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人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第一节 共价键说课ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第一节 共价键说课ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了素养目标，课前篇素养初探，课堂篇素养提升，具体实例如下等内容，欢迎下载使用。
1.掌握共价键可分为极性共价键和非极性共价键。2.区分极性分子和非极性分子,了解分子极性与分子中键的极性及分子空间结构密切相关。
【知识铺垫】1.根据成键元素的原子是否相同即共用电子对是否发生偏移,将共价键分为极性键和非极性键。2.CO2分子中所含共价键是极性键(填“极性键”或“非极性键”),分子的空间结构是直线形;H2O分子中所含的共价键是极性键(填“极性键”或“非极性键”),分子空间结构是角形(或V形);H2O2分子中所含的共价键有极性键和非极性键。
【自主梳理】1.键的极性和分子的极性(1)键的极性
(2)键的极性与分子极性的关系
特别提醒 ①稀有气体是非极性分子,不含共价键。②臭氧是极性分子。
【微思考1】含有极性键的分子一定是极性分子吗?含有非极性键的分子一定是非极性分子吗?提示 不一定。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。H2O2分子中存在非极性键,但H2O2分子为极性分子。
2.键的极性对化学性质的影响羧酸是一类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。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的极性大于C—Cl,导致三氟乙酸羧基中的O—H的极性更大,更易电离出氢离子。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。
【微思考2】酸性大小比较(填“>”“<”或“=”):(1)乙酸 丙酸; (2)三氯乙酸 三溴乙酸; (3)三氯乙酸 二氯乙酸 氯乙酸。 提示 (1)烃基越长酸性越弱,乙酸>丙酸;(2)羧酸分子中所连原子电负性越大酸性越强,三氯乙酸>三溴乙酸;(3)羧酸分子中所连电负性大的原子越多酸性越强,三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸。
【自我检测】1.判断下列说法的正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(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( )
2.下列分子含有的电子数目与HF相同,且只有两个极性共价键的是( )A.CO2D.CH4答案 C
3.下列叙述正确的是( )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键答案 A解析 由非极性键结合起来的双原子分子一定为非极性分子,如氧气、氮气、氯气等,A项正确;以极性键结合起来的分子可能为非极性分子,如甲烷、二氧化碳等,B项错误;非极性分子可能为多原子化合物分子,如甲烷、二氧化碳等,C项错误;非极性分子中可能不含非极性键,如甲烷等,D项错误。
4.试比较下列羧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“=”):HCOOH CH3COOH;CH3COOH ;CH3CH2COOH CF3COOH。 答案 > < <解析 烃基是推电子基团,烃基中碳原子数越多,形成的羧酸的酸性越弱;当烃基中的氢原子被电负性较大的原子(如F、Cl)取代时,羧酸的酸性增强。
【问题探究】已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示,如图所示:(1)分析H2O2分子中共价键的种类有哪些。提示 H2O2分子中H—O为极性共价键,O—O为非极性共价键。(2)H2O2分子中正电中心和负电中心是否重合?H2O2属于极性分子还是非极性分子?提示 不重合。H2O2属于极性分子。
(3)通过比较分子组成及成键情况,判断H—O—H与H—O—O—H中的O—H哪个极性更大,更容易电离出氢离子。提示 H—O—O—H中的O—H极性更大,更容易电离出氢离子。
【深化拓展】1.键的极性形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大,键的极性就越强。如键的极性由强到弱顺序为H—F>H—O>N—H>C—H,H—F>H—Cl>H—Br>H—I。2.分子极性的判断方法(1)化合价法 只适用于ABn型分子①|中心原子化合价|=中心原子价层电子数⇒非极性分子。 其他原子围绕中心原子成键②|中心原子化合价|≠中心原子价层电子数⇒极性分子。
(2)根据中心原子价层电子是否全部成键判断。①中心原子价层电子若全部参与成键,不存在孤电子对,此分子一般为非极性分子。②分子中的中心原子价层电子若未全部参与成键,存在孤电子对,此分子一般为极性分子。
(3)根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断。
【素能应用】典例1下列关于粒子结构的描述不正确的是( )A.H2S和NH3均是价层电子总数为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,空间结构分别为V形、平面三角形
答案 C解析 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 ×(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,中心原子硫原子价层有6个电子,结合了三个原子,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+ ×(6-3×2)=3,为sp2杂化,SO3分子为平面三角形结构,D项正确。
规律总结 从以下两方面判断分子的极性:
变式训练1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.①④⑥B.②③⑥C.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。
