人教版选修3 第2单元第3节分子的性质 教案.doc

分子的性质教学目的1 了解极性共价键和非极性共价键，并结合常见物质分子的立体结构，能区分极性分子和非极性分子；2 掌握化学键和分子间作用力的区别；理解分子间作用力对物质的状态、稳定性等方面的影响；3 了解含有氢键的物质，并理解分子间氢键、分子内氢键对物质性质的不同影响；4 了解“手性分子”在生命科学等方面的应用；5 能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。教学内容【考纲要求】1掌握化学键与分子间作用力的区别；2了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。一、知识点讲解（一）键的极性和分子的极性1共价键的分类（1）按成键方式可分为： 键：轨道“头碰头”重叠，电子云具轴对称的特征； 键：轨道“肩并肩”重叠，电子云具镜面对称的特征；（2）按成键的共用电子对情况可分为：单键、双键、三键、配位键；（3）按成键原子的电负性差异可分为： 极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性（-）。 非极性键：由同种元素的原子形成的共价键；2分子的极性（1）极性分子：分子中的正电荷中心和负电中心不重合；（2）和非极性分子：分子中的正电荷中心和负电荷中心重合；3判断极性分子或非极性分子经验规律若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子；（1）由极性键形成的双原子、多原子分子，其正电中心和负电中心重合，是非极性分子。如：h2、n2、c60、p4；（2）含极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定； 当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子；如：co2、bf3、ccl4； 当分子中各个键的极性向量和不等于零时，是极性分子；如：hcl、nh3、h2o。（3）在多原子分子中，中心原子上价电子都用于形成共价键，而周围的原子是相同的原子，一般是非极性分子。总结如下表所示：分子共价键的极性分子中正负电荷中心结论举例同核双原子分子非极性键重合非极性分子h2异核双原子分子极性键不重合极性分子co、hf、hcl异核多原子分子分子中各键的向量和为零重合非极性分子co2、bf3、ch4分子中各键的向量和不为零不重合极性分子h2o、nh3、ch3cl【注意】 以下内容46为拓展知识4分子的对称性（1）定义：具有一定空间构型分子中的原子会以某一个面成一个轴处于相对称的位置，即分子具有对称性；（2）关系：非极性分子具有对称性，极性分子中原子不位于对称位置。5分子的极性对物质的熔点、沸点的影响：分子极性越大，分子间的电性作用越强，克服分子间的引力使物质熔化或汽化所需外界能量就越多，故熔点、沸点越高。6abn型分子极性的判断方法：（1）化合价法：以abn型分子中中心原子的化合价的绝对值为标准 若此值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称； 若此值不等于其价电子数目，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子。（2）物理模型法：将abn型分子的中心原子看做一个受力物体，将a、b间的极性共价键看做作用于中心原子上的力，根据abn的空间构型，判断中心原子和平衡，如果受力平衡，则abn型分子为非极性分子，否则为极性分子。（3）根据所含键的类型及分子的空间构型判断：当abn型分子的空间构型是对称结构时，由于分子中正负电荷重心可以重合，故为非极性分子，如co2是直线型，bf3是平面正三角型，ch4是正四面体形等均为非极性分子。当abn型分子的空间构型不是空间对称结构时，一般为极性分子，如h2o为v型，nh3为三角锥形，它们均为极性分子。（4）根据中心原子最外层电子是否全部成键判断：中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子未全部成键，此分子一般为极性分子。空间构型、键的极性和分子极性的关系类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型x2h2、n2非极性键非极性分子直线形xyhcl、no极性键极性分子直线形xy2(x2y)co2、cs2180极性键非极性分子直线形so2120极性键极性分子v形h2o、h2s10430极性键极性分子v形xy3bf3120极性键非极性分子平面三角锥形nh310718极性键极性分子三角锥形xy4ch4、ccl410930极性键非极性分子正四面体【典例1】下列物质中，含离子键的物质是（ ），由极性键形成的极性分子是（ ），由极性键构成的非极性分子是（ ），由非极性键构成的极性分子是（ ）。aco2 b o3 cnh4cl dph3 ec2h4答案 c、d、ae、b【典例2】分子有极性分子和非极性分子之分。