高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教课内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教课内容ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了知识点一，共价键的极性，呈电中性，知识点二，随堂练学以致用，Cl2，C2H4，H2O2，课后测素养评价，CHO等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标]1．能从微观角度理解共价键极性和分子极性的关系，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2．了解键的极性对化学性质的影响，并能利用电负性判断共价键的极性。
知识点一　键的极性和分子的极性
2.分子的极性     
[特别提醒]　臭氧分子的空间结构与水分子的相似，其分子有极性，但很微弱。臭氧分子中的共价键是极性键，其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧原子是呈负电性的。由于臭氧的极性微弱，它在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度。
1．以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？①H2　②O2　③Cl2　④HCl提示：①②③是非极性分子；④是极性分子。2．P4和C60是极性分子还是非极性分子？  提示：P4和C60都是非极性分子。
3．以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？①CO2　②HCN　③H2O　④NH3　⑤BF3　⑥CH4⑦CH3Cl提示：②③④⑦是极性分子；①⑤⑥是非极性分子。
常用的分子极性的判断方法1．根据化合价判断ABn型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于该原子的价层电子数，则为非极性分子，否则为极性分子，如下表：
2.根据键的极性和分子的空间结构判断
3.根据分子的正电中心和负电中心是否重合来判断它是否是极性分子。
1．下列叙述正确的是(　　)A．极性分子中不可能含有非极性键B．离子化合物中不可能含有非极性键C．非极性分子中不可能含有极性键D．共价化合物中不可能含有离子键解析：A项，如H2O2中含非极性键；B项，如Na2O2中含非极性键；C项，如CS2是由极性键构成的非极性分子。
2．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是(　　)A．H2OB．Cl2C．NH3D．CCl4解析：H2O分子中O—H为极性键，分子空间结构是V形，分子的正电中心和负电中心不重合，是极性分子。Cl2是双原子单质分子，Cl—Cl是非极性键，属于含非极性键的非极性分子。NH3分子中N—H是极性键，分子空间结构是三角锥形，氮原子位于顶端，分子的正电中心和负电中心不重合，是极性分子。CCl4分子中C—Cl是极性键，分子空间结构是正四面体形，碳原子位于正四面体中心，四个氯原子分别位于正四面体的四个顶点，分子的正电中心和负电中心重合，是非极性分子。
3．下列化合物中，化学键的极性和分子的极性皆相同的是(　　)A．CO2和SO2B．CH4和H2OC．BF3和NH3D．HCl和HI解析：A中，CO2是由极性键构成的非极性分子，SO2是由极性键构成的极性分子；B中，CH4是由极性键构成的非极性分子，H2O是由极性键构成的极性分子；C中，BF3是由极性键构成的非极性分子，NH3是由极性键构成的极性分子；D中，HCl和HI都是由极性键构成的极性分子。
知识点二　键的极性对化学性质的影响
1．键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。2．三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性_____氯的电负性，FC的极性_____ClC的极性，使F3C—的极性_____Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更___，更___电离出氢离子。同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。
3．烃基(符号R—)是推电子基团，烃基越长推电子效应越___，使羧基中的羟基的极性越___，羧酸的酸性越___。因此，甲酸的酸性_____乙酸的，乙酸的酸性_____丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越___。
1．CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。提示：水与钠反应更剧烈，这是由于C的电负性略大于H的电负性，烃基是推电子基团，使醇分子中的氢氧键的极性小于水分子中的氢氧键的极性。2．三氟乙酸(CF3COOH)的酸性远强于乙酸(CH3COOH)的酸性的原因是什么？提示：F的电负性较大，C—F的极性大于C—H的极性，使—CF3的极性大于—CH3的极性，导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋。