【问题探究】(1)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。提示 由于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。(2)三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。提示 由于Cl3C—比Cl2CH—多一个氯原子,使Cl3C—的极性大于Cl2CH—的极性,导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。
(3)甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。提示 烃基(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。(4)硫酸、磷酸的结构简式分别为 、 ,它们的酸性强弱是怎样的?提示 非羟基氧原子的吸电子效应使O—H极性增强,更容易电离出H+,非羟基氧原子越多,分子的酸性越强,故硫酸的酸性强于磷酸。
【深化拓展】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HFHBrO4>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
(5)根据化学反应判断如H2SO4+Na2SO3 === Na2SO4+H2O+SO2↑,酸性:H2SO4>H2SO3。H2O+CO2+Ca(ClO)2 === CaCO3↓+2HClO,酸性:H2CO3>HClO。
(6)羧酸酸性强弱的判断①与羧基相连的烃基含碳原子数越多,羧酸酸性越弱。如酸性HCOOH>CH3COOH>C2H5COOH。因为烃基是推电子基团,烃基含碳原子越多,推电子效应越大,使O—H极性越弱,越难电离出H+。②与羧基相连的碳原子上连接有电负性大的原子时,羧酸的酸性增强。如酸性CF3COOH>CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH。因为电负性大的原子的吸电子作用,使O—H的极性增强,更易电离出H+。
【素能应用】典例2下列物质的酸性强弱比较正确的是( )A.CH3CH2CH2COOH>HCOOHB.CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOHC.HClO3Cl>H,故D项错误。
变式训练2下列各组酸中,酸性依次增强的是( )A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4B.HNO3、H3PO4、H2SO4C.HI、HCl、H2SD.HClO、HClO3、HClO4答案 D解析 A项中由于非金属性:C>Si,故酸性:H2CO3>H2SiO3;B项中由于非金属性:N>P,故酸性:HNO3>H3PO4;C项中HCl是强酸,H2S是弱酸;D项可根据通式(HO)mClOn判断出非羟基氧原子数n值依次为0、2、3,从而得出酸性HClO
2.下列物质中,由极性键形成的非极性分子是( )A.CO2D.SO2答案 A解析 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。
3.用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流,现象如图所示。试分析A、B两种液体分子的极性正确的是( )A.A是极性分子,B是非极性分子B.A是非极性分子,B是极性分子C.A、B都是极性分子D.A、B都是非极性分子答案 B
4.下列化学键中,键的极性最强的是( )A.H—FB.H—OC.H—ND.H—C答案 A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C的电负性最小,F的电负性最大,所以H—F的极性最强。
1.掌握共价键可分为极性共价键和非极性共价键。2.区分极性分子和非极性分子,了解分子极性与分子中键的极性及分子空间结构密切相关。
【知识铺垫】1.根据成键元素的原子是否相同即共用电子对是否发生偏移,将共价键分为极性键和非极性键。2.CO2分子中所含共价键是极性键(填“极性键”或“非极性键”),分子的空间结构是直线形;H2O分子中所含的共价键是极性键(填“极性键”或“非极性键”),分子空间结构是角形(或V形);H2O2分子中所含的共价键有极性键和非极性键。
【自主梳理】1.键的极性和分子的极性(1)键的极性
(2)键的极性与分子极性的关系
特别提醒 ①稀有气体是非极性分子,不含共价键。②臭氧是极性分子。
【微思考1】含有极性键的分子一定是极性分子吗?含有非极性键的分子一定是非极性分子吗?提示 不一定。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。H2O2分子中存在非极性键,但H2O2分子为极性分子。
2.键的极性对化学性质的影响羧酸是一类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。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的极性大于C—Cl,导致三氟乙酸羧基中的O—H的极性更大,更易电离出氢离子。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。
【微思考2】酸性大小比较(填“>”“<”或“=”):(1)乙酸 丙酸; (2)三氯乙酸 三溴乙酸; (3)三氯乙酸 二氯乙酸 氯乙酸。 提示 (1)烃基越长酸性越弱,乙酸>丙酸;(2)羧酸分子中所连原子电负性越大酸性越强,三氯乙酸>三溴乙酸;(3)羧酸分子中所连电负性大的原子越多酸性越强,三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸。
【自我检测】1.判断下列说法的正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(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( )
2.下列分子含有的电子数目与HF相同,且只有两个极性共价键的是( )A.CO2D.CH4答案 C
3.下列叙述正确的是( )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键答案 A解析 由非极性键结合起来的双原子分子一定为非极性分子,如氧气、氮气、氯气等,A项正确;以极性键结合起来的分子可能为非极性分子,如甲烷、二氧化碳等,B项错误;非极性分子可能为多原子化合物分子,如甲烷、二氧化碳等,C项错误;非极性分子中可能不含非极性键,如甲烷等,D项错误。
