范德华力氢键(备学案)高二化学系列(苏教2019选择性必修2)

3.4.1 范德华力氢键
【学习目标】
1．了解范德华力的实质及对物质的影响。

2．了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。

【基础知识梳理】
一、范德华力
1．分子间作用力
(1)概念：将分子________________的作用力称为分子间作用力。

(2)存在：________间都存在分子间作用力。

(3)特点：分子间作用力本质上是一种________，比化学键________。

(4)分类：________和________是两种最常见的分子间作用力。

2．范德华力
(1)存在：范德华力是一种普遍存在于________________________分子之间的一种作用力。

(2)特点：与共价键相比，范德华力________，一般________饱和性和方向性。

(3)影响因素：
①分子的________、________以及分子中________是否均匀。

②组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而________。

(4)对物质性质的影响：
主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等________性质。

①分子间范德华力越大，物质的熔、沸点________。

②溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度________。

二、氢键
1．氢键的形成和表示
H原子与___________________的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个____________________的原子Y之间形成氢键，通常用________________表示。

上述X、Y通常指________等。

2．氢键的特点
(1)氢键可以存在于分子________，也可以存在于分子________。

(2)氢键比化学键_____，比范德华力______。

(3)氢键有________氢键和________氢键两种。

3．氢键对物质物理性质的影响
(1)含有________氢键的物质具有较高的熔点、沸点。

如氟化氢的熔、沸点比氯化氢_______。

(2)含有________氢键的液体一般黏度比较大。

如甘油、硫酸等。

(3) ________氢键的存在使溶质在水中的溶解度比较大。

如氨________溶于水，乙醇和水能以任意比________等。

(4)含有________氢键的物质具有较低的熔、沸点。

如：
对羟基苯甲醛的熔点________邻羟基苯甲醛()。

醋酸和硝酸相对分子质量接近，但两种物质的熔点和沸点相差很大，因为醋酸分子形成了________氢键，而硝酸分子形成了________氢键。

(5)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。

【课堂检测】
1．HCl、HBr、HI三种物质的热稳定性顺序是__________，熔、沸点高低顺序是_______________，请说明原因。

2．指出下列变化克服的作用力：
①碘升华________ ②NaCl熔化_________
③乙醇溶于水_______ ④SiO2熔化_________
3．氦晶体的升华能是0.105 kJ·mol-1，而冰的升华能则为46.9 kJ·mol-1。

能解释这一事实的叙述是（）
①氦原子间仅存在范德华力②冰中有氢键③氦原子之间的化学键很弱④水分子之间的共价键强
A．①②B．②③C．①④D．③④
4．下列说法不正确的是（）
A．CaO中的离子键比MgO的弱
B．甲醇(CH3OH)的沸点比甲醛(HCHO)的沸点高
C．HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多
D．的沸点比的沸点高
5．能够解释CO2比SiO2的熔、沸点低的原因是()
A．C—O键能大于Si—O键能
B．C—O键能小于Si—O键能
C．破坏CO2晶体只需克服分子间作用力，破坏SiO2晶体要破坏Si—O共价键
D．以上说法均不对
【例1】下列叙述正确的是()
A．F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关
B．H2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高
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
【例2】物质的下列性质或数据与氢键无关的是（）
A．甲酸(HCOOH)蒸气的密度在373K时为1.335g/L，在297K时为2.5 g/L
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
【例3】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．液态HF与液态HBr分别受热变为气体
B．氯化铵与苯分别受热变为气体
C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中
D．碘与干冰分别受热变为气体
参考答案
【基础知识梳理】
一、范德华力
1．(1)聚集在一起
(2)共价分子
(3)静电作用弱得多
(4范德华力氢键
2．(1)固体、液体和气体
(2)较小没有
(3)①大小空间构型电荷分布
②增大
(4)物理①越高②越大
二、氢键
1．电负性大、半径较小电负性大、半径较小X—H…Y N、O、F
2．(1)之间内部
(2)弱强
(3)分子内分子间
3．(1)分子间高
(2)分子间
(3)分子间极易互溶
(4)分子内高于分子间分子内
(5)大
【课堂检测】
1．答案：HCl>HBr>HI HI>HBr>HCl
因为键能H-Cl>H-Br>H-I，因此热稳定性顺序是HCl>HBr>HI；HCl、HBr、HI是结构相似的3种分子，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

2．答案：范德华力离子键氢键共价键
3．答案：A
解析：氦晶体中只存在范德华力，冰晶体中存在氢键，升华时分别克服范德华力和氢键。

4．答案：D
解析：A选项，CaO和MgO都是离子晶体，由于r(Mg2+)<r(Ca2+)，因此晶格能MgO>CaO，MgO的离子键更强，正确；B选项，甲醇中含有羟基（-OH），能形成分子间氢键，甲醛分子间不能形成氢键，因此甲醇的
沸点高，正确；C选项，HF、H2O都能形成分子间氢键，正确；D选项，能形成分子内氢键，
只能形成分子间氢键，因此的沸点低，错误。

故选D。

5．答案：C
【例1】答案：A
解析：A项，从F2→I2，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O分子之间有氢键，其沸点高于H2S；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。

【例2】答案：D
解析：A选项，甲酸分子间形成氢键，形成缔合分子[(HCOOH)n]，在不同温度下，缔合分子的数目不同，因此密度不同，温度升高，缔合分子数减少，密度减小；B选项，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，因此熔点较低；C选项，乙醇能与水形成分子间氢键，因此在水中的溶解度很大；D选项，HF和HCl分解要破坏共价键，与氢键无关。

故选D。

【例3】答案：D
解析：HF分子间存在氢键而HBr分子间只有范德华力；NH4Cl分解克服化学键，苯变为气体克服范德华力；溶于水时NaCl克服离子键，HCl克服共价键。