主要是分子间的各种作用力。硝基苯酚的分子内和分子之间都存在氢键，邻硝基苯酚以分子内氢键为主，对硝基苯酚以分子间氢键为主，则邻硝基苯酚和对硝基苯酚的沸点比较正确的是
A 邻硝基苯酚高于对硝基苯酚
B 邻硝基苯酚低于对硝基苯酚
C 邻硝基苯酚等于对硝基苯酚
D 无法比较
23.下列可用氢键来解释的是
A浓的氢氟酸溶液中存在HF2－和H2F3－
B SiH4沸点比CH4高
C 水和乙醇分别与金属钠反应，前者比后者剧烈
D H2O比H2S稳定，前者1000℃以上才分解，后者300℃分解
24.美国《科学》杂志12月17日评选出2004十大科学突破中，有多项与水有关，其中之一是关于对水的研究有新进展，一些科学家对于水分子如何聚合以及电子及质子如何在水中溶解等问题上，都有了新发现。另据 2004年4月14日中科院网报道，中科院物理所王恩哥小组他们首次证明存在一种稳定的二维冰相。它是由四角形和八角形的氢键网格交替组成的，研究人员把这种新的冰结构命名为镶嵌冰。有趣的是，这种镶嵌冰可以在室温下稳定存在。
有关这种镶嵌冰的推测肯定不正确的
A 镶嵌冰密度可能比4℃水大
B 镶嵌冰中四角形环比八角形环中水分
间的氢键键能强
C 每个水分子形成两个氢键
D 镶嵌冰属于分子晶体
25．已知I2易溶于KI溶液中，HF易溶于NaF溶液中，即某元素的单质或化合物通过缔合易溶于该元素的化合物中。下列叙述中属于上述情况的是
A Br2易用于溴苯中
B S易用于CS2中
C S易溶于Na2S溶液中
D AgF易溶于水中
26．下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是
A F2、Cl2、Br2、I2的溶点、沸点逐渐升高
B HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C 金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
27．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是
A 液溴和苯分别受热变为气体
B 干冰和氯化铵分别受热变为气体
C 二氧化硅和铁分别受热熔化
D 食盐和葡萄糖分别溶解在水中
28．氨气溶于水时，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
29．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用依次是
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
30．右图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，请问
该冰中的每个水分子有几个氢键
A 2
B 4
C 8
D 12
31．碘在不同溶剂中呈现紫色、棕色……一般认为溶液呈紫色
的表明溶解了的“碘分子”并未和溶剂发生很强的结合。
已知不同温度下，碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色。请回答
温度低时溶液呈色，温度高时溶液呈色，因为
32．为研究分子极性问题，设计如下实验：
（1）让蒸馏水通过酸式滴定管慢慢下流如线状，将摩擦带电的玻璃棒靠近水流，发现水流的方向发生偏转，说明水分子是：；
（2）把盛在玻璃容器中的蒸馏水置于强磁场的两极之间，蒸馏水的体积：（填写增大、缩小、不变），这是因为。
33．下面是几种物质的溶解度数据：
上述数据可以说明，结构相似的一类固体，在液体中的溶解度的规律是；结构相似的一类气体，在液体中的溶解度的规律是；固体和气体在液体中的溶解度呈现上述规律的原因是。
345
①He －268.8 Ne －249.5 Ar （x）Kr －151.7
②F2－187.0 Cl2－33.6 （a） 58.7 I2 184.0
③HF （y）HCl －84.0 HBr －67.0 HI －35.3
④H2O （z）H2S －60.2 （b）－42.0 H2Te －1.8
试根据上表回答下列问题：
（1）a为色液体；b的分子式为：。
（2）写出②系列中物质主要化学性质的递变规律（任写一种）：；能够说明该递变规律的化学事实是：（任举一例，用离子方程式表示）。
（3）除极少数情况外，上述四种系列中物质的沸点与相对分子质量之间均存在一定的关系，该关系是。
（4）上表中，和两种物质的沸点较同系列其它物质反常，反常的主要原因是。
35．当加热下列物质时，对比它们发生的可见变化：
（1）一个装有冰的试管；
（2）一块巧克力；
（3）哪一种变化属于非晶态固体表现的特性？
（4）试找出其他三种常见的非晶态材料。
36．氢键是一个氢原子在两个强电负性原子之间所架的桥，它以共价键和其中一个原子结合，又以纯粹的静电力与另一个原子结合，因此它比一般的偶极－偶极作用强得多，所以对化合物的沸点和溶解度影响很大。
下列化合物中，你预计哪些是缔合液体？画出其可能存在的氢键的结合方式。
①CH3OH ②CH3OCH3③CH3F ④CH3Cl ⑤CH3NH2⑥(CH3)2NH ⑦(CH3)3Al
37．有下列四种化合物a，b，c，d，它们的结构相似，并且都为分子晶体，但各自的熔点却有较大差别，为什么？
（a）（b）（c）（d）
mp＝266℃ mp＝309℃ mp＝388℃ mp＝273℃
38．自然界中往往存在许多有趣也十分有意义的现象，下表列出了若干化合物的结构、分子式、分子量和沸点
结构式分子式分子量沸点（℃）
① H－O－H H2O 18 100
② H3COH CH4O 32 64
③ H3CCH2OH C2H6O 46 78
④ H3C－OH C
2H4O260 118
⑤ H3C CH3C
3H6O 58 56
⑥ H3CCH2CH2OH C3H8O 60 97
⑦ CH3CH2OCH3C3H8O 60 11
（1）写出①～⑦种化合物的化学名称。
（2）从它们的沸点看，可以说明哪些问题？
39．水是我们熟悉的物质。每个水分子都能被其他4个水分子包
围形成如右图所示的四面体单元，由无数个这样的四面体再通过氢键
可相互连接成一个庞大的分子晶体——冰。
（1）氢键的形成使冰的密度比水，氢键有方向性和饱和
性，故平均每个水分子最多形成个氢键。
（2）实验测得冰中氢键的作用能为18.8 kJ/mol，而冰的熔化热
为 5.0kJ/mol，说
明。
（3）干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩成液态
后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意图。通过分析，
可知每个CO2分子周围与之相邻等距的CO2分子共个。一
定温度下，已测得干冰晶胞（即图示）的边长a＝5.72×10－8cm，
则该温度下干冰的密度为 g/cm3。
40．CF4和PF3具有相同的电子数（42个）它们的分子量也相
等（88），但性质却不同，例如：CF4的溶沸点为m.p.－184℃，b.p.－128℃；PF3为m.p.151.5℃，b.p.－101.5℃；再如：它们与水的作用也不同。请给予解释，写出有关反应式。
41．H2S和H2O2的主要物理性质比较如下：
熔点／K 沸点／K 标准状况时在水中的溶解度
H2S 187 202 2.6
H2O2272 423 以任意比互溶
H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因是什么?