1．键的极性对物质化学性质的影响由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移，偏移的程度越大，共价键的极性越强，在反应中越容易断裂。2．羧基的酸性大小与分子组成和结构的关系(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性①含相同数目的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性越大，酸性越强。②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性随着烃基加长，酸性的差异越来越小。(3)只含烃基的多元羧酸的酸性烃基所含碳原子数越少，羧基数目越多，酸性越强。
1．下列化学键中，键的极性最强的是(　　)A．H—FB．H—OC．H—ND．H—C解析：同周期主族元素随着核电荷数的增加，电负性逐渐增大，F、O、N、C这四种元素中F的电负性最大，共用电子对偏移程度最大，所以H—F的极性最强。
2．下列物质中酸性最强的是(　　)A．碳酸 B．乙酸C．丁酸 D．戊酸解析：烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱，故乙酸、丁酸、戊酸中乙酸的酸性最强；又因为乙酸的酸性强于碳酸，故选B。
3．已知：三氯乙酸(CCl3COOH)的酸性大于三溴乙酸(CBr3COOH)的酸性。下列对于该事实的解释不正确的是(　　)A．CCl3COOH的相对分子质量小于CBr3COOH的相对分子质量B．氯的电负性大于溴的电负性C．CCl3COOH的羧基中的羟基更易电离D．Cl—C的极性大于Br—C的极性解析：酸的酸性强弱与相对分子质量的大小没有直接关系。
1．下列电子式表示的微粒中，属于极性分子的是(　　)    解析：A项为离子化合物，不存在分子；B项为非极性分子；D项为阳离子。
2．下列物质中酸性最强的是(　　)A．二氯乙酸B．三氯乙酸C．三氟乙酸D．氟乙酸解析：氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的酸性，三氟乙酸的酸性大于氟乙酸的酸性，故选C。
3．下列分子中，共价键的极性由强到弱的顺序正确的是(　　)A．CH4>NH3>H2O>HFB．HF>H2O>NH3>CH4C．H2O>HF>CH4>NH3D．HF>H2O>CH4>NH3解析：比较共价键的极性，可比较成键的两个原子吸引电子能力的大小。如果两原子吸引电子的能力相差越大，即电负性相差越大，共用电子对偏移的程度越大，则键的极性越强。题中共价键的极性按H—F、H—O、H—N、H—C的顺序依次减弱，故选B。
4．PH3又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体，电石气的杂质中常含有它。它的结构与NH3分子的结构相似。以下关于PH3的叙述不正确的是(　　)A．PH3是极性分子B．PH3分子中有未成键的电子对C．PH3是一种强氧化剂D．PH3分子中的P—H是极性键解析：PH3与NH3分子的结构相似，因此PH3分子中P原子上有未成键的电子对即孤电子对。P—H 是由不同种原子形成的共价键，属于极性键。根据PH3的分子结构可知，该分子的正电中心和负电中心不重合，故分子有极性。PH3中P呈－3价，具有很强的还原性。
5．将下列粒子的符号填入相应的空格内：CO2、SiCl4、(NH4)2SO4、H2S、C2H4、Cl2、NH3、H2O2、NaOH。(1)只含非极性键的非极性分子：_____。(2)含极性键的非极性分子：____________________。(3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：________。(4)含非极性键的极性分子：_______。(5)含极性键的极性分子：________________。(6)既含极性键，又含非极性键的极性分子：______。
CO2、SiCl4、C2H4
H2S、NH3、H2O2
[基础检测]1．微波炉具有使受热物质均匀受热、表里一致、速度快、热效率高等优点，其工作原理是通电后炉内的微波场以几亿赫兹的高频改变外电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应。水分子能迅速摆动是因为(　　)A．水分子中具有极性共价键B．水分子是极性分子C．水由氢、氧两种元素组成D．水分子中有共用电子对解析：根据微波炉的工作原理可知，水分子之所以能迅速摆动是因为水分子是极性分子，故选B。
2．下列有关分子的叙述正确的是(　　)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:对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质来判断正误。A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正电中心和负电中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性分子不一定是双原子单质分子，如CH4等；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性共价键，如CH4、CO2等。
3．(2022·泉州第六中学高二月考)下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是(　　)A．CH4和Br2B．NH3和H2SC．BF3和CO2D．BeCl2和HCl解析：A.CH4是由极性键构成的非极性分子，Br2是由非极性键构成的非极性分子，故A不符合题意；B.NH3和H2S都是由极性键构成的极性分子，故B符合题意；C.BF3和CO2都是由极性键构成的非极性分子，故C不符合题意；D.BeCl2是由极性键构成的非极性分子，HCl是由极性键构成的极性分子，故D不符合题意。
4．X、Y为两种不同的元素，由它们组成的下列物质的分子中，肯定有极性的是(　　)A．XY4B．XY3C．XY2D．XY解析：XY为直线形分子，不同种元素原子对共用电子对的吸引能力不同，分子必有极性。