下列对极性分子和非极性分子的认识正确的是（ ）a只含非极性键的分子一定是非极性分子 b含有极性键的分子一定是极性分子c非极性分子一定含有非极性键 d极性分子一定含有极性键答案 ad【典例3】实验测得 becl2为共价化合物，两个becl键间的夹角为180则becl2属于（ ） a由极性键构成的极性分子 b由极性键构成的非极性分子c由非极性键构成的极性分子 d由非极性键构成的非极性分子答案 b（二）范德华力及其对物质性质的影响1 分子间作用力（1）定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力，其实质是分子间的电性引力；（2）影响分子间作用力的主要因素：分子的相对分子质量、分子的极性等；（3）大小判断： 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大； 分子的极性越强，分子间作用力越大；2分子间作用力对物质的熔、沸点的影响：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。【典例4】沸腾时只需克服范德华力的液体物质是（ ）a水 b酒精 c溴 d水银答案 d（三）氢键及其对物质性质的影响1氢键（1）含义：由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。（2）表示方法：xhy。（3）形成条件： 分子中必须有一个与吸引电子能力很强的非金属元素形成共价键的氢原子； 分子中必须有带孤电子对、原子半径小且吸引电子能力很强的非金属元素，如f、o、n；（4）类型： 分子间氢键：一个分子的xh键与另一个分子的y相结合而成的氢键； 分子间内氢键：一个分子的xh键与它的内部的y相结合而成的氢键；【强调】 尽管氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。【典例5】你认为下列说法不正确的是（ ）a氢键既存在于分子之间，又存在于分子之内b对于组成和结构相似的分子，其范德华力随着相对分子质量的增大而增大cnh3极易溶于水而ch4难溶于水的原因只是nh3是极性分子，ch4是非极性分子d冰熔化时只破坏分子间作用力答案c2氢键对物质的影响：分子间氢键使物质熔、沸点升高；分子内氢键使物质熔、沸点降低。【强调】分子间作用力与氢键的比较：分类分子间作用力（范德华力）氢 键概念物质分子之间存在的微弱相互作用（实际上也是静电作用）分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，如果吸引电子的能力很强，原子半径又很小，则使氢原子几乎成为“裸露”的质子，带部分正电荷。这样的分子之间，氢核与带部分负电荷的非金属原子相互吸引。这种静电作用就是氢键存在范围分子间某些含氢化合物分子间（如hf、h2o、nh3）及某些有机化合物分子内强度比较比化学键弱得多比化学键弱得多，比分子间作用力稍强影响强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大形成氢键的非金属原子，其吸引电子的能力越强、半径越小，则氢键越强。【典例6】下列物质中分子间能形成氢键的是（ ）an2 bhbr cnh3 dh2s答案c【典例7】以下说法哪些是不正确的？（1）氢键是化学键；（2）甲烷可与水形成氢键；（3）乙醇分子跟水分子之间存在范德华力；（4）hi的沸点比hcl的沸点高是由于hi分子之间存在氢键。答案 （1）氢键不是化学键，而是教强的分子间作用力；（2）由于甲烷中的碳不是电负性很强的元素，故甲烷与水分子间一般不形成氢键；（3）乙醇分子跟水分子之间不但存在范德华力，也存在氢键；（4）hi的沸点比hcl的沸点高是由于hi的相对分子质量大于hcl的；因为相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。（四）溶解性1“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂； 水是极性溶剂，根据“相似相溶”，极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大； 如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小；2溶解度影响因素：（1）溶剂的极性（2）分子结构的相似性：溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大；（3）分子间作用力和氢键：当溶质分子和溶剂分子间形成氢键时，会使溶质的溶解度增大。【典例8】根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是（ ）a乙烯 b二氧化碳 c二氧化硫 d氢气答案c【典例9】经验规律（相似相溶原理）：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中可以用相似相溶原理说明的是（ ）ahcl易溶于水 bi2可溶于水 ccl2可溶于水 d nh3易溶于水答案ad解析 hcl、nh3是极性分子，i2、cl2是非极性分子，h2o是极性溶剂。