42．（1）H2O的沸点（100℃）比HF的沸点（20℃）高，这是由于
。
（2）气态氯原子与一个电子结合比气态氟原子与一个电子结合放出更多的能量，这是由于。
43．超分子化学是一门新兴的科学，在材料、生化、催
化剂等领域得到很高重视。不久前，美国Texas A&M 大学
的研究人员发现：将已知的路易斯酸——三聚（邻四氟代苯
基）汞溶入沸腾的苯中，冷却后析出的晶体是苯和该路易斯
酸的超分子，由苯分子夹在两路易斯酸分子之间堆砌而成。
俯视如右图（氟原子和氢原子未列出）。
（1）路易斯酸是对酸的电子定义：凡容易接受电子的
为酸，凡容易给出电子的为碱。下列微粒中，为路易斯酸的
有：
A Al3＋
B I—
C BF3
D NH3（）
（2）画出邻四氟代苯基的结构式和三聚（邻四氟代苯基）汞的结构式：
（3）该超分子如同夹心饼干（维夫饼干），俯视图化学式为，超分子的路易斯碱部分为（填化学式）。
C组
44．丙酮在己烷和三氟甲烷中易溶解，其中中溶解的热效应较大，因为。
45．咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构式如下。常温下，
咖啡因在水中的溶解度为2g/100g H2O，加适量水杨酸钠
[C6H4(OH)(COONa)]，由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度。请在附
图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键。
46．氯仿在苯中的溶解度明显比1，1，1－三氯乙烷的大，请
给出一种可能的原因（含图示）。
47．阿司匹林结构式如右，难溶于水。若和适量柠檬酸三钠混合，
即可增大溶解度。解释原因。
48．在自然界，氢键广泛用于调控生物分子间的缔合。氢键的强
度及方向性可用于按预测的几何组装分子，如选择性地键合及识别，
反应催化，基因信息的贮存、复制及表达，功能材料的制备等等。通过氢键可以在液态及固态形成各种各样的聚集体。这些聚集体是可预测的也是可以调整的超分子建筑。因为这些结构是由独立的子单元构成，人们称为这些子单元为“构造块”，因此我们称它为分子构造学，它是使用构造块构筑超分子的科学及艺术。氢键的强度及可预测的方向性是同自组装过程中其他弱相互作用力有区别的。氢键方法的优点是使超分子聚集体由建筑块同时形成超分子构筑。它可以避免逐条键合成的方式。在原则上，在超分子构造中，氢键在强度及方向性上压倒其他分子问的相互作用并且控制构造块的聚集。
（1）下面两种物质A、B都有二吡啶酮环结构，都能形成环状三聚体，不同的是，前者只能形成分子间氢键，后者又能形成分子内氢键。请画出两种三聚体的结构简式
A B（R＝C2H5）
（2）在研究分子构造学中，化学式为C53H128N4O4的“构造块”C是引人注目的物质，结构中具有4个吡啶酮，能作为结合位点自缔合成无限的金刚石结构。如果把C中所有基团看作质点，则C能体现很好的对称性。1mol物质C能与8mol Br2发生加成反应。
请画出物质C的结构简式；
物质C在己烷及甲醇的混合物中同丙酸形成C·8RCOOH（R＝C2H5）。这些晶体的形貌是令人惊奇的。因为在这些条件下不能形成具有金刚石结构的网。
请结合可能形成的作用力分析原因。
（3）弱方向性力在晶体工程中是最难控制的，但也是超分子化学中重要研究内容。C —H…N类相互作用在化学及生物体系中有重要的作用，把这类相互作用称为氢键是由于它同强氢键相似，都有大的静电相互作用性质，而且都是长程相互作用力。1，3，5－三氰基苯分子依靠这种作用力在晶体中形成六方网络，请画出该结构。
49．分别量取0.5mol CHCl3、(CH3)2CO、C2H5OH及H2O，并测量其温度。然后分别混合
CHCl 3和(CH 3)2CO ，C 2H 5OH 和H 2O ，搅拌并测量溶液温度所能达到的最高值。其实验结果是：前者升温9～11℃，后者升温4～5℃。常温下这几种溶剂的热容差值不大，且两种混合液又都是（共）1mol ，而今在两种情况下升温幅度明显不同，这是混合释热不同所引起的，显然CHCl 3和(CH 3)2CO 混合时释热更多。已知C 2H 5OH 和H 2O 能以任何比例互相混合的现象是和它们相互间形成氢键有关，而今形成氢键的释热量不如CHCl 3和(CH 3)2CO 混合时释热多。为了说明后两者互相溶解时释热量大，当然不能用比氢键弱的分子间作用力来解释，而只能用氢键来讨论。一般教科书上介绍氢键时强调了“和氟、氧、氮结合的氢，可能形成氢键”。而在CHCl 3、(CH 3)2CO 中的氢原子都是和碳原子相结合，氧原子、氯原子也都是和碳原子相结合的，似乎没有生成氢键的前提，但不用氢键又不能解释上述实验事实。就是说还得从氢键上来考虑问题。
（1）思考如何解释这一问题？
（2）在以上2个反应中都有氢键形成，为什么CHCl 3和(CH 3)2CO 间形成氢键释热量更大呢？
50．H ＋是周围没有电子层，是一个裸露的原子核，所以质子的电荷中心比一般离子更
容易靠近邻近的原子或离子。原子核外有电子层的一般离子的尺度数量级在10－10m 。而质
子的大小是费米级（10－15m ）的。它不但是最简单的离子，也是最轻、最小的离子。正因
为质子具有以上这些极特殊的结构特点，使它往往与周围环境有很强的相互作用，在溶液中更易溶剂化。
（1）我们通常遇到的质子都是与其它一些分子H 2O 如通过氢键结合以复合离子H 3O
＋形式存在，请再举出2例。
（2）在水溶液中，H ＋与H 2O 中的O 通过氢键结合，形成水合氢离子H 3O ＋（如右上图）。然而，在水溶液中H ＋是否只以H 3O ＋一种形式存在呢？质子总的水合能
（1117kJ/mol ）比质子与一个水分子结合的能量（714kJ/mol ）要大，这说明H
＋可能与不只一个水分子发生相互作用，或者说，H ＋与一个H 2O 分子形成的H 3O ＋还可能进一步与邻近的水分子结合。比如H 5O 2＋（如右下图）。请画出两种H 9O 4＋的结构式，并且归纳更大的团簇分子式通式。
（3）在气相中，H 2O 和HF 、HCl 、HCN 和NH 3等的加合物已用微波谱研究过，并为“谁是质子给体？谁是质子受体？”这一问题提供答案。请写出HF 、HCl 、HCN 和NH 3在气相中和水加合物的结构式，用“----”
表示氢键，用“－”表示共价键，说明哪种加合物中水是质子给体，为什么？
（4）HCO 3－离子也能类似H 2O 分子，互相结合为(HCO 3)22－和(HCO 3)n n －，分别画出它们的
结构式。
51．据报道：某石油化工厂用三乙醇胺的水溶液代替氢氧化钠水溶液洗涤石油裂解气除去其中的二氧化碳和硫化氢，年增产值100万元。
（1）三乙醇胺可以看作是氨的衍生物：用乙醇基（—CH 2CH 2OH ）代替氨分子里的氢。三乙醇胺的碱性比氨弱，但沸点却高得多：200℃。
试用你学过的分子结构原理来解释：为什么三乙醇胺的碱性和沸点相对于氨有这样的特性？
碱性问题：
沸点问题： O H H H +O H
H H +O H
H
（2）怎样理解上述报道；为什么三乙醇胺能够代替氢氧化钠以及为什么这种改革可以增加年产值？
能代替的原因：
可以增加年产值的原因：
52．下面是有关物质结构的系列问题：
（1）请从成键情况解释SF6是绝缘性能良好的液体，可作变压器油。
（2）蛋白质是由多肽链组成，多肽链的基本单元如下左图。推测6个原子能共平面的主要原因。
（3）对于某种致幻药“阿拉丁神话”有这样的解释：如右上图是对苯二酚的结构简式。这种物质内含乙醚之Hydroquinone晶笼，其形状类似神灯，当摩擦时，Hydroquinone 溶解，乙醚跑出来，被吸入后，而产生之幻想。形成晶笼是由于
53．在冰的六方晶系结构中（如右图），每个氧原子
以四面体角度方向和其他四个氧原子配位相互作用，在每
两个相邻的氧原子之间有一个氢原子。0℃时，冰的升华焓
ΔH为51.0kJ/mol H2O。如果冰中H2O分子之间未形成氢
键，则可以通过与类似于冰的分子间力为van der Waals
力的未形成氨键的固体对比，就能估计出冰的升华焓仅仅
是15.5kJ/mol H2O。由这些数据，估计一下冰氢键的强度。
54．20世纪80年代末，诺贝尔化学奖获得者Lehn教
授创造性地提出了超分子化学的概念并在这一领域进行了
大量的卓越的实践。超分子化学是研究两种以上的化学物
种通过分子间相互作用缔合而成为具有特定结构和功能的
超分子体系的科学。简而言之，即是研究各个分子通过非
共价键作用而形成的功能体系的科学。利用氢键等非共价相互作用将相对比较简单的分子亚单元组装成具有二维或三线长程有序的超分子聚集体是设计新颖功能材料的一条新途径，近年来受到广泛关注并成为前沿领域的一个研究热点。
（1）2－吡啶酮（C5H5NO）是一种可以与自身互补的分子，在晶体或溶液中，它以氢键连接的二聚体形式存在。若用乙炔基将两个2－吡啶酮连接有两种方式：对称连接（a）和非对称连接（b）。Wuest研究了（a）和（b）的聚集行为，在质子溶剂中（a）和（b）都以单体形式存在；在非质子溶剂中（a）以二聚体形式（c）存在，即使浓度很高时，（b）仍以单体形式存在。在本体状态下，（a）形成分散的二聚体，（b）形成了平面的线性超分子聚合物（d）。
①写出2－吡啶酮的结构简式；
②2－吡啶分子中所成π键的情况如何？
③写出2－吡啶酮二聚体的结构简式；
④写出a、b的结构简式；
⑤画出二聚体（c）的结构简式；
⑥画出聚合物（d）的结构片段。
（2）鸟嘌呤（）和胞核嘧啶（）通过氢键形成的的复合物是构成核酸的核心成分。写出该复合物的氢键形成情况。
（3）二酰基嘧啶（）是平面型分子，存在互变异构体。在这些晶体中存
在着中心对称的二聚体。写出该二聚体的结构简式。
（4）和通过加聚反应生成X（X分子内存在氢键），X
分子可自组织合成超分子聚合物Y。写出X、Y的结构简式。
55．疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素，特别是在蛋白质的折叠，药物分子与受体（蛋白质、DNA等）的相互作用中扮演着重要的角色。非极性化合物例如苯、环己烷在水中的溶解度非常小，与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性（Hydrophobicity），非极性溶质与水溶剂的相互作用则称为疏水效应。
（1）有关相似相溶原则可以用热力学自由能的降低来理解。（△G＜0；△G＝△H－T △S，式中ΔＨ是焓变，代表降低体系的能量因素；ΔＳ是体系熵增的因素。在常温下（25° C），非极性溶质溶于水焓的变化（△H）通常较小，有时甚至是负的，似乎是有利于溶解的；但实际上溶解度不大！请分析原因。
