
第二課時 分子間的作用力、分子的手性
課題: 2.3.2 分子間的作用力、分子的手性
課時
1
授課年級
高二
課標
要求
1. 認識分子間存在相互作用,知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力。
2. 了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。
教材
分析
本節(jié)內(nèi)容是高中化學人教版(2019版)選擇性必修二第二章第三節(jié)《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)》內(nèi)容,本節(jié)內(nèi)容主要包括分子間的作用力和分子的手性兩個部分。分子間作用力和氫鍵的內(nèi)容,在必修一第四章第三節(jié)化學鍵的“資料卡片”中有過簡單的介紹,選修二對這部分內(nèi)容進行了詳細的闡述。
教材首先介紹了分子間作用力。教材分別結(jié)合具體實例討論了范德華力、氫鍵和溶解性等教學內(nèi)容。例如,直接介紹了范德華力的特征,即相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,分子的極性越大,范德華力也越大。然后,通過比較Ar和CO的范德華力,以及HI、HBr和HCl的范德華力來說明影響范德華力的因素,并通過比較鹵素單質(zhì)的熔點和沸點來說明范德華力對物質(zhì)的熔點和沸點的影響。再如,結(jié)合水分子間的氫鍵,介紹了氫鍵的形成條件和常見類型,以及氫鍵對物質(zhì)的熔點和沸點的影響。在介紹分子間氫鍵與分子內(nèi)氫鍵時,通過教材中的圖2-26和圖2-27中的信息可知,分子內(nèi)的氫鍵X—H…Y不能在同一直線上,而分子間的氫鍵X—H…Y在同一直線上。最后,教材在介紹“溶解性”時,列舉了一些非極性溶質(zhì)和一些非極性溶劑、一些極性溶質(zhì)和一些極性溶劑的溶解性實例,歸納出“相似相溶”規(guī)律,并通過“思考與討論”的方式,讓學生運用“相似相溶”規(guī)律解釋一些實際問題。
其次介紹分子的手性。對于手性,教材通過圖示簡單介紹了手性異構(gòu)體及手性分子的概念,以及手性分子在生命科學和生產(chǎn)手性藥物方面的應用。課程標準對“分子的手性”的要求不高,即結(jié)合實例初步認識分子的手性對其性質(zhì)的影響。
另外,該節(jié)還設(shè)置了“科學·技術(shù)·社會”欄目,運用相關(guān)的化學知識解釋了一些生活中的實際問題,可以拓展學生的視野,有利于發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。
教學
目標
(1)認識分子間存在相互作用,知道范德華力是常見的分子間作用力;能說明范德華力對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本觀念。
(2)知道氫鍵是常見的分子間作用力;能說明氫鍵對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響,能舉例說明氫鍵對于生命的重大意義。
(3)初步認識分子的手性,了解手性分子在藥物研究中的應用。
教學重、難點
重點:分子間作用力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
難點:手性分子的概念。
核心
素養(yǎng)
宏觀辨識與微觀探析:通過宏觀上對分子在生活中應用的了解,探究微觀上,范德華力和氫鍵等分子間作用力的相關(guān)知識,不僅能夠更好地從宏觀角度理解不同作用力的意義,同時也能更好的從微觀角度理解范德華力和氫鍵的特征及對物質(zhì)的影響方式。
證據(jù)推理與模型認知:通過閱讀教材氫鍵和氣體溶解度的表格,從定量的角度理解氫鍵的鍵長和鍵能,了解壓強和溫度對氣體溶解度的影響規(guī)律,進一步建構(gòu)基于“結(jié)構(gòu)”“性質(zhì)”關(guān)系的系統(tǒng)思維模型。
科學探究與創(chuàng)新意識:對于手性分子的探究,建立了對映異構(gòu)體的概念,明確了不同手性分子所具有的不同性質(zhì),使分子結(jié)構(gòu)理論研究變得更加完善,體現(xiàn)了創(chuàng)新思維在科學研究中的重要價值。
科學精神與社會責任:通過對生物大分子中的氫鍵、壁虎與范德華力的閱讀,使學生體會到將化學知識應用于生活實際是一個艱難曲折的過程。在學習活動中,使學生感受到科學家獻身科學的探索精神,感受科學家在進行科學探索時所具有的創(chuàng)新科學態(tài)度。
