高中化学分子的性质.doc

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（δ+），另一个呈 负电性(δ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2—28思考和回答下列问题：
① 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？
② 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?
③ 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]① 极性分子 HCl ，非极性分子 H2 02 C12。
② P4 C60都是非极性分子。
③ 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、HBr
b． 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（ ）
A．CO2 B． O3 C．NH4Cl D．PH3 E.C2H4
2、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、 NH3
3、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、 N2
4、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
O2

HF

CO2

H2O

BF3

NH3

CCl4

6、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 （ ）
A．PCl3分子中三个共价键的键长，键角都相等
B．PCl3分子中的P-Cl键属于极性共价键
C．PCl3分子中三个共价键键能，键角均相等
D．PCl3是非极性分子
8、实验测得 BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl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

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
HCl
HBr
HI
CO
Ar
范德华力（kJ/mol）
21.14
23.11
26.00
8.75
8.50
共价键键能（kJ/mol）
431.8
366
298.7
745

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
HCl
HBr
HI
相对分子质量

范德华力（kJ/mol）
21.14
23.11
26.00
熔点/ºC
-114.8
-98.5
-50.8
沸点/ºC
-84.9
-67
-35.4
单质
相对分子质量
熔点/ºC
沸点/ºC
F2

-219.6
-188.1
Cl2

-101.0
-34.6
Br2

-7.2
58.8
I2

113.5
184.4
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/ºC
沸点/ºC
CO
28

-205.05
-191.49
N2
28

-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A—H…B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.HI＞HBr＞HCl＞HF B.CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4
C.NaCl＞ NaBr＞KBr D.Na＞Mg＞Al
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HF＞HI＞HBr＞HCl;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O—H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 （ ）
Ａ．每一个水分子内含有两个氢键
Ｂ．冰、水和水蒸气中都存在氢键
C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D．H2O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（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（ ） 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( )
A．CH3OH B．HF C．H2O D．NH3
6．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 3．C 4．A 5．B 6．C 7．D 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
⑴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 。
⑵(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-COOH
C. 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. H3PO4 C.H2SO4 D.CH3COOH
6.下列物质中，酸性由强到弱错误的是（ ）
A. HClO4 H2SO4 H3PO4 H4SiO4
B. H2SO4 H2SO3 HNO3 HNO2
C. HClO4 HClO3 HClO2 HClO
D. HClO4 H2SO4 H2SO3 H2CO3
7.已知水分子结构可看作H-OH，常温下在水中溶解性最好的是（ ）
A.苯酚 B.甲醇 C.丁醇 D.乙烯
8.下列物质在汽油中溶解度最大的是（ ）
A.HCl B.NH3 C.CH4 D.CH3CH2OH
9.根据实际和经验推知，下列叙述不正确的是（ ）
A.卤化氢易溶于水，不易溶于水四氯化碳
B.碘易溶于汽油，微溶于水
C.氯化钠易溶于水，也易溶于食用油
D.丁烷易溶于煤油，难溶于水
10. 下列说法中正确的是（ ）
A.无机含氧酸分子中的氧原子数越多，则其酸性也越强
B.氯化银能溶于过量的氨水，是因为它与氨水反应生成了一种可溶形的配位化合物
C.分子是否具有极性决定分子中是否存在极性共价键
D.氢键就是一种存在于某些特殊含氢元素的分子中的一种化学键
11.下列物质中溶解度最小的是（ ）
A、LiF B、NaF C、KF D、CsF
12.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（ ）
A.HClO2 B.H2SeO3 C.HBO2 D.HMnO4