（2）疏水基团之间的相互作用通常被认为是没有方向性的，但是最近对剑桥晶体结构数据库（CSD）和蛋白质晶体结构数据库（PDB）的研究发现，疏水作用是有方向倾向性的。请分析富电子的吲哚芳环与苯环、缺电子的恶唑环与苯环的可能接触方式，画出示意图。
（3）下面的研究有助于进一步揭示疏水效应和疏水作用的本质。芳香化合物在水中
的溶解度其实也不是很小，这取决于相互间的氢键作用，该氢键是因为什么而产生？；Na＋，K＋等阳离子能与有些芳香化合物很好的互溶取决于。
56．气体水合物是一类将H2O分子结合成三维骨架型的主体结构，在其中有多面体孔穴，孔穴中包含作为客体的气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。根据客体分子的大小和形状，水分子可组成多种形式的主体骨架结构。已知有上百种气体分子和水形成水合包合物，其中甲烷水合物是最重要的一种。
甲烷水合物（nCH4·mH2O，m、n为1个晶胞中CH4、
H2O的分子个数）是一种具有重要经济价值的化合物，
在海洋深处蕴藏量非常大，是未来的重要能源之一。
它的晶体结构可看作由十二面体〔右图左〕和十四面
体〔右图右〕共面连接堆积形成。在立方晶胞中，十二面体
的中心处在顶角和体心位置；十四面体中心位置在面上，坐
标为（1/4，1/2，0）、（3/4，1/2，0）、（0，1/4，1/2）、（0，
3/4，1/2）、（1/2，0，1/4）、（1/2，0，3/4）计6个。它们
彼此共用六角形面连成柱体，再和五角十二面体共面连接。
右图所示出甲烷水合物中水骨架的结构（立方体为晶胞）。
（1）H2O分子是通过什么作用力结合成三维骨架的，
确定组成十二面体和十四面体的水分子个数；
（2）确定晶胞中十二面体和十四面体的个数
（3）计算晶胞中骨架水分子的个数（m值），写出计算过程和理由；
（4）CH4分子由于体积较小，可包合在这两种多面体中，若全部充满时，确定晶胞的组成为（n值）。
（5）已知该晶胞参数a＝1180pm，计算1m3甲烷水合物晶体中可释放CH4的体积（标准状况下）。
（6）有的文献中报导开采1m3的甲烷水合物晶体可得到164m3的甲烷气体，请根据5的结果给出一合理解释。
（7）下图是甲烷水合物的相平衡图，图中两条曲线X和Y分别代表相应水与冰的临界线和水合物与气体的临界线，Z为临界点。
A、B、C和D区域中的组分：A ，B ，C ，D ；Z点的组分。
（8）已知Cl2的气体水合物晶体中，Cl2和H2O的分子数之体为1︰8，在其晶体中水分子所围成的笼型骨架结构与可燃冰完全相同，说明它的组成。
57．在常温常压下，CO2饱和溶液的浓度约为0.04mol·dm－3，pH约为4。一般认为CO2溶于水形成的H2CO3是二元弱酸，在水中发生下列电离：
H2CO3HCO3－＋H＋ Kα1；
HCO 3－CO32－＋H＋ Kα2。
实际上，CO2溶于水中，大部分形成CO2·6H2O，只有一小部分形成H2CO3，经实测K＝[CO2·6H2O]/[H2CO3]＝600。因此，根据溶液中H2CO3的实际浓度（而不是溶解的CO2的浓度），计算得到的Kα数值与上述不同。
碳酸可形成两类盐——碳酸盐和碳酸氢盐。碱金属和铵的碳酸盐易溶于水，其他金属的碳酸盐难溶于水。难溶盐的酸式盐与相应正盐相比，有较大的溶解度；而易溶盐的酸式盐与相应正盐相比，溶解度明显降低。后一现象的原因一般认为是HCO3－离子通过氢键形成了双聚离子或多聚链状离子。
在CO32－和HCO3－中，C原子以sp3杂化轨道与O原子成键。电荷相反的离子互相靠近时，由于相反电场的作用，离子的电子云发生变形，称为离子极化。被异号离子极化而产生离子电子云变形的性质，称为该离子的变形性。阴、阳离子都有极化作用和变形性两方面，但由于阳离子半径较小，电场集中，阴离子则恰好相反，所以阳离子的极化作用较大，阴离子的变形性较大。一般说来，阳离子半径越小，电荷越高，极化作用越强；阴离子半径越大，负电荷越多，变形性越强。阴离子被极化后产生变形，正负电荷重心不重合，反过来又可对阳离子产生极化作用，这称之为附加极化。附加极化的结果，使阴、阳离子强烈变形，外层电子云发生重叠，键的极性减弱，键长变短，由离子键向共价键过渡，使物质溶解度变小、热稳定性降低、颜色变深……
含复杂阴离子的化合物中，复杂离子中的正态原子对负态原子有极化作用，化合物中的阳离子对阴离子中的负态原子也有极化作用，后一作用与前一作用方向相反，称为反极化作用。反极化作用的存在表现为阳离子与阴离子中的正态原子共同争夺负态原子，使阴离子内部化学键削弱，易发生断键。
试计算或回答下列问题：
（1）计算H2CO3的理论Kα1值（假如CO2溶于水，全部转化为H2CO3时的Kα1值）；
（2）计算H2CO3的实际Kα1值；
（3）画出(HCO3)22－和(HCO3)n n－的氢键结构；
（4）碳酸铵的含氮量比碳酸氢铵要高，而我国的小氮肥厂却生产碳酸氢铵，不生产碳酸铵，这是为什么？
（5）把BaCO3、FeCO3、ZnCO3、CaCO3按热稳定性由高到低的顺序排列起来；
（6）试解释Na2CO3的分解温度比NaHCO3高的原因；
（7）把CoF2、CoBr2、CoCl2、CoI2按它们的颜色由浅到深的顺序排列起来，并说明原因。
参考答案（37）
1 A
2 A
3 C
4 A
5 C
6 B
7 B、C
8 B
9 C
10 AB CD
11 A D 同族元素的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高H2O、HF、
NH3分子间存在氢键，使分子间作用力显著增大，因而沸点显著升高
12 共价键离子键
13 D
14 D
15 B、C
16 D
17 B
18 B
19 A
20 B
21 D
22 B
23 A
24 A、C
25 C
26 B、C
27 A
28 D
29 B
30 A
31 （1）棕色，紫色。（2）温度高时，分子间作用力弱。
32 （1）极性分子（2）增大水分子是极性分子，当它被置于强磁场之中时，分子
中的正负两端受到磁场两极的“牵引”，而使分子体积增大。
33 ①固体熔点越低，在液体中的溶解度越大。②气体沸点越高，在液体中的溶解度越。
③物质分子间作用力越接近液体（溶剂）分子间作用力，则溶解度越大。
34 （1）红棕色H2Se
（2）氧化性逐渐减弱Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2
（3）随着相对分子质量增大，沸点逐渐升高
（4）HF、H2O 分子之间易形成氢键
35 （1）加热试管时，部分冰融化，而其余的则仍保持固态
（2）巧克力整块的逐渐变软
（3）巧克力的变化
（4）例如玻璃，石蜡，黄油，塑料，糖蜜，橡胶
36 ①、⑤、⑥是缔合液体。它们形成缔合分子时的氢键是：
37 四个化合物都是苯甲酸的衍生物，不同之处在于－OH或－OCH3基团性质和所联结的
位置不同，即使是相同基团，因其空间位置变化，故晶格中基团间的作用力也有差别，导致化合物熔点发生了变化．（a）和（c）是一对异构体，（c）在晶格中能与另一分子形成分子间氢键，（a）则形成分子内氢键，因前者键力大于后者，故（c）熔点高于（a）。
（b）（d）的晶格中存在着较大的范德华力，故其熔点比（a）大
38 （1）水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、丙醇、甲乙醚。
（2）①、②、③、④、⑥化合物分子间都有氢键，所以其沸点较化⑤、⑥高。
②、③、⑥为同系物，分子量高，沸点也高。
④、⑥、⑦化合物的分子量相同。因④能成双分子，所以沸点高。
⑦无氢键，沸点低于⑥。
39 （1）小 2 （2）液态水中仍然存在大量氢键（3）12 1.56
40 （1）CF4的C、PF3的P均sp3杂化，但CF4为正四面体，为非极性分子，而PF3为三
角锥体，为极性分子。分子间，CF4只有色散力，而PF3有色散力、诱导力、取向力，分子间力PF3＞CF4，故PF3的熔点、沸点高于CF4。
（2）C为第二周期元素，只有一个价轨道，在CF4中的配位数已经饱和，C－F键能也较大，故室温下不水解；高温下，CF4＋3H2O＝CO2＋4HF；P为第三周期元素，有9个价轨道，在PF3中，P的配位数不饱和，只有它的价轨道可接受Lewis碱进攻；P 上有孤对电子，可作为Lewis碱与氢离子反应，故宜水解，且反应彻底：PF3＋3H2O ＝H3PO3＋3HF
41H2O2分子间存在氢键，在液态或固态中存在缔合现象，所以熔、沸点高；与水分子可形成氢键，所以溶解度大。
42（1）每个水分子平均最多可形成2个氢键，每个HF分子平均最多生成1个氢键。前者氢键数目多，总键能较大，故沸点较高。
（2）氟原子半径小，外层孤对电子多，电子云密度大，电子间斥力大，使得氟原子结合一个电子形成气态F时放出能量较少。
43 AC（BF3的硼原子最外层只有6个电子，为缺电子原子）
（2）
（3）C42H6F24Hg6C6H6
44 三氟甲烷三氟甲烷分子结构中－CF3是一个强吸电子基团，故C原子上的H也几乎
成了裸露的质子，这样，三氟甲烷与丙酮形成了氢键：，从而导致
丙酮在三氟甲烷中溶解时，产生的热效应较大。
45 N N
N N O
CH 3H 3C
O
CH 3COONa
H O 46 H C
Cl Cl
Cl CHCl 3的氢原子与苯环的共軛电子形成氢键。
47 阿司匹林中的羧酸和柠檬酸根反应形成阿司匹林的钠盐。
48 （1）
（2）
4个吡啶酮结合位置与两分子的丙酸通过氢键
结合产生加合物，阻碍金刚石状结构生成
（3） 49 （1）在CHCl 3分子中，3个Cl 原子和C 原子相连，Cl 原子是拉电子体，使和3个Cl
相连的C 原子（相对而言）正性增强了（和CH 4中C 原子相比）；在(CH 3)2CO 分子中，CH 3是推电子基团，因此和2个CH 3相连的C 原子的负性增强了，从而使与之相连的O 原子变得更负，这样就有可能发生下列氢键的结合Cl 3CH ……OC(CH 3)2。
（2）从它们的结构上看，C 2H 5OH 和H 2O 之间形成的氢键肯定强于CHCl 3和(CH 3)2CO 之间形成的氢键，但其前者之所以释热量少是因为C 2H 5OH 和H 2O 混合释热量是：“C 2H 5OH 和H 2O 间形成氢键释热量和拆散H 2O 分子间、C 2H 5OH 分子间的氢键吸热量的代数和”；而CHCl 3和(CH 3)2CO 间形成氢键释热是它和拆散CHCl 3分子间、(CH 3)2CO 分子间作用力的代数和（一般分子间作用力小于氢键间力）