學情
分析
在必修階段,學生已經(jīng)通過閱讀資料卡片了解了范德華力和氫鍵的部分知識,知道范德華力與化學鍵的大小關(guān)系以及它對物質(zhì)的熔沸點有影響;了解了氫鍵與范德華力和化學鍵的大小關(guān)系,氫鍵對物質(zhì)熔沸點的影響方式,知道了冰浮在水面上的原因。教學中要充分利用學生已有的知識經(jīng)驗,鋪設(shè)階梯,引導學生深入思考范德華力、氫鍵、化學鍵三者之間的關(guān)系及各自的特征,幫助學生自主建構(gòu)思維模型。
在本節(jié)課的教學中可以充分利用學過的必修知識,從選修二的角度去探究范德華力、氫鍵等的本質(zhì)特征,加深對范德華力、氫鍵的理解。同時結(jié)合教材中提供的多個圖片、科學技術(shù)社會、表格、資料卡片、科學史話等,從不同角度探究范德華力、氫鍵、相似相溶原理、手性分子等相關(guān)知識。通過自主閱讀、小組合作、教師講授等方式,對相關(guān)知識進行探究,多種教學手段的采用,可以加深對復雜知識的理解。
教學過程
教學
環(huán)節(jié)
教學活動
設(shè)計意圖
環(huán)節(jié)一、
情景導入
環(huán)節(jié)二、探究分子間的作用力
環(huán)節(jié)三、
探究分子的手性
創(chuàng)設(shè)情境
任務(wù)一、
探究范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
任務(wù)二、探究氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
任務(wù)三、探究物質(zhì)溶解性的規(guī)律
任務(wù)四、探究分子的手性對生產(chǎn)生活的影響
【情景創(chuàng)設(shè)】播放世界上最粘的不粘材料視頻,導入新課。
【導入】 通過剛才的視頻,我們感受到了分子間作用力的強大功能,其實,在我們的生活中,還存在著許多其他作用力,像氫鍵、化學鍵都是常見的作用力,今天我們就來研究相關(guān)的內(nèi)容。
【過渡】首先,我們先來研究分子間作用力中的范德華力
【任務(wù)一】探究范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
【學生活動】閱讀教材P55-56自然段和P56表2-7,回答下列問題:
1、范德華力的定義?
2、范德華力的特征?
3、影響范德華力的因素?
【學生1】降溫加壓時氣體會液化,降溫時液體會凝固,這些事實表明分子之間存在著相互作用力。范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學家,因而把這類分子間作用力稱為范德華力。
【學生2】(1)范德華力很弱,比化學鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。
【教師補充】(2)范德華力廣泛存在于分子之間,但只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力。
(3)范德華力沒有方向性和飽和性。
【學生3】(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大
(2)分子的極性越大,范德華力越大
【教師補充】(3)分子組成相同,但結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)(即互為同分異構(gòu)體),分子的對稱性越強,范德華力越小
【講授】4、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響
范德華力主要影響物質(zhì)的熔、沸點等物理性質(zhì)。一般規(guī)律:范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高。
注:化學鍵影響物質(zhì)的化學性質(zhì)。
5、存在范圍:范德華力存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物、絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)及沒有化學鍵
的稀有氣體中。但像二氧化硅晶體、金剛石等由共價鍵形成的物質(zhì)中不存在范德華力。
【思考與討論】怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2到I2的熔點和沸點越來越高?