4.试比较下列羧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“=”):HCOOH CH3COOH;CH3COOH ;CH3CH2COOH CF3COOH。 答案 > < <解析 烃基是推电子基团,烃基中碳原子数越多,形成的羧酸的酸性越弱;当烃基中的氢原子被电负性较大的原子(如F、Cl)取代时,羧酸的酸性增强。
【问题探究】已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示,如图所示:(1)分析H2O2分子中共价键的种类有哪些。提示 H2O2分子中H—O为极性共价键,O—O为非极性共价键。(2)H2O2分子中正电中心和负电中心是否重合?H2O2属于极性分子还是非极性分子?提示 不重合。H2O2属于极性分子。
(3)通过比较分子组成及成键情况,判断H—O—H与H—O—O—H中的O—H哪个极性更大,更容易电离出氢离子。提示 H—O—O—H中的O—H极性更大,更容易电离出氢离子。
【深化拓展】1.键的极性形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大,键的极性就越强。如键的极性由强到弱顺序为H—F>H—O>N—H>C—H,H—F>H—Cl>H—Br>H—I。2.分子极性的判断方法(1)化合价法 只适用于ABn型分子①|中心原子化合价|=中心原子价层电子数⇒非极性分子。 其他原子围绕中心原子成键②|中心原子化合价|≠中心原子价层电子数⇒极性分子。
(2)根据中心原子价层电子是否全部成键判断。①中心原子价层电子若全部参与成键,不存在孤电子对,此分子一般为非极性分子。②分子中的中心原子价层电子若未全部参与成键,存在孤电子对,此分子一般为极性分子。
(3)根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断。
【素能应用】典例1下列关于粒子结构的描述不正确的是( )A.H2S和NH3均是价层电子总数为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,空间结构分别为V形、平面三角形
答案 C解析 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 ×(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,中心原子硫原子价层有6个电子,结合了三个原子,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+ ×(6-3×2)=3,为sp2杂化,SO3分子为平面三角形结构,D项正确。
规律总结 从以下两方面判断分子的极性:
变式训练1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.①④⑥B.②③⑥C.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。
【问题探究】(1)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。提示 由于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。(2)三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。提示 由于Cl3C—比Cl2CH—多一个氯原子,使Cl3C—的极性大于Cl2CH—的极性,导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。
(3)甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。提示 烃基(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。(4)硫酸、磷酸的结构简式分别为 、 ,它们的酸性强弱是怎样的?提示 非羟基氧原子的吸电子效应使O—H极性增强,更容易电离出H+,非羟基氧原子越多,分子的酸性越强,故硫酸的酸性强于磷酸。
【深化拓展】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
(5)根据化学反应判断如H2SO4+Na2SO3 === Na2SO4+H2O+SO2↑,酸性:H2SO4>H2SO3。H2O+CO2+Ca(ClO)2 === CaCO3↓+2HClO,酸性:H2CO3>HClO。
(6)羧酸酸性强弱的判断①与羧基相连的烃基含碳原子数越多,羧酸酸性越弱。如酸性HCOOH>CH3COOH>C2H5COOH。因为烃基是推电子基团,烃基含碳原子越多,推电子效应越大,使O—H极性越弱,越难电离出H+。②与羧基相连的碳原子上连接有电负性大的原子时,羧酸的酸性增强。如酸性CF3COOH>CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH。因为电负性大的原子的吸电子作用,使O—H的极性增强,更易电离出H+。
【素能应用】典例2下列物质的酸性强弱比较正确的是( )A.CH3CH2CH2COOH>HCOOHB.CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOHC.HClO3
变式训练2下列各组酸中,酸性依次增强的是( )A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4B.HNO3、H3PO4、H2SO4C.HI、HCl、H2SD.HClO、HClO3、HClO4答案 D解析 A项中由于非金属性:C>Si,故酸性:H2CO3>H2SiO3;B项中由于非金属性:N>P,故酸性:HNO3>H3PO4;C项中HCl是强酸,H2S是弱酸;D项可根据通式(HO)mClOn判断出非羟基氧原子数n值依次为0、2、3,从而得出酸性HClO
2.下列物质中,由极性键形成的非极性分子是( )A.CO2D.SO2答案 A解析 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。
3.用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流,现象如图所示。试分析A、B两种液体分子的极性正确的是( )A.A是极性分子,B是非极性分子B.A是非极性分子,B是极性分子C.A、B都是极性分子D.A、B都是非极性分子答案 B
4.下列化学键中,键的极性最强的是( )A.H—FB.H—OC.H—ND.H—C答案 A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C的电负性最小,F的电负性最大,所以H—F的极性最强。
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