50 （1）H 2F －，NH 4＋
（2）O H H H +O H H
H H
O
O
H
H O H H H +
O
H
H H H O H H O [H 3O ＋(H 2O)n ]，n ＝1，2，3…
（3）H 2O----H －F ，H 2O----H －Cl ，H 2O----H －C ≡N ，H 2N----H －OH 。
只有NH 3和水的加合物里水是质子给体，因为氧原子的电负性比氮原子大，所以H －OH 共用电子对偏向氧，使水中的氢变成裸露的质子和氮形成氢键。
（3）
51 （1）碱性问题：乙醇基置换氢离子降低了键的极性，从而降低了氮原子上的孤对电子
的碱性。
沸点问题；三乙醇胺分子间有更强的氢键和范德华力。
（2）能代替的原因：N(CH 2CH 2OH)3＋H 2S ＝[HN(CH 2CH 2OH)3]HS
2N(CH 2CH 2OH)3＋H 2S ＝[HN(CH 2CH 2OH)3]2S
N(CH 2CH 2OH)3＋H 2CO 3＝[HN(CH 2CH 2OH)3]HCO 3
2N(CH2CH2OH)3＋H2CO3＝[HN(CH2CH2OH)3]2CO3
可以增加年产值的原因：上列反应生成的盐在加热时分解放出硫化氢和二氧化碳，三乙醇胺被回收循环使用
52（1）因为S原子的电子组态为1s22s22p63s23p4。价电子数为6，在SF6分子中，S原子采用sp3d2等性杂化，6个杂化轨道，6个价电子与6个F原子形成6个σ键，几何构型为正八面体，分子的对称性高，无极性，所以有良好绝缘性能。
（2）由于C，N为sp2杂化，故6个原子共平面。N，C，O间有π4
3离域键。
（3）分子间作用力和氢键
53 17.8kJ/mol氢键比无氢键的某固体的升华焓多出的升华焓部分可能是由于氢键的缘
故。每个H2O与其他4个H2O分子通过O－H－O健合。每个氢键链为两个H2O分子所共享。因此，平均来说，每个H2O分子被分成四半，或者两个氢键。
54（1）①
②π8 7
③
④a：b：⑤
⑥
（2）
（3）
（4）X：
Y：
55 （1）非极性分子进入水中会导致周围水分子呈有序化排列使熵大量降低（△S＜0），
自由能的变化（△G）最终是正值
（2）边对面的T型方式面对面地平行接触
（3）非极性基团芳环的π电子可以与水分子形成弱的氢键，从而增加了芳香化合物在
水中的溶解度；芳环的π电子还可以与Na ＋，K ＋等阳离子形成较强的非共价键相互作
用
56 （1）通过O －H …O 氢键 20 24
（2）2 6
（3）每个水分子通过氢键与4个水分子形成骨架结构
m ＝[20×2＋24×6]/4＝46
（4）8CH 4·46H 2O （n ＝8）
（5）按晶体的理想组成和晶胞参数，可算得晶胞体积V 和晶胞中包含CH 4的物质的量n （CH 4）：
V ＝a 3＝(1180pm)3＝1.64×103pm 3＝1.64×10－27m 3
n(CH 4)＝1231002.68-?mol
＝1.33×10－23mol 1m 3甲烷水合物晶体中含CH 4的物质的量为：
n ＝3273
1064.11m
m -?×1.33×10－23mol ＝8.11×103mol 它相当于标准状态下的甲烷气体V ＝8.11×22.4m 3＝182m 3
（6）文献报导值比实际值小，说明甲烷分子在笼形多面体中并未完全充满，即由于它的晶体中CH 4没有达到理想的全充满的结构。
实际上甲烷水合物晶体结构形成时，并不要求〔512〕全部都充满CH 4分子，它的实际组成往往介于6CH 4·48H 2O 和8CH 4·46H 2O 之间。
（7）A ：甲烷水合物＋冰；B ：甲烷气体＋冰；C ：甲烷水合物＋水；D ：甲烷气体＋水； E ：甲烷水合物＋冰＋甲烷气体＋水
（8）由于n （Cl 2）︰n （H 2O ）＝1︰8＝6︰48。因此，十四面体笼填入6个Cl 2，2H 2O 进入十二面体笼。
57 （1）2.5×10－7
（2）1.5×10－4
（3） （4）
(NH 4)2CO 3与NH 4HCO 3都在较低温度下分解，不能用加热、浓缩结晶的方法制得固体。利用HCO 3－可形成氢键，使NH 4HCO 3溶解度降低这一性质，进行冷却结晶，离心分离，既快又节省能源，所以小型氮肥厂都生产NH 4HCO 3
（5）BaCO 3＞CaCO 3＞FeCO 3＞ZnCO 3
（6）H ＋具有与Na ＋相同的离子电荷，但H ＋半径很小，可以钻入CO 32－的O 2－电子云
内部对O 2－产生极化作用，这与中心C （Ⅳ）对O 2－的极化恰好相反，致使碳酸根的热
稳定性降低，故NaHCO 3的分解温度低于NaHCO 3
（7）由F －到I －离子半径依次增大，变形性增强，离子相互极化作用增强，化合物的颜色按CoF 2、CoCl 2、CoBr 2、CoI 2的顺序由浅变深。
中学化学竞赛试题及答案——氢键和分子间作用力
中学化学竞赛试题资源库——氢键和分子间作用力 A组 1．固体乙醇晶体中不存在的作用力是 A 离子键 B 共价键 C 氢键 D 分子间力 2．固体草酸晶体中不存在的作用力是 A 离子键 B 共价键 C 氢键 D 分子间作用力 3．在下列物质的晶体中，既有共价键又有分子间作用力的是 A 二氧化硅 B 氦 C 氨 D 铜 4．在单质晶体中，一定不存在 A 离子键 B 分子间作用力 C 共价键 D 金属离子与自由电子间的作用 5．下列物质晶体中，同时存在极性键、非极性键和氢键的是 A SO3 B H2O C C2H5OH D C2H6 6．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；⑤NaCl；⑥白磷，其中含有两种结合力的组合是 A ①②⑤ B ①③⑥ C ②④⑥ D ①②③⑥ 7．碘晶体升华时，下列所述内容发生变化的是 A 分子内共价键 B 分子间的作用力 C 分子间的距离 D 分子内共价键的键长 8．下列物质变化时，需克服的作用力不属于化学键的是 A HCl溶于水 B I2升华 C H2O电解 D 烧碱熔化 9．下列各组中的两种固态物质熔化（或升华）时，克服的微粒间相互作用力属于同种类型的是 A 碘和碘化钠 B 金刚石和重晶石 C 冰醋酸和硬脂酸甘油酯 D 干冰和二氧化硅 10．根据人们的实践经验，一般来说，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，称为相似相溶原理。根据“相似相溶原理”判断，下列物质中，易溶于水的是；易溶于CCl4的是。 A NH3 B HF C I2 D Br2 11．右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、VA、 ⅥA、ⅦA旅元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素 气态氢化物沸点的是曲线；表示ⅣA族元素气态氢化 物沸点的是曲线；同一族中第3、4、5周期元素的气 态氢化物沸点依次升高，其原因是；A、B、 C曲线中第2周期元素的气态氯化物的沸点显著高于第3周期 元素气态氢化物的沸点，其原因是。 12．请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用力有关？ A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱； B．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低。
高中化学氢键-分子间作用力
化学键 1．化学键：相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。 2．化学键的存在： （1）稀有气体单质中不存在； （2）多原子单质分子中存在共价键； （3）非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）； （4）离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、 NH4Cl），共价化合物中不存在离子 键； （5）离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。 3．化学反应的本质：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 4．金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。 5．配位键：电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。（1）孤对电子：原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。 （2）虽然配位键和其它键的形成不同，但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。6．分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。 （3）分子间作用力的范围很小（一般是300-500pm）,只有分子间的距离很小时才有。（4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质： 7．氢键 为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？
（1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子X，（N、O、F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子的半径较小，非金属性很强的原子Y （N、O、F），在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键 （2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）。 （3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强 （4）特征：具有方向性。 （5）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（H2O、HF 、NH3）使物质易溶于水 （C2H5OH，CH3COOH）解释一些 反常现象。 结果1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液化等。这是因为固体熔 化或液体汽化时，必须破坏分子间作用力和氢键。 结果2：氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