【學生】一般當分子的組成與結(jié)構(gòu)相似時,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大。因此,由于F2、Cl2、Br2、I2的相對分子質(zhì)量逐漸增大,范德華力也逐漸增大,F(xiàn)2、Cl2、Br2、I2的熔點和沸點越來越高。
【過渡】分子間作用力除了范德華力,還有哪些作用力呢?我們知道巨大的冰塊可以浮在水面上,這又是什么作用力在其中起作用呢?通過下面的視頻,我們一起了解一下其中的奧秘。
【視頻展示】播放冰浮在水面上的視頻,引出氫鍵。
【任務(wù)二】探究氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
【學生活動】閱讀教材P57自然段和圖2-26和2-27及P58資料卡片,小組討論,回答下列問題:
1、氫鍵的定義?
2、氫鍵的表達方式?
3、氫鍵的類型?
4、氫鍵的特征?
5、氫鍵的存在范圍及對物質(zhì)沸點的影響,舉例說明?
6、氫鍵的鍵長表達式?
7、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響?
【學生1】氫鍵是除范德華力之外的另一種分子間作用力
【學生2】它是由已經(jīng)與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子之間的作用力
【學生3】X—H…Y—。X、Y為N、O、F,“—”表示共價鍵,“…”表示形成的氫鍵
【補充講授】在X—H…Y中,X、Y的電負性越大,氫鍵越強;Y原子的半徑越小,氫鍵越強
【學生4】盡管人們把氫鍵也稱作鍵,但與化學鍵比較,氫鍵屬于一種較弱的作用力,比化學鍵的鍵能小1-2個數(shù)量級,不屬于化學鍵。
【補充講授】(1)氫鍵是一種較弱的分子間作用力,與范德華力數(shù)量級相同,但比范德華力明顯的強。
(2)氫鍵具有方向性(X—H…Y盡可能在同一條直線上)和飽和性(一個X—H只能和一個Y原子結(jié)合),但本質(zhì)上與共價鍵的方向性和飽和性不同。
【學生5】氫鍵不僅存在于分子間,有時也存在于分子內(nèi)。鄰羥基苯甲醛在分子內(nèi)形成了氫健,在分子之間不存在氫鍵。對羥基苯甲醛不可能形成分子內(nèi)氫鍵,只能在分子間形成氫鍵。因而,前者的沸點低于后者。
【學生6】一般定義為A—H…B的長度,而不是H…B的長度。
【學生7】氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高
【補充講授】(1)對物質(zhì)溶沸點的影響:
①存在分子間氫鍵的物質(zhì),具有較高的熔、沸點。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高,這種反?,F(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。
②互為同分異構(gòu)體的物質(zhì),能形成分子內(nèi)氫鍵的,其熔、沸點比能形成分子間氫鍵的物質(zhì)的低。例如:鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,當對羥基苯甲醛熔化時,需要較多的能量克服分子間氫鍵,所以對羥基苯甲醛的熔、沸點高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點。
(2)對物質(zhì)溶解度的影響:溶質(zhì)與溶劑之間若能形成分子間氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度明顯的增大。
【過渡】那么氫鍵在我們的生活中又有怎樣的作用呢?請大家閱讀教材P58科學技術(shù)社會——生物大分子中的氫鍵,了解氫鍵在生命活動中的重要作用。
【學生活動】閱讀教材P58科學技術(shù)社會——生物大分子中的氫鍵,了解氫鍵在生命活動中的重要作用。
【過渡】以上就是分子間的兩種常用作用力。剛才我們提到,氫鍵可以增大溶質(zhì)和溶劑之間的溶解度,那么不同的溶質(zhì)和溶劑之間,溶解性存在怎樣的規(guī)律呢?接下來,我們就進入溶解性的介紹。
【任務(wù)三】探究物質(zhì)溶解性的規(guī)律
【學生活動】閱讀教材P59自然段和圖2-30,小組討論,回答下列問題:
1、“相似相溶”規(guī)律的內(nèi)容?
2、影響溶解度的因素,從內(nèi)因和外因兩部分進行思考,提示,外因可以從溫度壓強等因素考慮?