5．下列说法正确的是(　　)A．　　分子中只有极性键B．C2H2(乙炔)分子中含有极性共价键，是极性分子C．SO2分子中的化学键为非极性键D．CH4和CO2都是由极性键构成的非极性分子解析：同种原子形成的共价键是非极性键,即C===C键是非极性键，A错误；C2H2分子的空间结构对称，是非极性分子，B错误；SO2分子中的化学键为极性键，C错误；CH4和CO2都是由极性键构成的非极性分子，D正确。
6．三氯化硼分子的空间结构是平面正三角形，因此是非极性分子，推断三氯甲烷分子的空间结构和分子的极性情况是(　　)A．四面体形，极性分子B．平面三角形，非极性分子C．四面体形，非极性分子D．平面三角形，极性分子解析：三氯甲烷(CHCl3)分子中C形成1个C—H σ 键和3个C—Cl σ键，碳原子上没有孤电子对，三氯甲烷分子为四面体结构，由于C—H和C—Cl的键长不同，三氯甲烷分子中正电中心和负电中心不重合，故三氯甲烷为极性分子。
7．实验测得氯化铝为共价化合物，800 ℃时其以单分子AlCl3形式存在，其与BF3结构类似，由此可判断AlCl3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解析：BF3中B—F是由不同元素原子形成的共价键，为极性键，中心B原子上的价层电子对数为3，采取sp2杂化，分子的空间结构是平面正三角形，结构对称，正电中心和负电中心重合，BF3属于非极性分子，AlCl3与BF3的结构类似，故AlCl3是由极性键构成的非极性分子。
8．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
9．乙酸CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH，这是因为—Cl是一种强吸电子基团，能使—OH上的H原子具有更大的活泼性。有的基团属于推电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性。试依据上述规律填空：(1)HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是________。解析：HCOOH显酸性，H2O显中性，说明甲酸分子中存在强吸电子基团，能使—OH上的H原子活泼性增强，甲酸中含有醛基，故醛基属于强吸电子基团。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是________。解析：CH3COOH的酸性弱于HCOOH，说明乙酸分子中存在推电子基团，能减弱—OH上的H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱，乙酸中含有—CH3，故—CH3属于推电子基团。(3)—C6H5也属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性________(填“强”或“弱”)。解析：由题给信息可知，—C6H5属于吸电子基团，—CH3属于推电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。
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的质量分数约为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形成的化合物中，X的质量分数为50%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________(填“极性”或“非极性”)分子，分子的空间结构为________。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，二者形成的两种化合物分别为SO2、SO3。
(2)在元素X和元素Y形成的化合物中，X的质量分数为60%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________(填“极性”或“非极性”)分子，分子的空间结构为___________。
(3)由元素氢、X、Y三种元素形成的常见二元酸有两种，根据酸性由大至小的顺序写出其分子式：________>________。已知两分子均为极性分子，结构均可看作HO—A—OH的形式，请从键的极性强弱角度解释其酸性强弱的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：H、O、S三种元素形成的常见二元酸为H2SO3、H2SO4，酸性：H2SO4>H2SO3,去掉两个羟基后,根据“—A—”的极性大小比较酸性强弱。
O的电负性大于S的电负性，使得“—SO2—”的极性大于“—SO—”的极性，导致H2SO4分子中羟基的极性更大，更易电离出氢离子，所以H2SO4的酸性强于H2SO3
[素养提升]11．下列有关共价键的叙述错误的是(　　)A．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价层电子数B．水分子内氧原子结合的原子数已经达到饱和，故不能再结合其他氢原子C．Cl2和HCl分子中的共价键极性不同D．H2O分子中H—O的极性比H2S分子中H—S的极性强
解析：A.非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的未成对电子数，一般最外层有几个未成对电子就能形成几个共价键，而价层电子数不一定等于未成对电子数，故共价键数不一定等于该元素原子的价层电子数，故A错误；B.共价键具有饱和性，一个原子有几个未成对电子，就会与几个自旋相反的未成对电子成键，一个氧原子有两个未成对电子，只能与两个氢原子结合形成H2O，故B正确；C.氯气分子中的共价键为非极性键，氯化氢分子中的共价键为极性键，共价键极性不同，故C正确；D.形成共价键的非金属元素间的电负性差值越大，共价键的极性越强，O的电负性大于S，则H2O 分子中H—O的极性比H2S分子中H—S的极性强，故D正确。
