氢键及对物质性质的影响（讲义）-2026届高考化学专项复习

疑难杂症10氢键及对物质性质的影响

必.畲•考点

一、夯实基础知识

1.从IVA-VIIA族元素的气态氢化物的沸点谈起:

（1）从上图来看，同周期的第3、4、5周期的元素，随着相对分子质量的增大（或周期

的增大），沸点逐步升高。如

IVA族：SnH4>GcH4>SiH4

VA族：SbH3>AsH3>PH3

VIA族：H2Te>H2Se>H2S

VIIA族：HI>HRr>HCl

（2）特殊之处：第二周期第VA、VIA、VHA族的元素，气态氢化物的沸点反常的高

【事实】：第二周期第VA、VIA、VHA族的元素N、O、F,对应的气态氢化物的沸点反

常的而，氏0的沸点达到100℃,HF的沸点约20C,NH.1的沸点约-33.35C。

【重新排序】：

IVA族：SnH4>GeH4>SiH4>CH4由此之CH』分子之间没有氢键。

VA族：NH3>SbH3>AsH3>PH3

VIA族：H2O>H2Te>H2Se>H2S

VIIA族：HF>HI>HBr>HClNH3,H2O.HF分子之间有氢键。

【诠释】：第二周期非金属元素N、O、F,原子半径极小而电负性极大，当它与H形成

共价键时，共用电子对偏向它们而偏离了H,H几乎成了裸露的质子，有很强的正电性。一

个分子中的带正电的H与另一个分子中带负电的原子(NQ,F)之间的作用叫做氢键。氢键

不是化学键，而是一种比较强的分子间作用力。

2.氢键知识基础

(1)氢链的形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质

子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。

(2)常见可以形成氢键的元素：N,O,F

【说明】其它元素也可以形成氢键，如CLS等，只是形成的氢键很弱。

(3)表示方法：A—H...B(A、B一般为N,O,F；…表示氢键)

示例1：试表示出NH3,H2O,HF分子之间的氢键

【答案】N-H...N;0-H...0;F-H...F

示例2：试写出氨水中可能存在的氢键

(NH)N-H...N(NH3);(HO)O-H...O(HO);

【答案】322(NHJ)N-H...O(H2O);

(H2O)O-H...N(NH3).

(4)氢键的存在、识别或个数

(5)氢键的特征：具有一定的方向性和饱和性。

【示例】分子形成氢键的个数，•要受原子的孤电子对数的限制，二要受到分子中氢原

子数的限制。形成氢键时，分子每向外提供一对孤电子对，也必须向其它分子提供一个氢原

子。

（6）氢犍的分类：氢键包括分子内氢键和分子同氢键两种。

3.氢键对物质的物理性质和化学性质的影响

（1）分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、沸点升高,对电离和溶

解度等产生影响。分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、

沸点：

H2O>H2S,HF>HCI,NH3>PH3

（2）分子内氢键对物质性质的影响:

分了内氢键的形成使物质的熔沸点降低。如，邻、间、对硝基苯酚的熔点分别为4£℃、

96℃、114℃,间位、对位硝基苯酚中存在分子间氢键,熔化时必须破坏其中的一部分氢犍，熔

点较高;而邻硝基苯酚中形成分子内氢键，不形成分子间氢键，故熔点较低。

邻硝基苯酚：含分子内氢键，沸点一般较低对硝基苯酚：含分子间氢键，沸点一般较高

(214~216℃)(279℃)

二、回眸经典案例

应用氢键，可以解释物质的物理性质：

（1）某些物质的沸点偏高（或偏低）；

（2）某些物质的溶解度偏大；

（3）某些物质的电离程度或典例产物;