【學生1】非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。
【補充講授】說明:(1)“相似”指的是分子的極性相似。
(2)這是一條經(jīng)驗規(guī)律,也會有不符合規(guī)律的例子,如CO、NO等極性分子均難溶于水,不少鹽類(如AgCl、PbSO4、BaCO3等)也難溶于水,H2、N2難溶于水也難溶于苯等。
【學生2】(1)內(nèi)因
①如果溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵,則溶質(zhì)在溶劑中的溶解度較大。
②物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)?!跋嗨葡嗳堋边€適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。
【補充講授】溶質(zhì)與溶劑發(fā)生反應可增大其溶解度
【學生3】(2)外因
①溫度:一般地,溫度升高,固體物質(zhì)的溶解度增大,氣體物質(zhì)的溶解度減小。
②壓強:一般地,壓強越大,氣體的溶解度越大。
【補充講授】注:I、影響固體溶解度的主要因素是溫度。常見物質(zhì)中,Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小。受熱易分解的物質(zhì)的溶解情況需考慮溫度因素。
II、影響氣體溶解度的主要因素是溫度和壓強。
【思考與討論】(1)比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同?
(2)為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水?
(3)在一個小試管里放入一小粒碘晶體,加入約5mL蒸餾水,觀察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘,可將碘水溶液傾倒在另一個試管里繼續(xù)下面的實驗)。在碘水溶液中加入約1mL四氯化碳(CCl4),振蕩試管,觀察碘被四氯化碳萃取,形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。再向試管里加入1mL濃碘化
鉀(KI)水溶液,振蕩試管,溶液紫色變淺,這是由于在水溶液里可發(fā)生如下反應:I2+I?I3?。
實驗表明碘在純水還是在四氯化碳中溶解性較好?為什么?
【多媒體】多媒體展示實驗視頻
【學生1】NH3為極性分子,CH4為非極性分子,而水是極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,NH3易溶于水,而CH4不易溶于水。且NH3與水分子之間可形成氫鍵,使得NH3更易溶于水
【學生2】油漆是非極性分子,有機溶劑(如乙酸乙酯)也是非極性溶劑,而水為極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,應當用有機溶劑溶解油漆而不能用水溶解油漆
【學生3】實驗表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性較好。這是因為碘和四氯化碳都是非極性分子,非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,而水是極性分子
【小結(jié)】重點識記:
1、范德華力的特征、存在范圍、影響因素、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
2、氫鍵的概念、形成條件、常見類型、特征、存在范圍、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
3、“相似相溶”原理的內(nèi)容和影響溶解度的因素
【對應訓練1】下列敘述正確的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)的熔點依次升高,與分子間作用力大小有關(guān)
B.H2S的相對分子質(zhì)量比H2O的大,其沸點比水的高
C.稀有氣體的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,是因為其鍵能很大
D.干冰汽化時破壞了共價鍵
【答案】A
【解析】A項,從F2→I2,相對分子質(zhì)量增大,分子間作用力增大,熔、沸點升高;B項,H2O的沸點為100℃,其沸點高于H2S;C項,稀有氣體分子為單原子分子,分子內(nèi)無化學鍵,其化學性質(zhì)穩(wěn)定是因為原子的最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(He為2個);D項,干冰汽化破壞的是范德華力,并未破壞共價鍵。
【對應訓練2】下列有關(guān)范德華力的敘述正確的是( )
A.范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用,所以范德華力是一種特殊的化學鍵
