高中化学论文归纳有关氢键知识：定义、本质、易错点人教版

归纳有关氢键知识

氢键的内容课本上讲得不多，很容易被学生忽略，也是考试中的丢分点，我把有关内容归纳如下：

㈠定义

分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种静电吸引作用就是氢键。

㈡本质

强极性键（X—H）上的氢核与电负性很大的孤对电子并带有部分负电荷的原子Y之间的静电引力。它比化学键弱得多，只能在21千焦每摩尔左右，而一般化学键至少每摩尔有100多千焦。但比分子间作用力稍强，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。氢键结合的情况如果写成通式，可用X—H …Y表示，X与Y可以相同也可以不同，X与Y代表F、O、N等电负性大而原子半径较小的非金属原子，即相同分子或不同分子之间可能形成氢键。HF、H2O、NH3的分子之间存在氢键，H2O和NH3分子之间也可形成氢键。某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键，分子内氢键由于受环状结构的限制，X—H …Y往往不能在同一直线上。

㈢性质

氢键通常是物质在液态时形成的，但形成后有时也能继续存在于某些液态甚至气态物质之中。例如在气态、液态和固态HF中都有氢键存在。能够形成氢键的物质是很多的，如水、水合物、无机酸和某些有机化合物。氢键的存在，影响到物质的某些性质。

1.熔点、沸点

分子间有氢键的物质熔化或气化时，除了要克服纯粹的分子间作用力外，还必须提高温度，额外的提供一份能量来破坏分子间的氢键，故这些物质的熔点，沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高。例如，熔点、沸点：HF>HI、H2O>H2Te、NH3>AsH3等。分子内生成氢键，熔点、沸点常降低。例如，有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低。

2.溶解度

在极性溶剂中，如果溶质和溶剂分子之间可形成氢键，溶质的溶解度增大。例如，HF、NH3在水中的溶解度比较大。

3.粘度

分子间有氢键的液体，一般粘度较大，例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间可形成众多的氢键，这些物质通常为粘稠状液体。

4.密度

液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，即通过氢键联系在一起的复杂分子，若干个简单分子连成复杂分子而又不会改变原物质化学性质，结果会影响液体的密度。例如，

常温下液态水中除了简单水分子外，还有(H 2O)n (n 为大于或等于2的正整数)，温度降低，有利于水分子的缔合。在0℃，全部水分子结成冰，水分子大范围以氢键相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，可浮于水面。

衔接练习：

1.

分子内通过氢键又形成了一个六元环，用“结构式”表示硝基，用“…”表示氢键，画出上述分子的结构式

——————。

答案：

2.NH

3.H 2O 的电离方程式为NH 3.H 2

O NH 4++OH -，试判断NH 3溶于水后，形成的NH 3.H 2O 的合理结构是——————（填序号）

(a) (b)

答案：b

3.固态HF 、HCl 属于（填晶体类型名称）————晶体，其中沸点较高的是————，导致这一结果的原因与产生下列情况的原因相同的是————（填选项代号）。

A 、氨气容易液化

B 、冰的密度小于液态水

C 、干冰的熔点远小于二氧化硅

D 稳定性：NH 3

解析：固态的HF 、HCl 属于分子晶体，因为HF 分子间形成氢键，熔点，沸点比同系列氢化

NO 2 OH

物的熔点、沸点高。用氢键可以解释A、B，C中干冰的熔点远小于二氧化硅，是因为干冰是分子晶体而二氧化硅是原子晶体，C错误；D中稳定性：NH3

答案：分子HF AB

4.水分子间存在一种“氢键”的作用（作用力介于分

子间作用力与化学键之间）彼此结合而形成（H2O）n。在

冰中每个水分子被四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。

⑴1摩尔冰中有————摩尔氢键。

⑵水蒸气中常含有部分（H2O）2，要确定（H2O）2

的存在，可采用的方法是————。

A.把1升水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢

气的体积。

B. 把1升水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量。

C. 该水蒸气冷凝后，测水的PH。

D. 该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比。

⑶水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒，其电离方程式为：————。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是——————。

⑷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（11千焦每摩尔）。已知冰的升华热是51千焦每摩尔，则冰晶体中每个氢键的能量是——————。

解析：⑴水分子间的氢键如图所示，一个水分子周围有四个氢键，用分摊法可知平均每个水分子最多形成4×1/2=2个氢键。

⑵AB A中若有（H2O）2存在，产生

氢气的体积增大；B中若有（H2O）2存在，浓

硫酸增重的质量增加；C中是否有（H2O）2，

水的PH不变；D中是否有（H2O）2，氢氧原

子个数比都为2：1。

⑶H2O+ H2O H3O+ +OH-双氧水

的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键的作用。

⑷20 每个水分子最多形成2个氢键，冰升华时需要破坏氢键和范德华力。则冰晶体中每个氢键的能量是（51-11）/2=20千焦每摩尔。

答案：（1）2 （2）AB （3）H2O+ H2O H3O+ +OH-

双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键的作用。（4）20千焦每摩尔