分子间作用力和氢键---教案和练习
分子间作用力和氢键 1、分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力。又称范德华力。 特点：1）比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质 2）分子间作用力只存在于绝大多数共价化合物和非金属单质分子（包括稀有气体）之间3）变化规律：对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。如I2>Br2>Cl2>F2 2、氢键 NH3、H2O、HF等分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键 注意：1）氢键不是化学键，通常看做一种较强的分子间作用力 2）NH3、H2O、HF的分子之间既存在分子间作用力，又存在氢键 3）氢键的形成使物质的熔沸点升高，对物质的溶解度硬度等也影响。 1.下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是（） A. Ca(OH)2 B. MgCl2 C. H2O D. NH4Cl 2.某元素的原子最外层只有1个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键( ) A．一定是离子键 B．一定是共价键 C．可能是离子键，也可能是共价键 D．以上说法都不正确 3.国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把长式元素周期表原先的主、副族及族号取消，从左到右改为第1～18列，碱金属族为第1列，稀有气体元素为第18列. 按这个规定，下列说法不正确的是（） A. 第15列元素的最高价氧化物为R2O5 B. 第2列元素中肯定没有非金属元素 C. 第17列元素的第一种元素无含氧酸 D. 第16、17列元素都是非金属元素 4.（2012·海南）下列有关化学用语使用正确的是( )
A．NH4Br的电子式： B．S2-的结构示意图： C．乙酸的分子式：CH3COOH D．原子核内有l8个中子的氯原子： 5.（2011·江苏卷）下列有关化学用语表示正确的是( . ) A.N2的电子式： B.S2-的结构示意图： C.质子数为53，中子数为78的碘原子： D.H2O的电子式为 .. .. H:O:H -+?? ?? ?? 6.（2012·大纲版）下列关于化学键的叙述，正确的一项是( ) A．离子化合物中一定含有离子键 B．单质分子中均不存在化学键 C．SiH4的沸点高于CH4，可推测pH3的沸点高于NH3 D．含有共价键的化合物一定是共价化合物 7.（2012·山东）9．关于原子结构、元素性质的说法正确的是( ) A．非金属元素组成的化合物中只含共价键 B．ⅠA金属元素是同周期中金属性质最强的元素 C．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 D．ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高阶氧化物对应水化物的酸性越强 8.下列分子含有的电子数与HF相同，且只有两个极性共价键的是（） A CO2 B NH3 C H2O D H2S 9.元素X的最高正价和负价的绝对值之差为6，元素Y原子次外层与元素X原子次外层均为8个电子，X、Y的离子具有相同的电子层排布，X和Y形成的化合物是( ) A．MgF2 B．MgCl2 C．CaCl2 D．CaBr2 10.下列分子结构中的原子最外层电子都能满足8个电子稳定结构的是( ) A．六氟化硫B．二氟化氙C．三氟化硼D．四氯化碳 11.已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素，且原子序数依次增大。X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，试推断： （1）X、Z二种元素的元素符号：X_________、Z__________。 （2）由以上元素中两两形成的化合物中：溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为：，它的共价键属于（填：极性、非极性）键；含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为；含有极性键和非极性共价键的化合物的电子式为。 （3）用电子式表示W与Z形成W2Z化合物的形成过程：
37氢键和分子间作用力(19题57题)教案资料
氢键和分子间作用力 A组 1．固体乙醇晶体中不存在的作用力是 A 离子键 B 共价键 C 氢键 D 分子间力 2．固体草酸晶体中不存在的作用力是 A 离子键 B 共价键 C 氢键 D 分子间作用力 3．在下列物质的晶体中，既有共价键又有分子间作用力的是 A 二氧化硅 B 氦 C 氨 D 铜 4．在单质晶体中，一定不存在 A 离子键 B 分子间作用力 C 共价键 D 金属离子与自由电子间的作用 5．下列物质晶体中，同时存在极性键、非极性键和氢键的是 A SO3 B H2O C C2H5OH D C2H6 6．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；⑤NaCl；⑥白磷，其中含有两种结合力的组合是 A ①②⑤ B ①③⑥ C ②④⑥ D ①②③⑥ 7．碘晶体升华时，下列所述内容发生变化的是 A 分子内共价键 B 分子间的作用力 C 分子间的距离 D 分子内共价键的键长 8．下列物质变化时，需克服的作用力不属于化学键的是 A HCl溶于水 B I2升华 C H2O电解 D 烧碱熔化 9．下列各组中的两种固态物质熔化（或升华）时，克服的微粒间相互作用力属于同种类型的是 A 碘和碘化钠 B 金刚石和重晶石 C 冰醋酸和硬脂酸甘油酯 D 干冰和二氧化硅 10．根据人们的实践经验，一般来说，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，称为相似相溶原理。根据“相似相溶原理”判断，下列物质中，易溶于水的是；易溶于CCl4的是。 A NH3 B HF C I2 D Br2 11．右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、VA、 ⅥA、ⅦA旅元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素 气态氢化物沸点的是曲线；表示ⅣA族元素气态氢化 物沸点的是曲线；同一族中第3、4、5周期元素的气 态氢化物沸点依次升高，其原因是；A、B、 C曲线中第2周期元素的气态氯化物的沸点显著高于第3周期 元素气态氢化物的沸点，其原因是。 12．请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用力有关？ A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；
分子间作用力与物质性质
§3 分子间作用力和氢键 一、分子间作用力 1、极性分子与非极性分子 每个分子中正、负电荷总量相等，整个分子是电中性的。但对每一种电荷量来说，都可设想一个集中点，称“电荷中心”。在任何一个分子中都可以找到一个正电荷中心和一个负电荷中心。 ⑴极性分子：若正电荷中心和负电荷中心不相互重合的分子叫极性分子。 ⑵非极性分子：若正电荷中心和负电荷中心相互重合的分子叫非极性分子。 ⑶在简单双原子分子中，如果是两个相同的原子，由于电负性相同，两原子所形成的化学键为非极性键，这种分子是非极性分子。如果两个原子不相同，其电负性不等，所形成的化学键为极性键，分子中正负电荷中心不重合，这种分子就为极性分子。 ⑷复杂的多原子分子来说，若组成的原子相同（如S8、P4等），原子间的化学键一定是非极性键，这种分子是非极性分子（O3除外，它有微弱的极性）。如果组成的原子不相同（如CH4、SO2、CO2等），其分子的极性不仅取决于元素的电负性（或键的极性），而且还决定于分子的空间构型。如CO2是非极性分子，SO2是极性分子。 2、分子偶极矩（μ）：衡量分子极性的大小 ⑴μ=q.d d为偶极长（正负电重心之间的距离），d为正负电荷中心上的电荷量， μ可用实验测定，单位是库·米（C·m）。 ⑵应用： ①若某分子μ=O则为非极性分子，μ≠0为极性分子。μ越大，极性越强，因此可用μ比较分子极性的强弱。如μHCl＝3.50×10－30 C·m，μH2O＝6.14×10－30 C·m ②用μ验证或判断某些分子的几何构型。如NH3和BeCl3都是四原子分子。μNH3＝4.94×10－30 C·m，μBeCl3＝0 C·m，说明NH3是极性分子为三角锥形，BeCl3为非极性分子为平面三角形的构型。 ⑶诱导偶极和瞬间偶极 ①诱导偶极：外电场影响下所产生的偶极 ②瞬间偶极：在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心会发生不重合现象，这时所产生的偶极 3. 分子间作用力（范德华力） 化学键的结合能一般在－1 数量级，而分子间力的能量只有几个kJ · mol－1 。 ⑴取向力：极性分子之间的永久偶极而产生的相互作用力。它仅存在于极性分子之间。 【注意】取向力的本质是静电作用。分子的极性越大，取向力越大；温度越高，取向力越小。 ⑵诱导力：诱导偶极同极性分子的永久偶极间的作用力 极性分子作为电场，使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大（也产生诱导偶极），这时诱导偶极与永久偶极之间产生诱导力。因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子与极性分子之间。
分子间作用力和氢键---教案和练习
