2018_2019学年高中化学第二章第三节分子的性质学案.docx

第三节分子的性质课标要求1结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。2列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。3了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。4结合实例说明“等电子原理”的应用。5举例说明分子间作用力对物质状态等方面的影响。1极性分子中一定有极性键，含有极性键的分子不一定是极性分子。非极性分子中可能含有极性键，也可能含有非极性键。2物质的相对分子质量越大，范德华力越大，其熔、沸点越高。3分子之间存在氢键，使物质的熔、沸点升高。4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；溶质和溶剂之间形成氢键，可增大其溶解度。5无机含氧酸的通式(HO)mROn，若成酸元素R相同，n值越大，酸性越强。1键的极性2分子的极性3键的极性和分子的极性的关系特别提醒(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子。(2)含有极性键的分子，若分子结构是空间对称的，则为非极性分子，否则是极性分子。现有五种分子：CS2、SiCl4、H2S、AsBr3、SeO3。(1)属于非极性分子的有哪些？(2)属于极性分子的有哪些？提示：(1)CS2、SiCl4、SeO3(2)H2S、AsBr3分子极性、非极性的判断(1)化合价法判断ABn型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子，如下表：分子式中心原子分子极性化合价绝对值价电子数CO244非极性BF333非极性CH444非极性H2O26极性NH335极性SO246极性SO366非极性PCl335极性PCl555非极性(2)根据键的极性、分子空间构型判断类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2 (X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面正三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)极性分子中不可能含有非极性键()(2)离子化合物中不可能含有非极性键()(3)非极性分子中不可能含有极性键()(4)极性分子中一定含有极性键()(5)H2O、CO2、CH4都是非极性分子()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列各组物质中，都是由极性键形成极性分子的一组是()ACH4和Br2BNH3和H2OCH2S和CCl4 DCO2和HCl解析：选BCH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S都是由极性键形成的极性分子。3在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_；(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是_；(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是_；(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是_；(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是_；(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是_。解析：HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O中氧原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为极性分子；NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，为三角锥形结构；CS2与CO2相似，为由极性键形成的直线形非极性分子；CH4中C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键，为正四面体构型的非极性分子；N2是由非极性键结合的非极性分子；BF3中B原子采取sp2方式杂化，与F形成极性键，为非极性分子。答案：(1)N2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)NH3、H2O、CH4(6)BF3 1范德华力及其对物质性质的影响2氢键及其对物质性质的影响(1)概念：由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。(2)表示方法：氢键通常用AHB表示，其中A、B为N、O、F，“”表示共价键，“”表示形成的氢键。(3)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。存在分子内氢键，存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。(4)氢键对物质性质的影响：氢键主要影响物质的熔、沸点，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。特别提醒(1)氢键不属于化学键，它属于一种较强的分子间作用力，其强度：共价键氢键范德华力。(2)氢键键长一般定义为AHB的长度，而不是HB的长度。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)分子间作用力是分子间相互作用力的总称()(2)分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低()(3)氢键属于分子间作用力()(4)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中()(5)HF的沸点较高，是因为HF键的键能很大()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列叙述正确的是()AF2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关BH2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高C稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大D干冰汽化时破坏了共价键解析：选AA项，从F2I2，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O分子之间有氢键，其沸点高于H2S；C项，稀有气体分子为单原子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个)；D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。1溶解性(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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。(2)影响物质溶解性的因素外界因素：主要有温度、压强等。氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好(填“好”或“差”)。分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越好。如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显较小。溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大。如SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。2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，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。(2)手性分子：有手性异构体的分子。(3)手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标记。如 R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。特别提醒判断某有机物是否具有手性异构体的关键，是分析其含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。3无机含氧酸的酸性(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。