化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课文内容课件ppt

这是一份化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课文内容课件ppt，共60页。
分点突破（一）　分子的极性
（1）极性分子与非极性分子
①极性分子：正电荷重心和负电荷重心 ⁠的分 子。
②非极性分子：正电荷重心和负电荷重心 ⁠的分子。
（2）非极性分子、极性分子的判断
①双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极 性，以极性键结合的双原子分子是 分子，以非极性 键结合的双原子分子是 分子。
②以极性键结合的多原子分子（AB m 型），分子是否有极性 取决于分子的空间结构。若配位原子对称地分布在中心原子 周围，整个分子的正、负电荷重心相重合，则分子为 ⁠ 分子。
2. 分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系
3. 分子的极性对物质物理性质的影响
（1）在其他条件相同时，分子的极性越大，范德华力 ⁠， 物质的熔、沸点 ⁠。
（2）对物质溶解性的影响——“相似相溶规则”。
由非极性分子构成的物质一般易溶于 溶剂，由极 性分子构成的物质一般易溶于 溶剂。
1. 极性分子、非极性分子的判断方法有哪些？
提示：双原子分子的极性与键的极性一致；以极性键结合的多原子 分子，若空间结构对称，则为非极性分子，否则为极性分子。
2. 分子的极性影响物质的哪些物理性质？NH3易溶于水用什么原 理解释？
提示：熔点、沸点、溶解性等物理性质；“相似相溶规则”。
3. 极性分子中一定不含非极性键吗？非极性分子中一定不含极性 键吗？
提示：可能含非极性键；可能含极性键。
4. 键的极性与分子的极性有何关系？
提示：①只含有非极性键的双原子分子一定是非极性分子，如H2、 Cl2。
②含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为非极性分 子，否则为极性分子。
③含有非极性键的分子不一定是非极性分子（如H2O2）；极性分子 中不一定只含有极性键（如CH3CH2OH）。
1. 碘单质在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 （　　）
解析：　物质的溶解性符合“相似相溶规则”，碘分子是非极性 分子，水分子是极性分子，而CCl4是非极性分子，故碘在CCl4中的 溶解度比在水中大。
2. （2024·宿迁高二检测）下列说法正确的是（　　）
3. 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是（　　）
分点突破（二）　手性分子
1. 手性异构体和手性分子
如果一对分子，它们的 和 ⁠的排列方式完 全相同，但如同 和 一样互为镜像（对映 异构），在三维空间里 ，这对分子互称手性 异构体。
含有 的分子称为手性分子。
连接 不同的 或 ⁠的碳原子称为手性 碳原子。
每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像 ⁠ 关系（或实物与其镜像关系）那样，相似但 ⁠ ⁠。
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳 原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原 子，用*C来表示。如 ，R1、R2、R3、R4是互不相同的原 子或基团。一般情况下，判断一种有机物是否为手性分子，就看其 含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。
4. 手性异构体的性质
一对手性异构体的 性质（如沸点、熔点、密度等） 基本相同。
它们的 和 往往不同。例如，苧烯的 一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于 云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子 中，具有橙子的气味。
1. 乳酸（ ）有很强的防腐保鲜功效，可用于果 酒、饮料、肉类、食品、蔬菜腌制及罐头加工、水果贮藏，具有调 节pH值、抑菌、延长保质期、调味保持食品色泽等作用。下图是 两种乳酸分子的手性关系。
（1）两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么？两者是同 一种物质吗？
提示：分子的组成原子或基团完全相同，但二者互呈镜像； 二者是两种不同的物质，互为同分异构体。
（2）乳酸的结构为 ，其分子结构中有几个手性 碳原子？用*将手性碳原子标出。
提示：只有一个手性碳原子； 。
2. 有机物 具有手性，若它与H2发生加成反应 后，其产物还有手性吗？
提示：该有机物与H2加成的产物是 ，该物质 不存在手性碳原子，无手性。
1. 下列分子中，不含手性碳原子的是（　　）
解析：　如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团，这样的碳 原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。