（4）水的密度或雪花的形状；

应用氢键，一般不能解释：

（1）化合物的稳定性；

（2）物质的化学性质。

【示例1］氨溶于水时，大部分NE与H20以氢键(用“…”表示)结合形成NH3H2O分子。

根据氨水的性质可推知NH3H2O的结构式为（）

T丫Y『

N—H•••O—HH—N...H-OH—N•••O-HN—H•••H—O

II||J,J,11

A.HHB.HHC.HHD.HH

【答案】B

H

I

H—N…H—O-H

,_I

【解析】根据NH3H2OL・NH；+OH一可知NH3H2O的结构式为H

【典例2】试解释乙醇的沸点低T-H2O的沸点

【答案】平均Imol幅可以形成Imol氢键,Imol水

可以最多形成2moi氢键。

【典例3】请从氢健的角度解释为什么冰的密度小于水。

【解析】水分子间存在氢键，氢键具有方向性。在冰的晶体结构中，水分子有规律排列，

一个水分子周围有四个水分子，这四个水分子围成正四面体。这种规律排列导致水分之间存

在很大的空隙，体积增大，密度减小。冰的密度比水小，对水生动植物具有重要的意义

【典例4】第VA族的气态氢化物NH3,PH3,ASH3的沸点由高到低的顺序是,

原因是_______________________________________

【答案】NH3>AsH3>PH3,原因：结构相似，NH3分子之间有氢键；As%的相对分子质

量大于PH3.分子间作用力更强。

【示例5】H2s在乙醇(CKCHzOH)中的溶解度小于H20中的原因是o

【答案】H20与乙醉分子间能形成氢键

()

【典例6】邻羟基苯甲酸（又名水杨酸，D-OH）和对羟基苯甲酸（HOJ）都

是二元酸。二者沸点相差较大的理由是_______________________。

【答案】对羟基苯甲酸只在分子间形成氢键，增大了分子间作用力。邻羟基苯甲酸只

在分子内形成氢键，所以前者沸点高于后者。

匚

【典例7】水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的Ka2（填

/、I）H

"或‘y"）苯酚（\=/）的《，其原因是。

^\-coo

【答案】VV-011中形成分子内氢键，使其更难电离出H：

I题组•特训

1、固态氟化氢中存在（HF）〃形式，画出（HF）3的链状结构o

2、我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（NS）6（H3O）3（NH4）4C1（用R代表）。回

答下列问题：③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH/）N—H…Ch、。

3、HzSe的沸点低于H2O,其原因是_______。

4、H?S、CH』、GO的沸点由高到低顺序为o

5、甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100C）和甲硫醇（CEhSH,7.6C）之间，其原因是。

6、N%的沸点比PH3的,原因是_______。

7、在水中的溶解度，毗喔远大于苯，主要原因是①_______,②________o

8、汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物用相比，水

溶性较好的是。

CH—SHCH.—S、CH.—SH

1/郎1CH—S—OH

CH—SHCH—S/CH—SH3

1IIc

1110

CH2—OHCH2—OHCH.—SO^Na

Iiiiniv

9、抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为；推测抗

坏血酸在水中的溶解性：（填“难溶干水”或“易溶于水

CII:OH

10、FeSChlFhO失水后互转为FeSOybhO,FcSOhH?。结构如图所示。

Fe2\SCV-和H2O的作用分别为

11、NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（H"）,与B原子相连的H呈负电性（中）,

电负性大小顺序是。与NH3BH3原子总数相等的等

电子体是_________（写分子式），其熔点比NH3BH3（填“高”或“低）原因是在

NH3BH3分子之间，存在,也称“双氢键

12、元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为,其沸点比NH3的

（填“高”或“低”），其判断理由是。

13、苯胺（0^、也）的晶体类型是。苯胺与甲苯（Q-C"）的相对分

子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9C）、沸点（I84.4C）分别高于甲苯的熔点（-95.0C）、

沸点（110.6C）,原因是o

O

14丙酮H分子结构式如图，乙醇的沸点高于丙酮，这是因为

113c—C-VI13

15、判断：邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点（）

16、判断正误:

（1）氢键具有方向性和饱和性（）

（2汨2。2分子间存在氢键（）

（3）氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高（）

（4）H2O比H2s稳定是因为水分子间存在氢键（）

17.、已知尿素的熔点为132.7℃,则其晶体类型为,研究表明，尿素晶体存在分子

间氢键，请表示出尿素晶体中的两类氢键o

18、相同条件下，水的沸点高于液氨，原因是o

19、1mol冰中有mol氢键。

20、HCHO分子的立体构型为形，它与H?加成后，加成产物的熔、沸点比CHj的

熔、沸点高，其主要原因是（须指明加成产物是何物质）

21、S位于周期表中第族,该族元素氢化物中，H2Te比H2s沸点高的原因是

>H2O比HzTc沸点高的原因是o

22、噬吩（［^S）和毗咯形成配位化合物。噬吩难溶于水，毗咯能溶于水，

原因为：。

23、NHaBH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（Hk），与B原子相连的H呈负电性（H厂），

电负性大小顺序是。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是（写分子式）,

其熔点比NH3BH3_____（填“高”或"低”），原因是在NH3BH3分子之间，存在,也

称“双氢键”。

24、若不断地升高温度，会实现“雪花一水一水蒸气一氧气和氢气”的转化。在转化的各阶段

被破坏的主要作用依次是］）

A.氢键、分子间作用力、非极性键

B.氢键、氢键、极性健

C.氢键、极性键、分子间作用力

D.分子间作用力、氢犍、非极性键

25、共价键、离子键、范德华力和氢键都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①NazO?

②冰③金刚石④碘单质⑤CaCb⑥白磷，其中只含有两种作用力的组合是（）

A.①④⑥B.®®®C.②④⑥D.①@③⑥

26、下列说法正确的是（）

A.氢键是一种化学键

B.氢键使物质具有较高的熔、沸点

C.能与水分子形成氢键的物质易溶于水

D.水结成冰，体积膨胀与氢键无关

27、研究发现，在CO2低压合成甲醉反应（CO2+3H2-CH3OH+H2O）中，C。氧化物负载

的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。在CO?低压合成甲醇反

应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为,原因是

28、元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为,其沸点比NH3的

（填“高”或“低”其判断理由是。

—NILCH,

29、苯胺2■）的晶体类型是o苯胺与甲苯（'丁D的相对分

子质量相近，但苯胺的熔点（-5.99）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（-95.02）、

沸点（110.6C）,原因是。

30、SiXj的沸点依F、。、Br、I次序升高的原因是。

31、比较下列错卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因。

GCC14GcBr4Gel4

熔点/℃-49.526146

沸点/℃83.1186约400

32、下图是两种具有相同分子式的有机化合物——邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构简式。

请回答：(1)邻羟基苯甲酸易形成氢键。(2)沸点较高的是

OHO

pH

邻羟基苯甲酸对羟基米甲酸

答案及解析

题组•特训

+

2、(H3O)O—H...N(N5)(NH.r)N—H...N(N5-)