如酸性：HClOHClO2HClO3HClO4(填“”或“”)。(2)含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，酸性越强。如酸性：H2SO4H2SO3(填“”或“”)。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)CH4难溶于水，NH3易溶于水()(2)HOCH2CH2OH比CH3OH在水中的溶解度小()(3) 分子中含有两个手性碳原子()(4)HNO3比HNO2的酸性强()答案：(1)(2)(3)(4)2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氨气 D氢气解析：选C水是极性溶剂，故极性溶质易溶于水中。A、B选项中的乙烯和二氧化碳虽含有极性键，但属于非极性分子，D选项中的H2也是非极性分子，所以A、B、D都不符合题意；NH3是极性分子，在水中有较大的溶解度。3下列分子为手性分子的是()ACH2Cl2 BC DCH3CH2COOCH2CH3解析：选BB项， 分子的中间碳原子连接CH3、H、OH、COOH四种不同的原子或原子团，应是手性分子。三级训练节节过关1下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是()AH2OBCl2CNH3 DCCl4解析：选DH2O分子中OH键为极性键，是极性分子；Cl2分子中，ClCl键是非极性键；NH3分子中NH键是极性键，分子构型是三角锥形，是极性分子；CCl4分子中CCl键是极性键，分子构型呈正四面体形，是非极性分子。2下列关于范德华力的叙述中，正确的是()A范德华力的实质是一种静电作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B范德华力与化学键的区别之一是作用力的强弱C任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量解析：选B范德华力不是化学键，A项错误；范德华力比化学键弱得多，B项正确；当分子间距离很大时，难以产生范德华力，C项错误；范德华力虽然非常微弱，但破坏它也需要消耗能量，D项错误。3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解析：选C氢键不是化学键，A项错误；分子间氢键可以使物质的熔、沸点升高，而分子内氢键可以使物质的熔、沸点降低，B项错误；水分子在形成氢键时，可以使晶体疏松、体积膨胀，D项错误。4下列无机含氧酸分子中，酸性最强的是()AHNO2 BH2SO3CHClO3 DHClO4解析：选D四种含氧酸的非羟基氧原子数分别为1、1、2、3，故HClO4酸性最强。5数十亿年来，地球上的物质不断变化，大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分：空气的成分N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)原始大气的主要成分 CH4、NH3、CO、CO2等用上表所涉及的分子填写下列空白：(1)含有10个电子的分子有_(填化学式，下同)。(2)由极性键构成的非极性分子有_。(3)与H可直接形成配位键的分子有_。(4)沸点最高的物质是_，用所学的知识解释其沸点最高的原因_。(5)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有_，它的立体构型为_。(6)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是_，这两种结构相似的分子的极性_(填“相同”或“不相同”)，CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同，它叫_。解析：(1)含10电子的分子有CH4、NH3、H2O、Ne等。(2)具有对称结构的分子是非极性分子，如N2、O2、CH4、CO2，其中由极性键形成的非极性分子只有CH4和CO2，另两个非极性分子是由非极性共价键形成的。(3)H2O可与H直接形成配位键，形成H3O(水合氢离子)，NH3与H以配位键结合成NH。(4)表中所涉及的物质都是由分子构成的。沸点的高低比较主要看范德华力的强弱，但水分子中除了范德华力外，还有氢键的存在，分子间氢键的存在使水的沸点较高。(5)碳原子最外层有4个电子，在甲烷分子中形成了4个共价键，不存在孤电子对， 最外层电子都参与成键，构型为正四面体形。(6)由一氧化碳的结构式可知，碳原子和氧原子之间存在三个共价键，氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键，结构相似。CO分子中的三个键是由两个不同的原子形成的，是极性共价键，而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的，是非极性共价键。CO中带箭头的键与其他的共价键不同，它是配位键。答案：(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2)CH4、CO2(3)NH3、H2O(4)H2O水分子中存在氢键，使分子间作用力增大，沸点升高(5)CH4正四面体形(6)N2不相同配位键1下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()ACO2、H2S BC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl解析：选BC项，Cl2分子中无极性键，排除C；根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子属于极性分子，排除A、D，故正确答案为B。2下列叙述中正确的是()A以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B以极性键结合起来的分子一定是极性分子C非极性分子只能是双原子单质分子D非极性分子中，一定含有非极性共价键解析：选AA项，如O2、H2、N2等是非极性分子，正确；B项，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的立体构型对称，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等，错误；C项，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子，错误；D项，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2，错误。3下列物质的变化，破坏的主要是分子间作用力的是()碘单质的升华 KCl溶于水将液溴加热变为气态 NH4Cl受热分解A BC D解析：选C碘的升华，是状态发生了变化，破坏的是分子间作用力；KCl溶于水，破坏离子键；液溴由液态变为气态，破坏的是分子间作用力；NH4Cl受热分解，破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。4常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法中正确的是()A分子中NCl键是非极性键B分子中不存在孤电子对CNCl3分子是极性分子D因NCl键的键能大，它的沸点高解析：选CNCl3的电子式为 ，N原子上还有一对孤电子对；NCl3分子是三角锥形结构不对称，是极性分子；NCl键为极性键，其键能大，说明分子稳定，而物质熔、沸点的高低应受范德华力影响，与共价键强弱无关。5下列事实与氢键无关的是()A水和乙醇可以以任意比例互溶B氨容易液化C液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n的形式D甲烷难溶于水而易溶于四氯化碳解析：选DD项甲烷在水中和四氯化碳中的溶解度不同，符合“相似相溶”规律，与氢键无关。6下列叙述与范德华力无关的是()A气体物质加压或降温时能凝结或凝固B通常状况下氯化氢为气体C氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高D氟、氯、溴、碘的气态氢化物的稳定性越来越弱解析：选D分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。A项，气体物质加压或降温时，范德华力增大，气体分子聚集在一起形成液体甚至固体；B项，HCl分子之间的作用力是很弱的范德华力，因此通常状况下氯化氢为气体；C项，一般来说组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强，物质的熔、沸点逐渐升高；D项，气态氢化物的稳定性受分子中化学键强弱的影响，与范德华力无关。7当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是()解析：选CA、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子，C项 中，附有*的碳原子为手性碳原子，C项符合题意。