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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案
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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案，共9页。教案主要包含了旧知回顾，思考与讨论，资料卡片，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
课题
《分子结构与物质的性质》
单元
2
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了分子的结构与性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道等概念的基础上，介绍了共价键的主要类型δ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释；最后，介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶“规则、无机含氧酸分子的酸性等。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第二章《分子结构与性质》第三节《分子结构与物质的性质》第一课时。这一课时的教学内容主要是共价键的极性。
本节安排了“共价键的极性、分子的极性以及键的极性对物质性质的影响”这部分内容。学生通过学习这部分知识，认识杂共价键的分类，知道共价键的极性与非极性的判断方法，能从键的极性角度去理解分子的极性。掌握分析极性的判断方法，建立分子极性判断的思维模型。学生能够在分子水平上，从分子结构的视角认识物质的性质，进一步形成有关物质结构的基本观念；学生的学习兴趣能得到有效保持，学生的科学素养能得到进一步提高。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：通过对共价键的极性的学习，能从微观角度理解极性共价键与非极性共价键。
证据推理与模型认知：通过对分子极性的学习，掌握分子极性的判断方法，建立分子极性与键极性的关联思维模型。
重点
难点
共价键的极性、分子的极性
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
【旧知回顾】共价键根据不同分类标准可以有多种分类。
思考回顾
通过回顾，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第三节 分子结构与物质的性质
第一课时 共价键的极性
一、键的极性
1.共价键的分类
极性共价键：由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移。
非极性共价键：由相同原子形成的共价键，电子对不发生偏移。
2.键的极性
注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强
（2）共用电子对偏移程度越大，键的极性越强
3.键的极性判断方法
（1）根据组成元素：
同种元素：A-A型为非极性键
不同种元素：A-B型为极性键
（2）根据共用电子对是否偏移：
共用电子对有偏移：极性键
共用电子对没有偏移：非极性键
（3）根据元素的电负性：
成键原子电负性相同：非极性键
成键原子电负性不同：极性键
注意：键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。
同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键
不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键
根据共用电子对是否偏移，共价键有极性键、非极性键之分。
以共价键结合的分子是否也有极性分子、非极性分子之分呢？
分子的极性又是根据什么来判定呢？
【极性的表示方法——极性向量】
极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。
二、分子的极性
1.非极性分子
电荷分布均匀、对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心重合,即键的极性的向量和为0
2.极性分子
电荷分布不均匀、不对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心不重合,即键的极性的向量和不为0
注意：要对分子极性进行判断，也可用极性向量。
极性向量的矢量和指向的一端，说明该处负电荷更为集中，为极性分子。若矢量和为零，为非极性分子。
【思考与讨论】
根据图2-18，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，哪些是 非极性分子？
H2 O2 Cl2 HCl
极性分子： HCl
非极性分子： H2 O2 Cl2
（2）P4和C60是极性分子还是非极性分子？
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 H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl
极性分子： HCN H2O NH3 CH3Cl
非极性分子： CO2 BF3 CH4
【总结】
判断分子的极性可依据分子中化学键的极性的向量和。
只含非极性键的分子一定是非极性分子；含极性键的分子有没有极性，必修依据分子中极性键的极性的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，否则是极性分子。或者，我们可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。
3.分子的极性的判断方法
注意：取决于原子间的共价键是否有极性。
【资料卡片】臭氧是极性分子