【典例10】为什么在日常生活中用有机溶剂（如乙酸乙酯等）溶解油漆而不用水？答案油漆是非极性分子，有机溶剂如乙酸乙酯也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规则，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。（五）手性1手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体；有手性异构体的分子叫做手性分子。2手性碳原子：如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，则该碳原子称为手性碳原子。3手性分子的用途：生产手性药物和手性催化剂。【典例11】 下列分子叫手性分子的是（ ）ach3ch2oh bcooh-choh-chcl-cooh ccfcl3 dch2oh-choh-ch2oh答案b（六）无机含氧酸分子的酸性1对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强；2含氧酸的通式可写成(ho)mron，r相同，n值越大，酸性越强；碳酸因溶解度较小，酸性弱。【典例12】下列物质中，酸性最强的是（ ）ah2co3 bh3po4 ch2so4 dch3cooh答案c【典例13】已知含氧酸可用通式(ho)mxon来表示,如x是s，m=2，n=2，则这个式子表示h2so4。一般而言，该式子中n大的是强酸，n小的是弱酸。下列含氧酸中酸性最强是（ ）ahclo2 bh2seo3 chbo2 dhmno4答案d二、课堂练习1下列说法中不正确的是（ ）a共价化合物中不可能含有离子键 b有共价键的化合物，不一定是共价化合物c离子化合物中可能存在共价键 d原子以极性键结合的分子，肯定是极性分子答案 d2三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，不正确的是（ ）apcl3分子中三个共价键的键长，键角都相等 bpcl3分子中的pcl键属于极性共价键cpcl3分子中三个共价键键能，键角均相等 dpcl3是非极性分子答案 d3下列说法正确的是（ ）a含有非极性键的分子一定是非极性分子 b非极性分子中一定含有非极性键c由极性键形成的双原子分子一定是极性分子 d键的极性与分子极性无关答案 c4下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所克服的作用力也完全相同的是（ ）aco2和sio2 bnacl和hcl c(nh4)2co3和co(nh2)2 dnah和kcl答案 d5下列事实与氢键无关的是（ ）a液态氟化氢中有三聚氟化氢(hf)3的存在 b冰的密度比液态水的密度小c乙醇比甲醚(ch3och3)更易溶于水 dnh3比ph3稳定答案 d6下列物质的沸点，从高到低的顺序正确的是（ ）ahihbrhclhf bci4cbr4ccl4cf4 ckbrnabrnacl dnamgal答案 b7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液溴和苯分别受热变为气体 b干冰和氯化铵分别受热变为气体c二氧化硅和铁分别受热熔化 d食盐和葡萄糖分别溶解在水中答案 a8欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是（ ）a酒精 b四氯化碳 c直馏汽油 d苯答案 a9判断下列分子为手性分子的是（ ）答案 b10下列氯元素含氧酸酸性最强的是（）ahclo bhclo2 c hclo3 dhclo4答案 d11根据下列要求，各用电子式表示一实例：（1）只含有极性键并有一对孤对电子的分子 ；（2）只含有离子键、极性共价键的物质 ；（3）只含有极性共价键、常温下为液态的非极性分子 。答案（1）nh3或ph3 （2）naoh或nh4cl （3）ccl4或cs212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，为何原因？答案 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，但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，所以乙醇的沸点比二甲醚的高。13判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。亚磷酸h3po3和亚砷酸h3aso3分子式相似，但它们的酸性差别很大，h3po3是中强酸，h3aso3既有弱酸性又有弱碱性。（1）h3po3和h3aso3与过量的naoh溶液反应的化学方程式分别是：_，_。（2）在h3po3和h3aso3中分别加入浓盐酸，分析反应情况，写出化学方程式。