乙醇水溶液中存在的四种氢键。请比较四种氢键键能大小，并说明原因

乙醇和水中氢氧键键能约21 kJ/mol 或 5.0 kcal/mol。

氢键的结合能是2—8千卡（Kcal）。氢键是一种比分子间作用力（范德华力）稍强，比共价键和离子键弱很多的相互作用。其稳定性弱于共价键和离子键。

氢键键能大多在25-40kJ/mol之间。一般认为键能<25kJ/mol的氢键属于较弱氢键，键能在25-40kJ/mol的属于中等强度氢键，而键能>40kJ/mol的氢键则是较强氢键。曾经有一度认为最强的氢键是[HF2]中的FH…F键，计算出的键能大约为169kJ/mol。而事实上，用相同方法计算甲酸和氟离子间的[HCO2H…F]氢键键能，结果要比HF2的高出大约30kJ/mol。

常见氢键的平均键能数据为：

F—H … :F （155 kJ/mol 或 40 kcal/mol）

O—H … :N （29 kJ/mol 或 6.9 kcal/mol）

N—H … :N （13 kJ/mol 或 3.1 kcal/mol）

N—H … :O （8 kJ/mol 或 1.9 kcal/mol）

HO—H … :OH3（18 kJ/mol或 4.3 kcal/mol）

水和酒精共沸，原因是水与酒精结构不同，因此不同浓度的水-酒精体系对于两种气体分子的吸纳能力会产生变化，或者说产生了超额吉布斯自由能，使得化学势改变。

对于低浓度的酒精-水体系，水蒸气比酒精蒸汽更容易进入体系，这与Raoult规律相符。但随着体系浓度的升高，高浓度的酒精开始对水分子产生一定的排斥作用。而当浓度上升到95%时，这种排斥作用已经可以抵消水的挥发度劣势，气体组成与液体组成变为相等，溶液共沸。

扩展资料：

当溶液共沸点的沸点温度低于其所有组成成分的沸点则称该溶液为正共沸物。较为有名的正共沸物是重量百分浓度为95.63%的乙醇与4.73%的水混合溶液。

其中，乙醇的沸点为78.4°C，而水的沸点则为100°C，但共沸点的沸点温度则为78.2°C，同时低于其组成成分乙醇与水的沸点。事实上，在所有组成比例的酒精--水混合液中，沸点78.2°C是最低的。任何正共沸物的沸点都低于该混合溶液其他组成比例的沸点。

当溶液共沸点的沸点温度高于其所有组成成分的沸点则称该溶液为负共沸物。较为有名的负共沸物是重量百分浓度为20.2%的盐酸(氯化氢--水混合溶液)。

其中，氯化氢的沸点为-84°C，而水的沸点则为100°C，但共沸点的沸点温度则为110°C，同时高于其组成成分氯化氢与水的沸点。事实上，在所有组成比例的盐酸中，沸点110°C是最高的。任何负共沸物的沸点都高于该混合溶液其他组成比例的沸点。

参考资料来源：百度百科—共沸

乙醇与乙醇分子之间；

乙醇与水分子之间（乙醇的羟基O原子与水的H原子之间的氢键、乙醇的H原子与水的氢氧根上O原子之间的氢键）；

水分子与水分子之间

1、乙醇分子C2H5-OH中的乙基会通过超共轭效应向O上提供电子，因此导致该O上更富电子，而OH上的H相对来说键的极性稍小，也就OH上的H所带正电荷少；

2、H2O中的O由于没有超共轭效应供电子，因此O-H键的极性更大，也就是H的正电荷更少（与乙醇中OH上的H相比）；

3、氢键的强弱规律：

（1）H所带正电荷越高，氢键越强；

（2）提供电子的原子上电子越多，氢键越强；

（3）形成氢键的原子的半径越小，氢键越强；

根据氢键强弱规律，在此例中原子半径一样，只受H上所带电荷和供电子原子的富电子程度影响；

4、根据以上分析：水上的H与乙醇上的O之间形成的氢键相对更强，因此更容易生成，也就是比例更高。

因此，烷烃难溶于水。

乙醇能溶于水是由于乙醇分子中有羟基，乙醇和水分子间能形成氢键。醇和水的分子间形成氢键，放出能量，同时这两种分子互相混合，混乱度增大，熵值增高，二者都能使自由能降低，使溶解过程自发进行。

所以，乙醇跟水能无限混溶。醇分子中的烃基的碳原子数增多时，阻碍水分子跟它接近形成氢键，醇在水中的溶解度也随着降低。 例如，甲、乙、丙醇可以跟水无限混溶，在100g水中可溶解8g正丁醇，2。

2g正戊醇，0。7g正己醇。相反，随着烃基的增大，烃基在整个分子里所占比率增大，醇的分子结构越来越类似烃分子结构。所以，高级醇不溶于水而溶于烃类溶剂中。

事实上：混合后会有略微放热。