高中化学分子的性质

分子的性质第一课时【学习目标】1、 了解极性共价键和非极性共价键；2、 结合常见物质分子立体结构，判断极性分子和非极性分子；3、 培养自身分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。【学习重点、难点】多原子分子中，极性分子和非极性分子的判断。【知识梳理】一、键的极性和分子的极性1、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(一) 。2、极性分子和非极性分子：极性分子中， 正电荷中心和负电中心 不重合；非极性分子的 正电中心和负电中心 重合。思考观察图228思考和回答下列问题： 以下双原子分子中，哪些是极性分子，分子哪些是非极性分子？ 以下非金属单质分子中，哪个是极性分子，哪个是非极性分子? 以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？CO2 HCN H20 NH3 BF3 CH4 CH3Cl回答 极性分子 HCl ，非极性分子 H2 02 C12。 P4 C60都是非极性分子。 CO2 BF3 CH4 为非极性分子，CH3Cl HCN H20 NH3为极性分子。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。 总结归纳（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，所以都是非极性分子。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） 完成下列表格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、N2、O2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一般规律：a 以极性键结合成的双原子分子是极性分子。如：HCl、HF、HBrb 以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是非极性分子。如：O2、H2、P4、C60。c 以极性键结合的多原子分子，有的是极性分子也有的是非极性分子。d 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。【当堂达标】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 E.C2H42、以极性键结合的多原子分子，分子是否有极性取决于分子的空间构型。下列分子属极性分子的是 （ ）A、 H2O B、 CO2 C、 BCl3 D、 NH33、下列各分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构且共用电子对发生偏移的是（ ）A、 BeCl2 B、 PCl3 C、 PCl5 D、 N24、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5、请指出表中分子的空间构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子，并与同学讨论你的判断方法。分子空间构型分子有无极性分子空间构型分子有无极性O2HFCO2H2OBF3NH3CCl46、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 。7、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P-Cl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8、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（ ） 由极性键构成的极性分子 由极性键构成的非极性分子由非极性键构成的极性分子 由非极性键构成的非极性分子 第三节 分子的性质第二课时【学习目标】1.范德华力、氢键及其对物质性质的影响2.能举例说明化学键和分子间作用力的区别3.例举含有氢键的物质【学习过程】【知识梳理】二、范德华力及其对物质性质的影响范德华力： 分子间普遍存在的作用力 ，又叫 分子间作用力 。范德华力很弱，约比化学键小 l一2数量级 。探究：（1）范德华力大小分子HClHBrHICOAr范德华力（kJ/mol）21.1423.1126.008.758.50共价键键能（kJ/mol）431.8366 298.7745结论1： 范德华力很弱，比化学键的键能小得多 。（2）范德华力与相对分子质量的关系：分子HClHBrHI相对分子质量 范德华力（kJ/mol）21.1423.1126.00熔点/C-114.8-98.5-50.8沸点/C-84.9-67-35.4单质相对分子质量熔点/C沸点/CF2-219.6-188.1Cl2 -101.0-34.6Br2-7.258.8I2113.5184.4结论2： 相对分子质量越大，范德华力越大 。（3）范德华力与分子的极性的关系：分子相对分子质量分子的极性熔点/C沸点/CCO28-205.05-191.49N228-210.00-195.81结论3： 分子的极性越大，范德华力越大 。三、氢键及其对物质性质的影响非金属元素的氢化物在固态时是分子晶体，其熔沸点和其分子量有关对于同一主族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除分子间作力之外其他作用这种作用就是氢键。1. 氢键：（1）氢键的表示： 氢键可以用AHB表示。 （2）形成氢键的一般条件： 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 （3）分子内氢键和分子间氢键2. 氢键对物质性质的影响（1） 分子间氢键，使物质的熔、沸点升高 ：（2） 分子间内氢键，使物质的熔、沸点降低 ：思考：氢键是否属于“化学键”？它与化学键、分子间作用力（范德华力）有什么关系？ 化学键氢键范德华力 【典题解悟】例1. 下列物质的沸点，从高到低的顺序正确的是（ ）A.HIHBrHClHF B.CI4CBr4CCl4CF4C.NaCl NaBrKBr D.NaMgAl解析：HI、HBr、HCl三个分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，熔、沸点依次变小，而HF中还存在氢键，故HF的熔、沸点反常，为最大，则沸点大小顺序为HFHIHBrHCl;而CI4、CBr4、CCl4、CF4结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，熔、沸点依次变小;NaCl、NaBr、KBr中存在离子键，离子所带电荷相同，离子间距依次变大，故离子键的作用力依次变小，沸点依次变小;Na、Mg、Al是金属，它们的原子最外层价电子数依次为1、2、3，Na+、Mg2+、Al3+半径依次变小，故金属键的作用力依次增大，沸点依次变大。 