12．S2Cl2是一种橙黄色液体，少量泄漏会产生有窒息性气味的气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液，其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是(　　)A．属于非极性分子B．分子中既含有极性键，又含有非极性键C．与S2Br2结构相似D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl解析：从S2Cl2分子的空间结构可知，该分子的空间结构不对称，属于极性分子。
13．常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体，其分子空间结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法不正确的是(　　)A．分子中N—Cl是极性键B．分子中N原子上存在孤电子对C．NCl3分子是极性分子D．因为N—Cl的键能大，所以NCl3的沸点高解析：NCl3的电子式为　　　　　，N原子上还有一个孤电子对；NCl3分子结构不对称，呈三角锥形，为极性分子；N—Cl为极性键，其键能大说明分子稳定，而物质熔、沸点的高低与共价键强弱无关。
14．短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(　　)A．XW4为非极性分子B．Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜WC．ZW2分子是由极性键构成的极性分子D．XZ2、XW4、YW4分子中的中心原子均为sp杂化
解析：短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X是C元素；Y与X同主族，则Y是Si元素；Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1，则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4分子为正四面体结构，正、负电中心重合，为非极性分子，A项正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Si＜S＜Cl，所以Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W，B项正确；ZW2是SCl2，由于分子中硫原子上有两个孤电子对，故SCl2为V形极性分子，C项正确；CS2分子中的中心原子为sp杂化，CCl4、SiCl4分子中的中心原子上的价层电子对数都是4，均为sp3杂化，D项错误。
15．北斗卫星导航系统是中国自行研制并开发的，其中第八颗和第九颗北斗卫星是被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道的。已知运送卫星的火箭所需反应物除液态过氧化氢外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子式为____________，其中N原子的杂化方式为________，该分子是______(填“极性”或“非极性”)分子。解析：由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数经计算可知，其分子式为N2H4，它的结构可看作NH3分子中的一个H原子被—NH2取代后所得，该分子的结构式为　　　　　　，分子中的键全部是单键，故N原子的杂化方式与NH3分子中N原子的杂化方式相同，也是sp3杂化，该分子是极性分子。
(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应，产生两种无毒且不污染环境的物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是___________，只含有非极性键的是_____，只含有极性键的是________。解析：N2H4与H2O2反应后生成的物质无毒且不污染环境，故得到的是N2和H2O，反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O，两种反应物中都含有极性键和非极性键，在生成物H2O中只含有极性键，N2中只含有非极性键。
(3)NH3分子中的N原子上有1个孤电子对，能发生反应：NH3＋HCl===NH4Cl。试写出将题中所述发射卫星时所用的氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式：________________________。解析：因为在N2H4分子中的N原子上各有1个孤电子对，故一分子N2H4能与两分子HCl反应，反应的化学方程式为N2H4＋2HCl===N2H6Cl2。
N2H4＋2HCl===N2H6Cl2
(4)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构；又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的结构式为____________，由此可知它______(填“含有”或“不含”)非极性键。 解析：因为N2O和CO2分子的结构相似，故都为直线形结构，CO2的结构式为O===C===O，而N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，故N2O的结构式为N===N===O，分子中既含有氮氧极性键又含有氮氮非极性键。