答案（1） h3po32naoh=na2hpo32h2o h3aso33naoh=na3aso33h2o（2） h3po3为中强酸，不与盐酸反应，h3aso3可写成as(oh)3可与盐酸反应as(oh)33hcl=ascl33h2o解析 （1）已知h3po3为中强酸，h3aso3为弱酸，依据题给信息可知h3po3中含1个非羟基氧原子，h3aso3中不含非羟基氧原子。与过量naoh溶液反应的化学方程式的书写，需知h3po3和h3aso3分别为几元酸，题给信息可知含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故h3po3为二元酸，h3aso3为三元酸。（2）h3po3为中强酸，不与盐酸反应；h3aso3为两性物质，可与盐酸反应。三、课堂小结1键的极性和分子的极性（1）共价键的分类 （2）分子的极性（3）判断极性分子或非极性分子经验规律 （4）分子的对称性（5）abn型分子极性的判断方法 （6）分子的极性对物质的熔点、沸点的影响2范德华力及其对物质性质的影响（1） 分子间作用力 （2）分子间作用力对物质的熔、沸点的影响3氢键及其对物质性质的影响（1）氢键 （2）氢键对物质的影响4溶解性（1）“相似相溶”的规律 （2）溶解度影响因素5手性（1）手性 （2）手性碳原子（3）手性分子的用途6无机含氧酸分子的酸性四、课后作业1下列事实与氢键有关的是（ ）a水加热到很高的温度都难以分解 bch4、sih4、geh4、snh4熔点随相对分子质量增大而升高 c水结成冰体积膨胀，密度变小 dhf、hcl、hbr、hi的热稳定性依次减弱答案c2下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（ ）ach4和br2 bnh3和h2o ch2s和ccl4 dco2和hcl答案b3下列物质晶体中，同时存在极性键、非极性键和氢键的是（ ）aco2 bh2o ch2o2 dc2h2答案c4下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是（ ）aco2、h2s bc2h4、ch4 ccl2、c2h2 dnh3、hcl答案b5碘单质在水溶液中溶解度很小，但在ccl4中溶解度很大，这是因为（ ）accl4与i2相对分子质量相差较小，而h2o与i2相对分子质量相差较大bccl4与i2都是直线形分子，而h2o不是直线形分子cccl4和i2都不含氢元素，而h2o中含有氢元素dccl4和i2都是非极性分子，而h2o是极性分子答案d6在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性，常在某些物理性质、化学变化或生化反应中表现出奇特的现象。例如下图：其中带*号的有碳原子即是手性碳原子，现欲使该物质因不含手性碳原子而失去光学活性，下列反应中不可能实现的是（ ）a加成反应 b消去反应 c水解反应 d氧化反应答案b7下列叙述正确的是（ ）a同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高b同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子c同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高d稀有气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高答案d8水分子间由于氢键的存在，易发生缔合现象，可把水写成(h2o)n。在冰中的n值为5，即每个水分子都被其他4个水分子包围形成变形四面体。如右图所示的(h2o)5单元是由无限个这样的四面体通过氢键相互连接成一个庞大的分子晶体即冰。下列有关叙述正确的是（ ） a2mol冰中有4mol氢键 b1mol冰中有4mol氢键c平均每个水分子只有2个氢键 d平均每个水分子只有5/4个氢键答案 a9下列说法不正确的是（ ）a互为手性异构的分子组成相同，官能团不同 b手性异构体的性质不完全相同c手性异构体是同分异构体的一种 d利用手性催化剂合成可得到或主要得到一种手性分子答案 a10在下列物质中： 氨气 氯化氢 氯化铵 干冰 苛性钠 食盐 冰 氩气 过氧化钠 双氧水 氢气 甲烷 hclo cl2 ch3cooh（1）只有非极性键的是_；（2）只有极性键的是_；（3）既有极性键又有非极性键的是_；（4）只有离子键的是_；（5）既有离子键又有极性键的是_；（6）既有离子键又有非极性键的是_。答案（1） （2） （3） （4） （5） （6）11已知n、p同属元素周期表的第a族元素，n在第二周期，p在第三周期，nh3分子呈三角锥形，n原子位于锥顶，三个h原子位于锥底，nh键间的夹角是107。（1）ph3分子与nh3分子的构型关系是_（填“相同”、“相似”或“不相似”），_（填“有”或“无”）ph键，ph3分子是_（填“极性”或“非极性”）分子。（2） nh3与ph3相比，热稳定性更强的是_，原因是_ _。（3）nh3和ph3在常温、常压下都是气体，但nh3比ph3易液化，其主要原因是_。a键的极性nh比ph强 b分子的