8已知含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示，如X是S，则m2，n2，这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()AH2SO4 BH2SeO3CH3BO3 DH3PO4解析：选A根据题目所给通式，H2SO4表示为(HO)2SO2，m2；H2SeO3表示为(HO)2SeO，m1；H3BO3表示为(HO)3B，m0；H3PO4表示为(HO)3PO，m1。H2SO4的m值最大，酸性最强。9.双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面角为9352，而两个OH键与OO键的夹角均为9652。试回答：(1)H2O2分子的电子式为_，结构式为_。(2)H2O2分子中存在_键和_键，为_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)H2O2难溶于CS2，其原因是_。(4)H2O2分子中氧元素的化合价为_，原因是_。解析：(1)H2O2分子的立体结构不对称，为极性分子，含有OO非极性键和OH极性键。(2)根据相似相溶规律可知，H2O2为极性分子，难溶于非极性溶剂CS 2。(3)共用电子对的偏移决定了元素在化合物中的化合价。答案：(1) (2)极性非极性极性(3)因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知H2O2难溶于CS2(4)1因为OO键为非极性键，OH键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显1价10元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中，写出X质量分数为50%的化合物的化学式_；该分子中中心原子以sp2杂化，是_分子，分子构型为_。(2)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式_；该分子中中心原子以sp2杂化，是_分子，分子构型为_。(3)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式_、_，并比较酸性强弱：_。解析：由氢化物化学式H2X知，100%88.9%，M(X)16，可推知，X为O，则Y为S，则其氧化物分别为SO2、SO3。三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4，酸性：H2SO4H2SO3。答案：(1)SO2极性V形(2)SO3非极性平面三角形(3)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO31下列化合物中，化学键的极性和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是()ACO2和SO2BCH4和H2OCBF3和NH3 DHCl和HI解析：选DA中CO2为极性键构成的非极性分子，SO2是极性分子；B中CH4为极性键构成的非极性分子，H2O是极性键构成的极性分子；C中BF3为极性键构成的非极性分子，NH3为极性键构成的极性分子；D中HCl和HI都是极性键构成的极性分子。2下列说法不正确的是()氢键存在于分子之间，不存在于分子之内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NH3易溶于水而CH4难溶于水的原因是NH3是极性分子，CH4是非极性分子冰融化时只破坏范德华力A BC D解析：选D氢键可以存在于分子内也可以存在于分子间，不正确；冰融化时需破坏范德华力和氢键，不正确。3关于氢键，下列说法正确的是()A氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键B冰中存在氢键，水中不存在氢键C分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高DH2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致解析：选C氢键属于分子间作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，不属于化学键，分子间氢键的存在，增强了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高，A项错误，C项正确；在冰和水中都存在氢键，而H2O的稳定性主要是由分子内的OH键键能决定的，B、D项错误。4下列物质的性质与氢键无关的是()A冰的密度比液态水的密度小BNH3易液化CNH3分子比PH3分子稳定D相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高解析：选C冰中由于氢键的作用，使水分子的排列更加有序，水结成冰，体积会膨胀，故冰的密度比水的密度小；NH3分子间也存在氢键，增强了分子间作用力，使NH3易液化；H2O分子间有氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点高；NH3比PH3稳定，原因是NH键的键能比PH键的键能大，与氢键无关。5关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()ACS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子BSO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子CCS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低DNH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性解析：选B根据“相似相溶”规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，A错误、B正确；CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，CS2的熔、沸点更高，C错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，D错误。6有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是()A假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子B假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子C假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子D假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子解析：选C若AB2C2为平面结构，可能为对称结构 ，也可能是不对称结构，若为四面体结构，则一定是不对称结构。7碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，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是极性分子解析：选DCCl4是非极性分子，I2是非极性分子，水是极性分子，所以根据“相似相溶”规律可知，碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大。8无机含氧酸的化学式可以用XOn(OH)m来表示(X代表成酸元素，n代表XO基中的氧原子数，m代表OH数)，则n值越大，m值越小，该酸的酸性就越强。硫酸、磷酸的结构为 ，则它们的酸性()A硫酸和磷酸都是强酸B硫酸是强酸，但是酸性比磷酸弱C硫酸是强酸，且酸性比磷酸强D磷酸和硫酸都是弱酸解析：选C硫酸可写为SO2(OH)2，磷酸可写为PO(OH)3，n值分别是2、1，m值分别是2、3，由n值越大、m值越小，该酸的酸性就越强，因此硫酸的酸性强于磷酸。9短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c；A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子：BC2BA4A2C2BE4，其中属于极性分子的是_(填序号)。(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其化学式分别为_、_。DE4在前者中的溶解性_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_(填化学式)。解析：由s轨道最多可容纳2个电子可得：a1，bc2，即A为H，B为C，C为O；由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一