分子间作用力和氢键---教案和练习 分子间作用力和氢键 1、分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力。又称范德华力。 特点：1）比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质 2）分子间作用力只存在于绝大多数共价化合物和非金属单质分子（包括稀有气体）之间 3）变化规律：对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。如I2>Br2>Cl2>F2 2、氢键 NH3、H2O、HF等分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键注意：1）氢键不是化学键，通常看做一种较强的分子间作用力 2）NH3、H2O、HF的分子之间既存在分子间作用力，又存在氢键 3）氢键的形成使物质的熔沸点升高，对物质的溶解度硬度等也影响。 1.下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是（） A. Ca(OH)2 B. MgCl2 C. H2O D. NH4Cl 2.某元素的原子最外层只有1个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键( ) A．一定是离子键 B．一定是共价键 C．可能是离子键，也可能是共价键 D．以上说法都不正确 3.国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把长式元素周期表原先的主、副族及族号取消，从左到右改为第1～18列，碱金属族为第1列，稀有气体元素为第18列. 按这个规定，下列说法不正确的是（） A. 第15列元素的最高价氧化物为R2O5 B. 第2列元素中肯定没有非金属元素 C. 第17列元素的第一种元素无含氧酸 D. 第16、17列元素都是非金属元素 4.（2012·海南）下列有关化学用语使用正确的是( )
分子间作用力的种类和作用
分子间作用力的种类 分子间作用力按其实质来说是一种电性的吸引力，因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构。分子间作用力可以分为以下三种力。 （1）取向力 取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。 （2）诱导力 在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。 在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形（即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极），结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶权和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。 同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。 （3）色散力 非极性分子之间也有相互作用。粗略来看，非极性分子不具有偶极，它们之间似乎不会产生引力，然而事实上却非如此。例如，某些由非极性分子组成的物质，如苯在室温下是液体，碘、萘是固体；又如在低温下，222H O N 、、和稀有气体等都能凝结为液体甚至固体。这些都说明非极性分子之间也存在着分子间的引力。当非极性分子相互接近时，由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动，经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但上述情况在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光色散公式相似，因此，把这种力叫做色散力。 总结以上所述，分子间作用力的来源是取向力、诱导力和色散力。一般说来，极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色激力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说，色散力是主要的。分子间作用力的大小可从作用能反映出来。表1—1列出了某些分子的三种分子间的作用能的大小。 表 一些分子的分子间作用能的分配
分子间作用力和氢键
分子间作用力和氢键 一、分子间作用力 NH3、Cl2、CO2等气体，在降低温度、增大压强时，能凝结成液态或固态。在这个过程中，气体分子间的距离不断缩短，最后由不规则运动的混乱状态转变为有规则排列的固态。这说明物质的分子之间必定存在着某种作用力，能把它们的分子聚集在一起。这种作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。 我们知道，化学键是原子结合成分子时，相邻原子间强烈的相互作用，而分子间作用力与化学键比起来要弱得多。分子间作用力随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。 分子间作用力的大小，对物质的熔点、沸点、溶解度等有影响。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。例如，卤素单质，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，它们的熔点、沸点也相应升高(见图1-8)，四卤化碳也有类似的情形(见图1-9)。
二、氢键 前面已介绍过某些结构相似的物质随着相对分子质量的增大分子间作用力增大，以及它们的熔点和沸点也随着升高的事实。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变与以上事实不完全符合。让我们来看一下图 1-10。从图上可以看出，NH3、H2O和HF的沸点反常。例如，HF的沸点按沸点曲线的下降趋势应该在-90℃以下，而实际上是20℃；H2O的沸点按沸点曲线下降趋势应该在-70℃以下，而实际上是100℃。 为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？这是因为它们的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，使得它们只能在较高的温度下才能汽化。经科学研究证明，上述物质的分子之间存在着的这种相互作用，叫做氢键。 氢键是怎样形成的呢？现在以HF为例来说明。在HF分子中，由于F 原子吸引电子的能力很强，H——F键的极性很强，共用电子对强烈地偏
高中化学氢键-分子间作用力
1．化学键：相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。 2．化学键的存在： （1）稀有气体单质中不存在； （2）多原子单质分子中存在共价键； （3）非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）； （4）离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、 NH4Cl），共价化合物中不存在离子 键； （5）离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。 3．化学反应的本质：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 4．金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。 5．配位键：电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。 （1）孤对电子：原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。 （2）虽然配位键和其它键的形成不同，但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。 6．分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。 （3）分子间作用力的范围很小（一般是300-500pm）,只有分子间的距离很小时才有。 （4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质：
为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？ （1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子X，（N、O、F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子的半径较小，非金属性很强的原子Y （N、O、F），在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键 （2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）。 （3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强 （4）特征：具有方向性。 （5）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（H2O、HF 、NH3）使物质易溶于水 （C2H5OH，CH3COOH）解释一些 反常现象。 结果1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液化等。这是因为固体熔 化或液体汽化时，必须破坏分子间作用力和氢键。 结果2：氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。
科学视野：《分子间作用力和氢键》的教学设计
