高考化学《分子间作用力与氢键》考点例析及高分冲刺强化训练

高考化学《分子间作用力与氢键》考点例析及高分冲刺强化训练

I、考点例析 【基本考点荐入】 考点聚焦 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

知识梳理 一、分子间作用力

1．概念：分子间作用力又称 ，是广泛存在于分子与分子之间的较弱的电性引力，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用存在。

2．影响分子间作用力大小的因素：

(1)组成与结构相似的物质，相对分子质量 ，分子间作用力越大 (2)分子的极性越大，分子间作用力 (3)分子的空间构型：一般来说，分子的空间型越对称，分子间作用力越小 3．分子间作用力对物质性质的影响

分子间作用力主要影响物质的物理性质，如 、 等 二、氢键

氢键是除范德华力外的另一种 ，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与 中电负性很强的原子之间的作用力；氢键不仅存在于分子与分子之间，也可存在于分子内。与化学键相比，氢键是一种较弱的作用力，但比范德华力大。

试题枚举 【例1】下列变化中，不存在化学键断裂的是 A．氯化氢气体溶于水 B．干冰气化 C．氯化钠固体溶于水 D．氢气在氯气中燃烧

解析：氯化氢气体溶于水，电离出H+和Cl-，原有的共价键被破坏；氯化钠固体溶于水，氯化钠固体中不能自由移动的Na+和Cl-变成能够自由移动，原有的离子键被破坏；干冰是由分子构成的，气化时只要克服分子间作用力，不要破坏分子内的化学键；氢气在氯气中燃烧是化学变化，必然有化学键的断裂。

答案： B

【例2】下列实验事实不能用氢键来解释的是

A．冰的密度比水小，能浮在水面上

B．接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18 C．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛

D．H2O比H2S稳定

解析：氢键使冰晶体中的水分子呈一定规则排列，空间利用率低，密度小；氢键使接近

沸点的水蒸气中含有少量(H2O)2；邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，而对羟基苯甲醛存在分子间氢键，增大了分子间作用力，沸点较高。H2O比H2S稳定是因为H-O比H-S稳定 答案：D。

【例3】下列物质中分子间能形成氢键的是 A．N2 B．HBr C．NH3 D．H2S 解析：A-H……B，A、B为N、O、F 答案：C

【例4】试从不同角度解释：乙醇（C2H5OH）和二甲醚（CH3OCH3）的化学组成均为C2H6O，但乙醇的沸点为78.5℃，而二甲醚的沸点为－23℃？

解析：乙醇（C2H5OH）和二甲醚（CH3OCH3）的化学组成相同，两者的相对分子质量也相同，不同的是二者的极性、对称性不同，且乙醇能满足氢键的形成条件，从不同点加以解释。

答案：①乙醇的极性强，分子间作用力大，沸腾时需要提供更多的能量去破坏分子间作用力②乙醇分子之间能形成氢键，使分子间产生了较强的结合力，沸腾时需要提供更多的能量去破坏分子间氢键，而二甲醚分子间没有氢键，上述两点使乙醇的沸点比二甲醚的高。 【考点解析】

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 10 21.0 kJ · mol－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。

【注意】诱导力的本质也是静电作用。一般来说，极性分子的极性越大，诱导力越大。分子的变形性越大，诱导力也越大。诱导力与温度无关。 ⑶色散力：由于存在“瞬间偶极”而产生的相互作用力。

由于各种分子均有瞬间偶极，故色散力存在于极性分和极性分子，极性分子和非极性分子及非极性分子和非极性分子之间 。

非极性分子_+_+极性分子极性分子+_+_极性分子非极性分子+_诱导_+产生诱导偶极+_诱导力+_产生瞬时偶极_+_+色散力_++取向作用_取向力+【注意】色散力的大小与分子的变形性有关。分子变形性越大，色散力就越大。 ⑷分子间作用力的特点

①本质是一种电性作用力（静电吸引），永远存在于分子之间。

②力的作用很小。一般只有几—几十千焦每摩，比化学键键能小1-2个数量级。 ③无方向性和饱和性。

④作用范围：是短程力，作用范围仅几百库·米，当分子间距离为分子本身直径的4~5倍时，作用力迅速减弱。

⑤对大多数分子，色散力是主要的，一般相对大小，色散力＞取向力＞＞诱导力。 ⑸影响分子间作用力的因素：

①分子间距离，这是主要因素，距离增大，作用力迅速减弱。

②取向力还与温度和分子的极性强弱有关：温度升高，取向难，取向力减弱，分子偶极矩越大，取向力越强。

③诱导力还与极性分子极性强弱和非极性分子的变形性大小有关：极性分子偶极矩越大，非极性分子极化率越大，诱导力越强。

④色散力主要与分子的变形性有关，即分子极化率越大，色散力越强。 ⑹分子间力对物质物理性质的影响： 主要影响熔、沸点、气化热、熔化热。 ①液态物质分子间力越大，气化热越大，沸点越高。 ②固态物质分子间力越大，熔化热越大，熔点越高。

③一般说：结构相似的同系列物质（如X2）相对分子质量越大，分子变形性也越大，分子间力越强，物质的熔、沸点就越高。

④相对分子质量相等（如H3PO4、H2SO4）或近似而体积大的有较大变形性熔、沸点相对较高。

⑤溶质或溶剂（若它们是同系列，如有机物中）的极化率α越大，分子变形性和分子间的力越大，溶解度越大。

⑥分子极性小的（如聚乙烯、聚异丁烯等）分子间力小，硬度不大，含有极性基因的有机玻璃等物，分子间力较大，具有一定的硬度。 二、氢键

在HX熔、沸点变化出现反常，这是因除分子间力外，还有氢键。 1、氢键的形成

氢键的生成，主要是由偶极与偶极之间的静电吸引作用。当氢原子与电负性甚强的原子(如A)结合时，因极化效应，其键间的电荷分布不均，氢原子变成近乎氢正离子状态。此时再与另一电负性甚强的原子(如B)相遇时，即发生静电吸引。因此结合可视为以H离子为桥梁而形成的，故称为氢键。 ⑴氢键的表示：A─H---B