2. （2024·常州高二检测）在分子结构 中，当a、b、x、y为彼 此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子 为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用*标记）不属于手性 碳原子的是（　　）
解析：　 结构中，有两部分相 同，指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子，选A；丙氨酸 分子中指定碳原子分别连接H、—NH2、—COOH、—CH3，该碳原 子是手性碳原子，不选B；
中指定碳原子连接4个不同的原子或原子团，是手性碳原子，不选 C； 中指定碳原子连接4个不同的原子或原子团， 是手性碳原子，不选D。
3. 下列有机物分子中属于手性分子的是（　　）
①乳酸[CH3CH（OH）COOH]
②
③
④
解析：　写出各分子的结构简式：
① 、② 、
③ 、④ ，
可知①②③中存在手性碳原子（用*标记）。
分子的极性及其性质（分析与推测）
【典例】　请按要求填空。
（1）ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚 等有机溶剂，原因是 　　　　　　。
提示：ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂， ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，能溶于 有机溶剂。
（2）SiCl4分子属于 　　分子（填“极性”或“非极性”）。
提示：SiCl4分子中Si原子采用sp3杂化，分子的空间结构为正四 面体形；SiCl4分子中只含Si—Cl键，分子结构对称，则SiCl4是 非极性分子。
（3）HCN是直线形分子，HCN是 　　分子（填“极性”或“非极 性”）。HClO的电子式为 　　。
【规律方法】1. 判断分子极性的方法
（1）根据分子的对称性判断若分子结构对称，正、负电荷重心重合，则为非极性分子； 若正、负电荷重心不重合，则为极性分子。
（2）根据键的极性判断
①化合价法：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。
②孤电子对法：若中心原子有孤电子对，则为极性分子，否 则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、 H2O、SO2等为极性分子。
2. 键的极性对物质酸性的影响
（1）键的极性对羧酸酸性的影响
①与羧基（—COOH）相连的C—X（X为卤素原子）的极性 越大，羧酸的酸性越弱，如酸性：CF3COOH＞CCl3COOH＞ CH3COOH；
②C—X的数量越多，羧酸的酸性越强，如酸性：CCl3COOH ＞CHCl2COOH＞CH2ClCOOH；
③烷基越长，羧酸的酸性越强，如酸性：C2H5COOH＜ CH3COOH＜HCOOH。
（2）烷基是推电子基团，即将电子推向羧基中的羟基，从而减小 羧基中羟基的极性，导致羧酸的酸性减弱。一般地，烷基越 长，推电子效应越大，羧酸的酸性越弱。随着烷基加长，酸 性的差异越来越小。
解析： 　CO2和H2属于非极性分子，CO为极性分子，A错误； 甲醇和丙酮互溶，不能用分液法分离，B错误；甲醇的分子式为 CH4O，二甲醚的分子式为C2H6O，二者不互为同分异构体，C 错误；CO2中心C原子的杂化方式为sp杂化，CH3OH中心C原子 的杂化方式为sp3杂化，甲醇和二氧化碳分子中碳原子杂化方式 不同，D正确。
3. （2024·盐城高二检测）下列说法错误的是（　　）
解析： 　水很稳定，是因为水分子内的共价键较强，与氢键无 关，氢键只影响水的熔、沸点等物理性质，A错误；CH3CH （OH）COOH中间碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲 基、羧基和羟基，是手性碳原子，B正确；碘、四氯化碳、甲烷均 是非极性分子，而水是极性溶剂，根据“相似相溶规则”知，碘易 溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，C正确；由于氟的电负性大于氯的 电负性，F—C键的极性大于Cl—C键的极性，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，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确。
1. （2024·镇江高二检测）下列说法正确的是（　　）
解析：　Cl2分子是非极性分子，但每个Cl上都有孤电子对，P4是 非极性分子，但每个P上都有一对孤电子对，A错误； N2H4中N形 成3个共价键且存在1对孤电子对，为sp3杂化，空间结构不为平面 形，B错误；中心原子采取sp3杂化且为AB4型分子是以中心原子为 中心的正四面体结构，一定是非极性分子，C正确；由同种元素形 成的单质分子不一定是非极性分子，如臭氧是极性分子，D错误。
D乙烯分子中只含有非极性键
解析：　由于乙烯分子中6个原子在同一平面上，且分子内所有 的键角约为120°，虽然分子中有4个C—H极性键、1个C C非极性 键，但由于分子高度对称，因此整个分子正、负电荷重心完全重 合，为非极性分子。
3. 下列化合物中含有手性碳原子的是（　　）
解析：　B选项中有一个碳原子连有氢原子、甲基、羟基、羧基 四个不同的原子或基团，A、C、D中的每个碳原子都连有两个或两 个以上相同的原子或基团。
4. NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是由极性键构成的非 极性分子。根据上述实例可以推测出AB n 型分子为非极性分子的经 验规律是（　　）
解析：　CCl4分子中不含有π键，A错误；CO2、BF3、CCl4三种分 子的中心原子没有孤电子对，NH3、H2S分子的中心原子含有孤电 子对，AB n 分子为非极性分子是因为A原子没有孤电子对，B正 确；能不能形成分子间氢键不能作为判断分子是否为非极性分子的 经验规律，C错误；NH3、H2S、CO2、BF3、CCl4分子中每个共价 键键长都相等，因此分子中每个共价键的键长相等不能作为判断分 子为非极性分子的经验规律，D错误。
1. 下列分子中既含有极性键又含有非极性键且为极性分子的是 （　　）
解析：　CF2Cl2分子中只有极性键，为极性分子，A错误；H2O2 中含有极性键和非极性键，结构不对称，为极性分子，B正确； CH3CH3分子中含有碳碳非极性键、碳氢极性键，结构对称，为非 极性分子，C错误； 分子中含有碳氢极性键、碳碳非极 性键，结构对称，为非极性分子，D错误。
2. 下列分子既有σ键又有π键，且属于非极性分子的是（　　）
解析：　C2H4中存在共价双键，含有σ键和π键，分子结构对称， 正、负电荷重心重合，是非极性分子，A正确；Cl2只含有单键，即 σ键，B错误；H2O中存在H—O键，只有σ键，C错误；HCl只含有 单键，只有σ键，D错误。
3. （2024·徐州高二检测）下列现象不能用“相似相溶规则”解释的 是（　　）
解析：　氨属于极性分子，水也属于极性分子，且氨能与水形成 分子间氢键，根据“相似相溶规则”，氨极易溶于水，A不符合题 意；氯气能与NaOH溶液反应生成可溶于水的NaCl和NaClO，不符 合“相似相溶规则”，B符合题意；CH3CH2OH和水分子均属于极 性分子，根据“相似相溶规则”，酒精易溶于水，C不符合题意； 碘单质和苯均属于非极性分子，根据“相似相溶规则”，碘单质易 溶于苯，D不符合题意。
4. 下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是（　　）
解析：　CS2与CO2结构相似，都是非极性分子，而水是极性溶 剂，根据“相似相溶规则”，则二硫化碳在水中的溶解度不大，A 错误；CS2为非极性分子，常温下为液体，但SO2、NH3在常温下均 为气体，所以CS2的熔、沸点最高，C错误；氨气在水中的溶解度 大不仅仅是因为氨气分子有极性，还因为氨气与水分子间能形成氢 键，增大氨气的溶解度，D错误。
5. 下列说法正确的是（　　）
解析：　CH4、CCl4均为非极性分子，CH4分子中的原子无孤电子 对，CCl4分子中的氯原子含有孤电子对，A错误；甲醛中心原子C 上无孤电子对，价电子对数为3，空间结构为平面三角形，碳原子 位于三角形内部，结构不对称，所以为极性分子，B错误；甲烷是 正四面体形，键角均为109°28'，二氯甲烷分子的空间结构是四面 体形，键角发生了变化，不等于109°28'，C错误；NH3中心原子N 最外层满足8电子结构，其为极性分子，D正确。
6. （2024·镇江高二检测）下列有机物分子中属于手性分子的是 （　　）
解析：　甘氨酸（NH2CH2COOH）中没有连4个不同原子或基团 的C原子，不属于手性分子，A不选；氯仿（CHCl3）中C原子连接 3个Cl原子，没有手性碳原子，不属于手性分子，B不选；丙三 醇 中没有连4个不同原子或基团的C原子，不属于 手性分子，C不选；谷氨酸 中与氨基相连的 碳原子上分别连有：羧基、氨基、氢原子、亚甲基四种原子或基 团，属于手性碳原子，属于手性分子，D选。
7. （2024·苏州高二检测）下列对分子的性质的解释中，正确的是 （　　）
解析：　碘为非极性分子，四氯化碳也是非极性分子，而水是极 性分子，根据“相似相溶规则”，碘易溶于四氯化碳，四氯化碳难 溶于水，A正确；CS2是非极性分子，水是极性分子，因此CS2在水 中溶解度很小，B错误；乳酸中与羟基相连的碳原子为手性碳原 子，该碳原子形成4条单键，为sp3杂化，C错误；甲烷水合物是甲 烷和水分子形成的笼状结晶，从微观上看，其分子结构是一个笼 子，每个笼子由若干个水分子组成，里面关着一个甲烷分子，甲烷 分子与水分子间没有形成氢键，D错误。
8. 如果甲烷的三个氢原子被三个不同的原子取代，例如，氯溴碘代甲 烷（ ），它有两种异构体。这两种异构体就像人的左手和 右手，互为镜像却不能重合，通常将这样的异构现象称为对映异 构，也称手性异构。有手性异构体的分子叫手性分子。下列说法正 确的是（　　）
解析：　CH2Cl2中C原子连接的原子有相同的，没有手性碳原 子，不是手性分子，A错误；邻环戊二醇（ ）中羟基所在 的C原子连接的四个原子或基团各不相同，该C原子为手性碳原 子，该分子为手性分子，B正确；
中C原子连接3个原子或基团，不存在手性碳原子，不是手性分子，不 存在手性异构， 和 为同一分子，C错 误； 和 中C原子连接3个原子或基团，不存 在手性碳原子，不是手性分子，不存在手性异构，
和 为同一分子，D错误。
9. （2024·盐城高二检测）下列对分子的极性与分子的空间结构的判 断都正确的是（　　）
10. 3-氯-2-丁氨酸的结构简式为
，一个3-氯-2-丁氨酸分子中含有 ⁠个手 性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示 为 和 。