《分子间作用力和氢键》教学设计 江苏省南京市秦淮中学何西玲211100 一、教材分析 “分子间作用力和氢键”是人教版化学新教材“必修2”第一章第三节中“科学视野”栏目的教学内容，主要是为了开拓学生视野，拓展知识面，提高学生学习兴趣而设置的。对于此类内容的教学，教师可作机动处理，因而在实际教学中，许多教师把它放弃或只作为学生课后阅读。笔者认为应根据各校学生的实际状况，引导学生结合生活经验，生活实例和已掌握的知识，通过查阅有关资料，真正感悟分子间作用力和氢键的存在及其对物质物理性质的影响，同时要把握好难度，体现新教材的教学要求。这正是新课程改革的精髓所在。 二、教学目标 1．了解分子间作用力的概念及对物质的熔点、沸点等物性的影响。 2．常识性介绍氢键及其对物质性质的影响。 三、重点、难点 分子间作用力、氢键对物质的熔点、沸点等物性的影响 三、教学过程 【提问】Cl2、HCl是以什么键结合的？什么是极性键？什么是非极性键？用电子式表示其形成过程。【提问】什么是分子？有哪些性质？水蒸气为什么会变成液态，液态水会变成冰？ 【讲述】分子间距离缩短，由无规则运动变有规则排列，说明分子间存在着作用力。 【板书】一、分子间作用力 【板书】⒈定义：把分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力，又称范德华力 【思考】在一盛有氢气的集气瓶中是否存在分子间作用力？ 【板书】⒉由分子构成的物质分子间都存在着作用力,不同物质分子间作用力也不同。 【讲述】如：N2沸点—196℃、O2沸点—183℃，即固态变气态所需能量不同、分子间作用力越大，熔、沸点越高。 【设问】F2、Cl2、、Br2、、、I2的熔沸点如何变化？ 【板书】⒊对组成相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。 【思考】对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、四碘化碳，其熔沸点如何变化？ 【板书】⒋分子间作用力比化学键弱得多，不是化学键，所以由分子间作用力结合的物质熔点较底。【讲述】化学键的键能为120—800kJ/mol，分子间作用力每摩尔约几千焦至数十千焦。 如：H—Cl键能为431 kJ /mol ，而HCl分子间作用力为21 kJ /mol 【投影】化学键与分子间作用力比较
2017人教版高中化学选修三231《分子的极性 范德华力与氢键》随堂练习
课时训练11分子的极性范德华力与氢键 1、下列各组物质中，都就是由极性键构成极性分子的一组就是（） A、CH4与Br2 B、NH3与H2O C、H2S与CCl4 D、CO2与HCl 解析：CH4、CCl4、CO2都就是由极性键形成的非极性分子,NH3、H2O、H2S、HCl都就是由极性键形成的极性分子. 答案:B 2、下列事实与氢键有关的就是（） A、水加热到很高的温度都难以分解 B、水结成冰体积膨胀,密度变小 C、CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高 D、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案:B 3、两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的就是( ) A、 B、B—A—B C、 D、 解析：考查极性键、非极性键的判断,分析分子的空间构型,结构对称的为非极性分子. 答案:D 4、下列叙述中正确的就是（) A、NH3、CO、CO2都就是极性分子 B、CH4、CCl4都就是含有极性键的非极性分子 C、HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D、CS2、H2O、C2H2都就是直线形分子 解析:分子的极性一般与物质的空间结构有关,空间结构对称的属于非极性分子，反之属于极性分子.对于AB n型分子，其经验规则就是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子，当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构.
键的极性只与就是否属于同种非金属有关,而物质的稳定性与化学键的键能有关,一般，非金属性越强，所对应的气态氢化物越稳定。所以选项A中CO2属于非极性分子;选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱；选项D中的H2O属于V形结构. 答案:B 5、（双选)下列物质的变化，破坏的主要就是范德华力或氢键的就是（) A、碘单质的升华 B、NaCl溶于水 C、将水加热变为水蒸气 D、NH4Cl受热 解析:A项，碘升华破坏的就是范德华力；C项,液态水变成水蒸气,既破坏了氢键又破坏了范德华力;B、D项破坏的就是化学键,NaCl溶于水破坏了离子键，而NH4Cl受热既破坏了离子键又破坏了共价键。 答案：AC 6、固体乙醇中不存在的作用力就是（） A、离子键 B、极性键 C、非极性键 D、范德华力 解析：乙醇为共价化合物，分子内只有共价键,分子间为范德华力与氢键,分子内部存在极性键与非极性键. 答案:A 7、下列化合物含有氢键，且形成的氢键最强的就是（） A、甲醇 B、NH3 C、冰 D、(HF）n 解析：根据氢键的形成条件可知，非金属性越强的元素的氢化物形成的氢键越强，选项D 符合题意 答案:D 8、下列关于氢键的说法正确的就是（) 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、液态与固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多 解析:A项，“反常”就是指它们在与其同族氢化物沸点排序中的现象，它们的沸点顺序可由
高考化学一轮复习(第三辑)考点49分子间作用力和氢键(含解析)
考点49 分子间作用力和氢键 聚焦与凝萃 1．掌握分子间作用力的本质及分子间作用力与化学键的区别； 2．掌握影响分子间作用力的因素，了解分子间作用力对物质性质的影响； 3．了解氢键及氢键对物质性质的影响。 解读与打通 常规考点 1．化学键分类 化学键?????离子键共价键? ????极性（共价）键：X —Y 非极性（共价）键：X —X 2．化学反应的本质 反应物分子内化学键的断裂和生成物分子内化学键的形成。 3．分子间作用力 （1）定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。 （2）特点 ①分子间作用力比化学键弱得多； ②影响物质的物理性质，如熔点、沸点、溶解度，而化学键影响物质的化学性质和物理性质； ③存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质及稀有气体之间，如CH 4、O 2、 Ne 等。 （3）规律 一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、 沸点越高。例如：熔、沸点：HCl
(完整版)分子间作用力和氢键检测题(学生)
分子间作用力和氢键检测题 1．下列物质中离子键最强的是（） A.KCl B.CaCl2 C.MgO D.Na2O 2．下列说法正确的是（） A.由分子组成的物质中一定存在共价键 B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物 C.非极性键只存在于双原子单质分子里 D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键 3.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.从F2到I2在常温下的状态由气态、液态到固态的原因是范德华力逐渐增大 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 4.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物质熔、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.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 5.H2O与H2S结构相似，都是V型的极性分子，但是H2O的沸点是100o C,H2S的沸点是-60.7 o C。 引起这种差异的主要原因是（） A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量 6.下列两种分子间可以形成氢键的是（） A.HF和H2O B.HCl和PH3 C.HCl和CH4 D.H2S和HCl 7.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的作用力属于同种类型的是（） A.食盐和蔗糖熔化 B.钠和硫熔化 C.碘和干冰升华 D.二氧化硅和氧化钠熔化 8.水分子间可通过“氢键”彼此结合而形成(H2O)n，在冰中n值为5，即每个水分子都被其他4 个水分子包围形成变形四面体，由无限个这样的四面体通过氢键相互连接成一个庞大的分子晶体，即冰——如下图所示的(H2O)5单元结构。下列有关叙述正确的是（） A．1mol冰中有4mol氢键 B．lmol冰中有4×5mol氢键 C．平均每个水分子只有2个氢键 D.平均每个水分子只有5/4个氢键 9.范德华力为a kJ·mol，化学键为b kJ·mol，氢键为c kJ·mol，则a、b、c的大小( ) A.a>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.b>c>a