+

【解析】③根据图(b)还有的氢键是：(H3O)O—H...N(NH：)N—H...N0

3、【答案】两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键：沸点高

【解析】（2））H?Se的泮点低于HzO,其原因是两者第是分子晶体，由于水存在分子间氢

键，沸点高。

4、【答案】H2O>H2S>CH4

【解析】H2S>CHA>H2O均为分子晶体，比0分子间存在氢键，沸点较高，H2S.CH4

的分子问范德华力随相对分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为：H2O>H2S>CH4,

故答案为：H20>H2S>CHXO

5、【答案】甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多

【解析】甲醉分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲破

醇，甲爵分子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度，因此甲醇的沸点介于水和甲

硫醇之间，故答案为：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水知甲醇均能，且水比甲醇的氢键多。

6、【答案】高NH3存在分子间氢键

7、【答案】此咤能与H?0分子形成分子间氢键，比喷和H20均为极性分子相似相溶，

而苯为非极性分子

【解析】已知苯分子为非极性分子，氏0分子为极，•生分子，且此嚏中N原子上含有孤

电子对能与HzO分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吐噫远大于苯，故答案

为：此唠能与H?O分子形成分子间氢键；叱噫和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极

性分子；

8、【答案】化合物ni

CH-i-SHCH^-SH

I「

【解析】CH—SH中羟基能与水分子之间形成分子间氢键，CH-SH为易溶于水

CH:-OHCH2-SO|N>

CH:-SH

的钠盐，溶于水后也离出的。H—SH中0原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量

泉-so；

CH:-SH

两种物质溶于水后，CH—SH形成的氢键更多，因此化合物HI更易溶于水，故答案为：化

CHj-SO；

合物HIC

9、【答案】（3）sp,、sp2易溶于水

【解析】（3）根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，全形成单键的碳原子

和双键的碳原子，全形成单键的碳原子为sp3杂化，双键的碳原子为sp2杂化；根据抗环血

酸分子结构，分子中含有4个一OH,能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。

10、【答案】配位键、氢键

【解析】由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氯原子形成配位

键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位就；氢键；

II、【答案】N>H>BCIUCIIj低（10）.n*与12-的静电引力

【解析】NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H;与B原

子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B,因此3种元素也负性由大到小的顺序为N

>H>BoNH3BH3分子中有8个原子，其价电子总数为14,N和B的价电子数的平均值为

4,依据等量代换的原则，可以找到其等电子体为CH3cH3。由于NH3BH3分子属于极性分

子，而CH3cH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较

大,故CH3cH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，

说明其分子间存在H计与H&的静电引力。

12、【答案】三角锥形低N%分子间存在氢键

【解析】As与N同族，则As%分子的立体结构类似于NK,为三角维形；由于NK

分子间存在氢键使沸点升高，故AsH?的沸点较NH3低。

13、【答案】分子晶体苯胺分子之间存在氢键

【解析】大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。基

胺比甲茶的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中

存在也负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。

14、【答案】(4)乙醇分子间存在氢键

【解析】乙醉的沸点高于丙酮，这是因为乙醉分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性

较大的O原子相连的H原子，不能形成氢键。

15、【答案】正确

【解析】邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，降低物质熔点，对羟基苯甲盛形成分子间氢键，

增大物质熔点，因此邻羟底苯甲酩的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点说法正确；

16、【答案】(l)x(2)x(3)(4)(5)x(6)(7)

【解析】

⑴正确

(2汨2。2分子中的H几乎成为“裸露”的质子，与水分子一样，H2O2分子间也存在氢键。

(3)分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小，能使物质的熔、沸点降低。

(4)H2O比H2s稳定是因为Q-H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。

17、【答案】分子晶体N—H…N、N—H...0

0

II

【解析】尿素分子的结构简式为：NH2-C-NH2由尿素的熔点知其是分子晶体。尿

素分子中的两个贪原子、一个氯原子上均有孤电子对且尿素分子中有4个氢原子，所以氢键

类型为N—H…N、N—H...Oo

18、【答案】氧元素的电负性大于氮，氧原子的半径小于氮，水分子间氢键比氨分子间氢键

强，水分子间的氢键比氨分子间氢键多。

19、【答案】2

20、【答案】平面三角加成产物CH.QH分子之间能形成氢键

21、【答案】VIA两者均为分子晶体且结构相似，KTc相对分子质量比H2s大，分子间

作用力更强；两者均为分子晶体，比。分子之间存在氢犍。

22、【答案】吐咯能和水分子之间形成氢键，噬吩不能，故噫吩难溶于水，吐咯能溶于水；

23、【答案】：N>H>BCH3cH3低H“与H"的静电引力

【解析】：电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。与N原子相连的

H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，故电负性N>H>B。

原子数相同、价电子总数相同的微粒互称为等电子体，与NH3BH3互为等包子体的分子

为CH3cH3。

带相反电荷的微粒能形成静电引力，NH3BH3分子间存在H"与H》的静电引力，也称

为“双氢键”，"双氢键”能改变物质的熔沸点，而CH3cH3分子间不存在“双氢键”，熔沸点较

低。

24、【答案】B

【解析】固态水中和液态水中都含有氢键，“雪花一>水T水蒸气”主要是氢键被破坏，属

于物理变化，共价键没有被破坏，“水蒸气一氧气和氢气”为化学变化，破坏的是极性共价键，

B项正确。

25、【答案】A

【解析】①中既含有离子键又含有