则另一对对映异构体的简单投影式为 和  。
解析：根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或基团可判断， 该物质有2个手性碳原子；参照例子可以知道对映异构体关系就像 照镜子一样，其另一种就是该投影式在镜子中的“形象”。
11. 肼（H2N—NH2）和偏二甲肼[H2N—N（CH3）2]均可用作火箭燃 料。查阅资料得到，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模 型的氮氮键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确 的是（　　）
解析： 　肼分子中的每个氮原子都有3个σ键，还有1对孤电子 对，因此采用sp3杂化，A正确；肼分子中既有N—H极性键又有 N—N非极性键，B正确；肼分子不是中心对称结构，因此是极性 分子，C错误；肼与偏二甲肼结构相似，组成上相差两个CH2结 构，因此互为同系物，D正确。
12. 六氟化硫在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，分子结构如 图所示。下列有关六氟化硫的推测正确的是（　　）
解析： 　S原子最外层有6个电子，F原子最外层有7个电子，S与 6个F原子形成6个共价键，使SF6分子中F原子最外层为8电子稳定 结构，而S原子最外层为12个电子，不是8电子稳定结构，A错 误；SF6分子结构对称，属于非极性分子，而H2O分子是极性分 子，SF6难溶于水，B错误；SF6分子中含有的S—F键都是极性 键，不存在非极性键，C错误；SF6分子中含有的6个S—F键都是σ 键，分子的空间结构为正八面体形，因此S—F键的键长、键能都 相等，D正确。
13. （1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此 可判断CrO2Cl2是 （填“极性”或“非极性”）分子。
解析： CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶规 则”，CrO2Cl2是非极性分子。
（2）在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶 剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有 （填序号），CS2 分子的空间结构是 。CO2与CS2相比， ⁠的熔点 较高。
解析：苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的空间结构都是直线形，其结构相似，所以相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高。
14. （1）青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体，分子结 构如图所示，则青蒿素分子中含有 个手性碳原子。
解析：手性碳原子连接4个不同的原子或基团，故青蒿素分子中手 性碳原子标识如图 ，共7个。
（2）下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子； 若无手性分子，此小题不必作答。
a.
b.
c.
d.CH3CHClCH2CHO
答案：a. d.CH3*CHClCH2CHO
15. 在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称为偶极长， 通常用 d 表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正（或负）电荷 重心的电量（ q ）有关，一般用偶极矩（μ）来衡量。分子的偶极 矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即μ＝ d · q 。试回 答以下问题：
（1）HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中，μ＝0的是 ⁠。
解析：HCl是由极性键构成的极性分子，其μ＞0；根据价层电子对互斥模型可知，CS2是直线形分子，即非极性分子，其偶极矩为0；H2S、SO2都是V形，即极性分子，其μ＞0。
（2）实验测得：μ（PF3）＝1.03、μ（BF3）＝0。由此可知，PF3 的分子空间结构是 ，BF3的分子空间结构是 ⁠ ⁠。
解析： μ（PF3）＝1.03，说明PF3是极性分子，因此PF3是三角锥形结构；μ（BF3）＝0，说明BF3是非极性分子，其正、负电荷重心重合，是平面正三角形结构。
（3）抭癌药Pt（NH3）2Cl2具有平面四边形结构，Pt处在四边形中 心，NH3和Cl分别处在四边形的4个角上。已知该化合物有 两种异构体，①棕黄色者μ＞0；②淡黄色者μ＝0。在水中溶 解度较大的是 （填序号）。
解析：根据题意，Pt（NH3）2Cl2具有平面四边形结 构，若μ＝0，则为非极性分子，NH3和Cl分别对称分布在四 边形的4个角上，即正、负电荷重心重合，故淡黄色者 是 ；若μ＞0，则为极性分子，NH3和Cl在四 边形的4个角上的分布是不对称的，即正、负电荷重心不重 合，故棕黄色者是 ；
根据“相似相溶规则”，水是极性分子，因此极性分子的溶质易溶解 在水中，即在水中溶解度较大的是棕黄色者。