较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键 [学习目标定位] 1.了解氢键形成的条件及氢键的存在。2.学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。 一氢键 1.比较H2O和H2S的分子组成、立体构型及其物理性质，分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么？ 答案H2O和H2S分子组成相似，都是V形极性分子，常温下H2O为液态，熔、沸点比H2S高。在水分子中，氢原子与非金属性很强的氧原子形成共价键时，由于氧的电负性比氢大得多，所以它们的共用电子对就强烈地偏向氧原子，而使氢原子核几乎“裸露”出来。这样带正电的氢原子核就能与另一个水分子中的氧原子的孤电子对发生一定程度的轨道重叠作用，使水分子之间作用力增强，这种分子间的作用力就是氢键，比范德华力大。硫化氢分子不能形成氢键，故水的熔、沸点比硫化氢的高。 2.氢键的概念及表示方法 氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。氢键的通式可用A—H…B—表示。式中A和B 表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。 3.氢键的形成条件有哪些？ 答案(1)要有一个与电负性很强的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。 (2)要有一个电负性很强，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。 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。 4.氢键的特征是什么？ 答案(1)饱和性 在形成氢键时，由于氢原子半径比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阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键，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)方向性 X—H与Y形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定，所以氢键还具有方向性(如下图)。
【人教版】高中化学必修2精品练习(含答案)：1.3.3分子间作用力和氢键
第三节化学键 第三课时分子间作用力和氢键 学习目标 1、了解化学键和分子间作用力、氢键的区别和联系； 2、了解物质的物理性质和分子间作用力、氢键的关系； 3、会判断某些物质熔沸点高低并了解影响物质熔沸点的因素。 新知预习 知识点一：分子间作用力 1、概念：分子之间存在着一种把分子叫做分子间作用力，又称。 2、强弱：分子间作用力比化学键，它主要影响物质的、 等物理性质，而化学键属于间较强的作用力，主要影响物质的 性质。也影响某些物质的物理性质。 3、规律：一般来说，对于组成和结构相似的物质（分子），越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点越。如卤素单质的熔点、沸点由高到低的顺序是。 4、存在：分子间作用力只存在于含有共价键的某些共价化合物、某些非金属单质和无化学键的稀有气体的之间。在离子化合物、金属单质、金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等物质中只有化学键，没有分子间作用力。 知识点二：氢键 【阅读归纳】阅读课本第24页图1-11 在同主族元素的氢化物中，沸点变化规律一般是相对分子质量越大， 。是因为同族非金属的氢化物组成结构相似，其熔沸点主要随 的增大而升高。但三种氢化物的沸点比同族氢化物的沸点反常的高，并且沸点最高的是。这说明这些分子间还存在其它的作用力。 1、氢键的含义： 像、、这样的分子之间存在着一种比稍强的相互作用，这种相互作用叫做。 2、形成氢键的条件： 一般含有N—H键、O—H键或F—H键的物质与N、O或F原子间易形成氢键。 常用X—H…Y（X、Y分别代表N、O或F原子，X、Y可以相同，也可不同）来表示氢键。其
中X—H表示共价键。 如，氨水溶液中可能存在的氢键有：N—H…N，N—H…O，O—H…O和 等四种 3、氢键的强弱： 氢键比化学键，比分子间作用力，所以氢键可看做一种较强的，氢键不属于。 4、氢键对物质性质的影响： 氢键主要影响物质的等物理性质，具体影响如下： ⑴氢键的存在会影响物质的熔点、沸点 如氮族、氧族和卤族的氢化物中NH3、H2O、HF的沸点比同族元素氢化物高。 读图1-11知：HF在25℃状态为态，0℃状态为态。 NH3大约在℃液化。 ⑵氢键的存在会影响物质的密度 如水结冰后，分子间氢键增多，使分子间空隙增多，从而使冰的体积比液态水，所以冰的密度比液态水。 [思考与交流]①读图1-12，⑴推测“为什么分子间氢键增多，会使分子间空隙增多？” ②每个水分子最多可与周围几个水分子间形成氢键？周围这些水分子在空间的相对位置关系是怎样的？ ③气态水分子间几乎没有氢键，液态水中有几个分子通过氢键结合形成 (填化学式),在固态水(冰)中，较多水分子间以氢键结合形成 课内达标 （）1、美国科学家发现:普通盐水在无线电波照射下可以燃烧,这一伟大的发现,有望解决用水作人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合 力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力” 实质是 A.分子间作用力 B.氢键 C.共价键 D.离子键 2、请根据所给图形回答下列问题: (1)下图表示容器中气体粒子的示意图,图中“”和“”分别代表不同元素的原子,它们的
分子间作用力和氢键
分子间作用力和氢键 我们知道在分子内相邻原子之间存在着化学键，实际上分子之间还存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力。分子间作用力比化学键弱得多，它对物质的熔点，沸点等有影响。NH3、Cl2、CO2等气体在降低温度、增大压强时能够凝结成液态或固态，就是由于存在分子间作用力。 一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量;越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。例如，卤素单质，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，它们的熔点、沸点也相应升高。 但是，有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如NH3,H2O和HF的沸点就反常（如图1-11）。 之所以出现这种反常现象，是因为它们的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键比化学键弱，但比分子间作用力强，所以，也可以把氢键看做是一种较强的分子间作用力。分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，消耗较多的能量。 水在液态时，除以单个水分子存在，还含有几个水分子通过氢键结合而形成的（H2O）n （如图1-12）。 在固态水（冰）中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体。由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀、密度减小至低于液态水的密度，所以冰会浮在水面上。氢键在生命现象中也起着重要作用，如DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关等。 习题 1,写出下列物质的电子式|；①KCl——;②MgCl2——;③Cl2——;④N2——;⑤H2O——; ⑥CH4——; 2.下列物质中，只含有非极性共价键的是（）。 A NaOH B NaCl C H2 DH2S 3.下列物质中，有极性共价键的是（）。 A单质碘 B 氯化镁 C 溴化钾 D 水 4.下列关于化学键的说法中不正确的是（）。
分子间作用力和氢键检测题(学生)
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. |从F 2到|2在常温下的状态由气态、液态到固态的原因是范德华力逐渐增大 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 4. 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物质熔、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. 范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 5. H2O 与H2S 结构相似，都是 V 型的极性分 子，但是 的沸点是100°C,H2S 的沸点是-60.7 o G 引起这种差异的主要原因是 ( ) A.范德华力 B. 共价键 C. 氢键 D. 相对分子质量 6.下列两种分子间可以形成氢键的是 ( ) A.HF 和 H2O B.HCl 和 PH C.HCl 和 CH D.H 2S 和 HCI 7.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的作用力属于冋种类型的是 ( ) A. 食盐和蔗糖熔化 B. 钠和硫熔化 C.碘和干冰升华 D. 二氧化硅和氧化钠熔化 8.水分子间可通过“氢键”彼此结合而形成（H2O ）n ，在冰中n 值为5，即每个水分子都被其他 4 个水分子包围形成变形四面体，由无限个这样的四面体通过氢键相互连接成一个庞大的分子 晶体，即冰 如下图所示的 -- （H2O ）5单元结构。下列有关叙述正确的是 （ ） A. 1mol 冰中有4mol 氢键 B . lmol 冰中有4X 5mol 氢键 C. 平均每个水分子只有 2个氢键 D. 平均每个水分子只有 5/4个氢键 b kJ ? mol ,氢键为 c kJ ? mol ，贝U a 、b 、c 的大小（） 分子间作用力和氢键 1 ?下列物质中离子键最强的是 A.KCI B.CaCI 2 2. 下列说法正确的是 A.由分子组成的物质中一定存在共价键 C.非极性键只存在于双原子单质分子里 3. 关于范德华力的叙述中，正确的是 检测题 （ ） D.Na 2O （ ） B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物 D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键 （ ） C.MgO 9.范德华力为a kJ ? mol ，化学键为 A.a>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.b>c>a