是一种重要物质。大气高空的臭氧层；保护了地球生物的生存；空气质量预报中臭氧含量是空气质量的重要指标；它还是有机合成的氧化剂、替代氯气的净水剂……
臭氧分子的空间结构与水分子的相似，臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子有极性，但很微弱。仅是水分子的极性的28%。其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧原子是呈电负性的。
三、键的极性对化学性质的影响
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的有机酸。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。 pKa=-lgKa
例1：三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,C—F键的极性大于C—Cl键,导致羧基中的O—H键的极性更大,更易电离出氢离子。
据此,酸性关系:
CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH
例2：甲酸的酸性大于乙酸
烃基(符号R—)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。
所以酸性:甲酸>乙酸>丙酸
【总结】
1、键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。
2、与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。
3、烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。
【判断物质酸性强弱的方法】
(1)根据元素周期律判断。
①同一主族元素的非金属氢化物的酸性从上到下逐渐增强,如HF②同一周期元素的非金属氢化物的酸性从左向右逐渐增强,如H2S③同一主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下逐渐减弱,如HClO4>HBrO4>HIO4;HNO3>H3PO4;H2CO3>H2SiO3。
④同一周期元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左向右逐渐增强,如H3PO4【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
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.在下列物质中,分子中电荷空间分布对称的是( )
①CO2 ②CCl4 ③NH3 ④H2O ⑤HBr
A.①②④B.②④⑤ C.③⑤D.①②
答案：D。在由三个以上原子形成的化合物分子中,空间结构对称的分子,其电荷的空间分布对称,如直线形的CO2、正四面体形的CCl4。
3.下列物质中,由极性键形成的非极性分子是( )
A. CO2 B. Br2 C. CaCl2 D. SO2
答案：A 不同种元素形成的化合物中才可能含有极性键;在由三个以上原子形成的化合物分子中,空间结构对称的分子,才是非极性分子,如直线形的CO2。
4.无机含氧酸酸性的强弱规律之一为:成酸元素的化合价越高,酸性越强。下列说法正确的是( )
A.根据这一规律高氯酸是强酸
B.H3PO4的酸性比盐酸的酸性强
C.碳酸比亚硫酸的酸性强
D.硝酸与磷酸的酸性强度一样
答案：A 解析:一般认为,成酸元素的化合价越高其酸性越强。盐酸为非含氧酸,不适用此规律,B项错误;碳酸与亚硫酸、硝酸与磷酸均不是同一元素的含氧酸,不能用题述规律进行比较,C、D两项错误。
5.下列关于粒子结构的描述不正确的是( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS-和HCl均是含1个极性键的18电子粒子
C.CH2Cl2和CCl4均是空间结构为四面体形的非极性分子
D.SO2和SO3中心原子的杂化轨道类型均为sp2,空间构型分别为V形、平面三角形
答案：C。 H2S分子中氢、硫原子间形成极性键,且空间结构不对称,属于极性分子;NH3分子中含有极性键,空间结构为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A项正确。HS-和HCl都只含一个极性键,都具有18个电子,B项正确。CH2Cl2正负电荷的中心不重合,是极性分子,C项错误。SO2中硫原子形成两个σ键,孤电子对数为1/2×(6-2×2)=1,价层电子对数为3,为sp2杂化,分子空间结构为V形;SO3分子中,中心原子硫原子最外层有6个电子,外围有三个原子,所以不含孤电子对,价层电子对数为σ键个数+孤电子对数=3+1/2×(6-3×2)=3,为sp2杂化,SO3分子为平面三角形结构,D项正确。
6.下列物质:①BeCl2 ②Ar ③白磷 ④BF3 ⑤NH3 ⑥H2O2,其中含极性键的非极性分子是( )
A.①④⑥ B.②③⑥ C.①④D.①③④⑤
答案：C 解析:①BeCl2空间结构是直线形,Cl—Be—Cl是含极性键的非极性分子;②Ar为稀有气体,分子中不含化学键;③白磷分子式为P4,不含极性键,含有的是非极性键;④BF3是平面三角形结构,是极性键构成的非极性分子;⑤过氧化氢是由极性键和非极性键构成的极性分子。故C项符合题目要求。
7.下列各组物质的分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2、H2S B.C2H4、CH4
C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
解析:两种不同原子之间的共价键具有极性,C项Cl2分子中无极性键。根据分子的空间结构可以判断A项中H2S,D项中NH3、HCl分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子。故正确答案为B。
认真思考
思考
认真思考
检测反馈
通过回顾共价键的类型，认识共价键的极性与非极性，能从组成元素、共用电子对的偏移、电负性差值角度理解共价键的极性。