答案：BC例2. 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 B.水结成冰体积膨胀，密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱解析：A选项与化学键有关，水加热到很高的温度都难以分解说明OH键能大，不易答案：B【当堂检测】1当SO3晶体熔化或气化时，下列各项中发生变化的是（ ） A分子内化学键 B分子间距离 C分子构型 D分子间作用力2. 下列说法正确的是（ ） （ ） A氢键是一种化学键 B甲烷可与水形成氢键C乙醇与水分子之间既有范德华力又有氢键D碘化氢的沸点比氯化氢高的原因是碘化氢分子存在氢键3.关于氢键，下列说法正确的是 （ ）每一个水分子内含有两个氢键 冰、水和水蒸气中都存在氢键CDNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的DH2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致4水分子间由于氢键的存在，易发生缔合现象，可把水写成（）n。在冰中的n值为，即每个水分子都被其他个水分子包围形成变形四面体。如右图所示的（）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（ ） A、2mol冰中有4mol氢键 B、1mol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5下列化合物中氢键最强的是( )ACH3OH BHF CH2O DNH36下列现象中，其原因与氢键存在无关的是( )A、水的熔沸点比较高B、HCl的熔沸点比HF高C、NH3极容易溶于水D、邻位羟基苯甲醛的沸点比对位羟基苯甲醛沸点低 7下列说法正确的是( ) A.含有极性键的分子一定是极性分子B.范德华力就是分子间的万有引力 C、氢键就是氢原子和其他原子形成的化学键D、氢键的作用力大小介于范德华力和化学键之间8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9. H2O与H2S结构相似，都是V型的极性分子，但是H2O的沸点是100，H2S的沸点是60.7。引起这种差异的主要原因是（ ）A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量10. 干冰熔点很低是由于（ ）。A.CO2是非极性分子 B.C=O键的键能很小 C.CO2化学性质不活泼 D.CO2分子间的作用力较弱参考答案1.BD 2.C 3C 4A 5B 6C 7D 8.A 9.C 10.D 第三节 分子的性质第三课时【学习目标】1.从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律。2.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。3.能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。【学习过程】【知识梳理】四、溶解性举例：哪些物质易溶于水？哪些物质易溶于有机溶剂？有什么规律吗？ HCl NH3 易溶于水 I2 Br2 易溶于有机溶剂 1相似相溶规律： 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。 思考：（1）比较NH3和CH4在水中的溶解度，怎样解释？ （2）为什么在日常生活中用有机溶剂溶解油漆而不用水？（3）乙醇是有机溶剂，为什么能与水互溶？(分子结构的相似性)戊醇呢？2. 其他影响物质溶解性的因素（1） 溶剂的极性、溶剂和溶质之间的氢键作用、分子结构的相似性 （2）发生反应 遇水能反应将增加其在水中的溶解度 五、手性1. 手性异构体： 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 强调：互称手性异构体的分子 分子式 相同，但 结构 。2. 手性分子： 有手性异构体的分子 拓展：一般地，我们把连有四个不同原子（原子团）的碳原子称为手性碳原子。（当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。）思考：如图有机物分子中带“*”碳原子就是手性碳原子。该有机物分别发生下列反应，生成的有机物分子中仍含有手性碳原子的是（ ）A与乙酸发生酯化反应 B与NaOH水溶液反应C与银氨溶液作用只发生银镜反应D催化剂作用下与H2反应3. 手性分子的应用（1）在生命科学和生产手性药物方面的应用： 反应停 （2）在催化剂开发中的应用： 手性催化剂 六、无机含氧酸分子的酸性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 。(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，即酸性越 强 。思考与交流： 根据上述规律，碳酸应是一个酸性与HNO2、磷酸相近的中强酸，而事实上CO2水溶液的酸性却很弱，通常认为它是弱酸，是规律错了？（参看科学视野） 【典题解悟】例1. 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（ ）A. HCl易溶于水 B. I2可溶于水C. Cl2可溶于水 D. NH3易溶于水解析：HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂。答案：AD例2. 下列分子叫手性分子的是（ ）A. CH3CH2OH B.COOH-CHOH-CHCl-COOHC. CFCl3 D.CH2OH-CHOH-CH2OH解析:有手性异构体的分子叫手性分子答案:B【当堂检测】1把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静点的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏转的是 （ ） A. 四氯化碳 B. 乙醇 C. 二硫化碳 D. 苯2.下列说法正确的是（ ）A.水是无机物，故有机物在水中的溶解度都很小 B.氢键对物质的溶解性没有影响C.溶质能与水发生化学反应将增大其在水中的溶解度 D.CO与水都是极性分子，故CO易溶于水3.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4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5.下列物质中，酸性最强的是A.H2CO3 B. H3PO