了解极性可以用极性向量来表示，从而形象的理解极性的概念。
通过认识共价键的极性，思考分子的极性与键的极性的关联。
通过对极性分子与非极性分子概念的学习，能从微观角度判断常见分子的极性。
运用所学知识判断。
归纳总结
通过具体例子理解键的极性对物质的化学性质有重要的影响。
总结归纳
课堂小结
一、共价键的极性
板书
一、共价键的极性
课题
《分子结构与物质的性质》
单元
2
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了分子的结构与性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道等概念的基础上，介绍了共价键的主要类型δ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释；最后，介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶“规则、无机含氧酸分子的酸性等。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第二章《分子结构与性质》第三节《分子结构与物质的性质》第一课时。这一课时的教学内容主要是共价键的极性。
本节安排了“共价键的极性、分子的极性以及键的极性对物质性质的影响”这部分内容。学生通过学习这部分知识，认识杂共价键的分类，知道共价键的极性与非极性的判断方法，能从键的极性角度去理解分子的极性。掌握分析极性的判断方法，建立分子极性判断的思维模型。学生能够在分子水平上，从分子结构的视角认识物质的性质，进一步形成有关物质结构的基本观念；学生的学习兴趣能得到有效保持，学生的科学素养能得到进一步提高。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：通过对共价键的极性的学习，能从微观角度理解极性共价键与非极性共价键。
证据推理与模型认知：通过对分子极性的学习，掌握分子极性的判断方法，建立分子极性与键极性的关联思维模型。
重点
难点
共价键的极性、分子的极性
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
【旧知回顾】共价键根据不同分类标准可以有多种分类。
思考回顾
通过回顾，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第三节 分子结构与物质的性质
第一课时 共价键的极性
一、键的极性
1.共价键的分类
极性共价键：由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移。
非极性共价键：由相同原子形成的共价键，电子对不发生偏移。
2.键的极性
注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强
（2）共用电子对偏移程度越大，键的极性越强
3.键的极性判断方法
（1）根据组成元素：
同种元素：A-A型为非极性键
不同种元素：A-B型为极性键
（2）根据共用电子对是否偏移：
共用电子对有偏移：极性键
共用电子对没有偏移：非极性键
（3）根据元素的电负性：
成键原子电负性相同：非极性键
成键原子电负性不同：极性键
注意：键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。
同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键
不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键
根据共用电子对是否偏移，共价键有极性键、非极性键之分。
以共价键结合的分子是否也有极性分子、非极性分子之分呢？
分子的极性又是根据什么来判定呢？
【极性的表示方法——极性向量】
极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。
二、分子的极性
1.非极性分子
电荷分布均匀、对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心重合,即键的极性的向量和为0
2.极性分子
电荷分布不均匀、不对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心不重合,即键的极性的向量和不为0
注意：要对分子极性进行判断，也可用极性向量。
极性向量的矢量和指向的一端，说明该处负电荷更为集中，为极性分子。若矢量和为零，为非极性分子。
【思考与讨论】
根据图2-18，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，哪些是 非极性分子？
H2 O2 Cl2 HCl
极性分子： HCl
非极性分子： H2 O2 Cl2
（2）P4和C60是极性分子还是非极性分子？
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 H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl
极性分子： HCN H2O NH3 CH3Cl
非极性分子： CO2 BF3 CH4
【总结】
判断分子的极性可依据分子中化学键的极性的向量和。
只含非极性键的分子一定是非极性分子；含极性键的分子有没有极性，必修依据分子中极性键的极性的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，否则是极性分子。或者，我们可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。
3.分子的极性的判断方法
注意：取决于原子间的共价键是否有极性。
【资料卡片】臭氧是极性分子
是一种重要物质。大气高空的臭氧层；保护了地球生物的生存；空气质量预报中臭氧含量是空气质量的重要指标；它还是有机合成的氧化剂、替代氯气的净水剂……
臭氧分子的空间结构与水分子的相似，臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子有极性，但很微弱。仅是水分子的极性的28%。其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧原子是呈电负性的。
三、键的极性对化学性质的影响
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的有机酸。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。 pKa=-lgKa
例1：三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,C—F键的极性大于C—Cl键,导致羧基中的O—H键的极性更大,更易电离出氢离子。
据此,酸性关系:
CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH
例2：甲酸的酸性大于乙酸
烃基(符号R—)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。
所以酸性:甲酸>乙酸>丙酸
【总结】
1、键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。
2、与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。
3、烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。
【判断物质酸性强弱的方法】
(1)根据元素周期律判断。
①同一主族元素的非金属氢化物的酸性从上到下逐渐增强,如HF
④同一周期元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左向右逐渐增强,如H3PO4
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
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.在下列物质中,分子中电荷空间分布对称的是( )
①CO2 ②CCl4 ③NH3 ④H2O ⑤HBr
A.①②④B.②④⑤ C.③⑤D.①②
答案：D。在由三个以上原子形成的化合物分子中,空间结构对称的分子,其电荷的空间分布对称,如直线形的CO2、正四面体形的CCl4。
3.下列物质中,由极性键形成的非极性分子是( )
A. CO2 B. Br2 C. CaCl2 D. SO2
答案：A 不同种元素形成的化合物中才可能含有极性键;在由三个以上原子形成的化合物分子中,空间结构对称的分子,才是非极性分子,如直线形的CO2。
4.无机含氧酸酸性的强弱规律之一为:成酸元素的化合价越高,酸性越强。下列说法正确的是( )
A.根据这一规律高氯酸是强酸
B.H3PO4的酸性比盐酸的酸性强
C.碳酸比亚硫酸的酸性强
D.硝酸与磷酸的酸性强度一样
答案：A 解析:一般认为,成酸元素的化合价越高其酸性越强。盐酸为非含氧酸,不适用此规律,B项错误;碳酸与亚硫酸、硝酸与磷酸均不是同一元素的含氧酸,不能用题述规律进行比较,C、D两项错误。
5.下列关于粒子结构的描述不正确的是( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS-和HCl均是含1个极性键的18电子粒子
C.CH2Cl2和CCl4均是空间结构为四面体形的非极性分子
D.SO2和SO3中心原子的杂化轨道类型均为sp2,空间构型分别为V形、平面三角形
答案：C。 H2S分子中氢、硫原子间形成极性键,且空间结构不对称,属于极性分子;NH3分子中含有极性键,空间结构为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A项正确。HS-和HCl都只含一个极性键,都具有18个电子,B项正确。CH2Cl2正负电荷的中心不重合,是极性分子,C项错误。SO2中硫原子形成两个σ键,孤电子对数为1/2×(6-2×2)=1,价层电子对数为3,为sp2杂化,分子空间结构为V形;SO3分子中,中心原子硫原子最外层有6个电子,外围有三个原子,所以不含孤电子对,价层电子对数为σ键个数+孤电子对数=3+1/2×(6-3×2)=3,为sp2杂化,SO3分子为平面三角形结构,D项正确。
6.下列物质:①BeCl2 ②Ar ③白磷 ④BF3 ⑤NH3 ⑥H2O2,其中含极性键的非极性分子是( )
A.①④⑥ B.②③⑥ C.①④D.①③④⑤
答案：C 解析:①BeCl2空间结构是直线形,Cl—Be—Cl是含极性键的非极性分子;②Ar为稀有气体,分子中不含化学键;③白磷分子式为P4,不含极性键,含有的是非极性键;④BF3是平面三角形结构,是极性键构成的非极性分子;⑤过氧化氢是由极性键和非极性键构成的极性分子。故C项符合题目要求。
7.下列各组物质的分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2、H2S B.C2H4、CH4
C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
解析:两种不同原子之间的共价键具有极性,C项Cl2分子中无极性键。根据分子的空间结构可以判断A项中H2S,D项中NH3、HCl分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子。故正确答案为B。
认真思考
思考
认真思考
检测反馈
通过回顾共价键的类型，认识共价键的极性与非极性，能从组成元素、共用电子对的偏移、电负性差值角度理解共价键的极性。
了解极性可以用极性向量来表示，从而形象的理解极性的概念。
通过认识共价键的极性，思考分子的极性与键的极性的关联。
通过对极性分子与非极性分子概念的学习，能从微观角度判断常见分子的极性。
运用所学知识判断。
归纳总结
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板书
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