B.范德華力與化學鍵的區(qū)別是作用力的強弱不同
C.任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力
D.范德華力非常微弱,故破壞范德華力不需要消耗能量
【答案】B
【解析】范德華力的實質(zhì)是一種電性作用,但范德華力是分子間較弱的作用力,不是化學鍵,A錯誤;化學鍵是微粒間的強烈的相互作用,范德華力是分子間較弱的作用力,B正確;若分子間的距離足夠遠,則分子間沒有范德華力,C錯誤;雖然范德華力非常微弱,但破壞它時也要消耗能量,D錯誤。
【對應訓練3】下列說法正確的是( )
A.正是由于氫鍵的存在,冰能浮在水面上 B.氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的化學鍵之一
C.由于氫鍵的存在,沸點:AsH3>PH3>NH3 D.由于氫鍵的存在,水分子中氫氧鍵鍵角是105°
【答案】A
【解析】氫鍵不是化學鍵,B項錯誤;NH3分子間存在氫鍵,其沸點比PH3的大,C項錯誤;由于氧原子中孤電子對的影響,水分子中氫氧鍵鍵角為105°,D項錯誤。
【對應訓練4】下列現(xiàn)象中,不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是( )
A.乙醇與水以任意比例互溶 B.用純堿洗滌油脂
C.氨氣易溶于水 D.用苯將溴水中的溴萃取出來
【答案】B
【解析】乙醇與水分子均為極性分子,且二者還能形成分子間氫鍵,A項不符合題意;Na2CO3水解使溶液顯堿性,油脂在堿性條件下發(fā)生水解,與“相似相溶”規(guī)律無關(guān),B項符合題意;NH3與H2O均是極性分子,且二者還能形成分子間氫鍵,增大了NH3的溶解性,C項不符合題意;苯與Br2均為非極性分子,H2O為極性分子,故可用苯將溴水中的溴萃取出來,D項不符合題意。
【過渡】通過剛才的探究,我們了解了分子之間存在范德華力、氫鍵,在溶解性上存在“相似相溶”原理,那么除此之外,分子還具有哪些性質(zhì)呢,接下來,我們就來探究分子的手性。
【任務(wù)四】探究分子的手性對生產(chǎn)生活的影響
【學生活動】閱讀教材P60至P61自然段和圖2-32,2-33,2-34,2-35,回答下列問題:
1、手性異構(gòu)體的定義
2、手性分子的定義?
3、手性催化劑的特點?
【學生1】具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能疊合,互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)
【學生2】有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子
【學生3】只催化或主要催化一種手性分子的合成
【教師】點評、補充
【講授】
1、手性分子的成因
當4個不同的原子或基團連接在同一個碳原子上時,這個碳原子是不對稱原子。這種分子和它“在鏡中的像”不能重疊,因而表現(xiàn)為“手性”。手性分子中的不對稱碳原子稱為手性碳原子。
2、手性分子的判斷
有機物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1個碳原子所連接的4個原子或基團各不相同,那么該碳原子為手性碳原子,用*C來表示。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團。所以,判斷一種有機物是否為手性分子,就看其含有的碳原子是否連有4個不同的原子或基團。
【對應訓練1】下列分子中,不含手性碳原子的是( )
【答案】B
【解析】在有機物分子中,連接著四個不同的原子或基團的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子連有四個不同的原子或基團,B中不含有手性碳原子。
【對應訓練2】下列有機化合物中含有手性碳原子的是 ( )
A.CH3CH(CH3)2 B. CH3CH2OH C. CH3CH(OH)CH2CH3 D. CH3CHO
【答案】C
【解析】連接4個不同的原子或原子團的飽和碳原子為手性碳原子,CH3CH(CH3)2、CH3CH2OH、CH3CHO中都不含手性碳原子,CH3CH(OH)CH2CH3中含1個手性碳原子,中碳原子為手性碳原子。
【對應訓練3】下列化合物中含3個手性碳原子的是( )
【答案】C
【解析】手性碳原子上應連接4個不同的原子或原子團。A項,中間碳原子是手性碳原子;B項,中間碳原子和最右端碳原子是手性碳原子;C項,除左端碳原子之外的碳原子都是手性碳原子;D項,無手性碳原子。
【過渡】通過以上的分析,我們明確了手性分子的成因及判斷方法和應用?手性分子在化學發(fā)展史上有重要的應用,接下來,通過閱讀科學史話,我們來了解化學史上的最美實驗——巴斯德的手性分子實驗
【學生活動】閱讀教材P61科學史話,了解巴斯德的手性化學實驗
【總結(jié)】重點識記:
1、范德華力的特征、存在范圍、影響因素、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
2、氫鍵的概念、形成條件、常見類型、特征、存在范圍、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
3、“相似相溶”原理的內(nèi)容和影響溶解度的因素
4、手性分子的成因和判斷方法
【課后拓展】展示生活中手性分子的視頻,加深對所學知識在生活中應用性的理解。
播放世界上最粘的不粘材料視頻,激發(fā)學生的探究欲望
結(jié)合教材內(nèi)容,尋找問題的答案,培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力
小組合作學習,培養(yǎng)學生共同解決問題的能力和書寫表達能力
多媒體展示實驗視頻,強化對實驗的理解
適時強調(diào)重難點,有助于明確學習目標。
隨講隨練,加深對知識的理解和應用
對點訓練,通過練習,發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)控課堂,提高效率。
展示
現(xiàn)生活中的分子手性的視頻,加深對知識應用性的理解
環(huán)節(jié)四、課后鞏固
作業(yè)設(shè)計
作業(yè):教材P62頁練習與應用2,5,6,7,8,9。練習冊習題
1.(易)下列關(guān)于氫鍵X-H…Y的說法中,錯誤的是( )
A.氫鍵是共價鍵的一種
B.同一分子內(nèi)也可能形成氫鍵
C.X、Y元素具有很大的電負性,是氫鍵形成的基本條件
D.氫鍵能增大很多物質(zhì)分子之間的作用力,導致沸點升高
【答案】A
【解析】氫鍵不屬于共價鍵,A錯誤。
2.(易)下列現(xiàn)象不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是( )
A.氯化氫易溶于水 B.氯氣易溶于NaOH溶液
C.碘易溶于CCl4 D.酒精易溶于水
【答案】B
【解析】HC1和H2O都是極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,則HC1易溶于水,A正確;Cl2易溶于NaOH溶液的原因是Cl2與NaOH反應生成NaCl、NaClO和H2O,發(fā)生化學變化,與“相似相溶”規(guī)律無關(guān),B錯誤;I2和CCl4都是非極性分子,則碘易溶于CCl4,C正確;乙醇和水都是極性分子,且形成分子間氫鍵,則酒精易溶于水,D正確。
3.(易)已知O3的空間結(jié)構(gòu)為V形,分子中正電中心和負電中心不重合,則下列關(guān)于O3和O2在水中的溶解度的敘述中,正確的是( )
A.O3在水中的溶解度和O2的一樣
B.O3在水中的溶解度比O2的小
C.O3在水中的溶解度比O2的大
D.無法比較
【答案】C
【解析】O3分子中正電中心和負電中心不重合,則O3是極性分子,O2是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,O3在水中的溶解度比O2的大。
4.(易)下列說法中正確的是( )
A.分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定 B.分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高
C.相對分子質(zhì)量越大,其分子間作用力越大 D.分子間只存在范德華力
【答案】B
【解析】分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),化學鍵主要影響物質(zhì)的化學性質(zhì),分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高,B正確、A不正確;分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時,相對分子質(zhì)量越大,其分子間作用力越大,C不正確;分子間不只有范德華力,D不正確。
5.(中)下列曲線表示鹵族部分元素的某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)增大的變化趨勢,正確的是( )
【答案】A
【解析】同一主族中,元素的電負性隨著原子序數(shù)(核電荷數(shù))的增大而減小,所以從氟到溴,其電負性逐漸減小,A項正確。氟元素沒有正化合價,B項錯誤。HF分子間能形成氫鍵,HF的沸點高于HCl和HBr的沸點,C項錯誤。鹵素的單質(zhì)隨著相對分子質(zhì)量增大,范德華力增大,因而沸點逐漸升高,D項錯誤。
6.(多選) (中)丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,它存在手性異構(gòu)體,如圖L2-3-7所示,下列關(guān)于丙氨酸的兩種手性異構(gòu)體(I和Ⅱ)的說法正確的是( )
A.I和Ⅱ分子中均存在2個手性碳原子
B.I和Ⅱ呈鏡面對稱,具有相同的分子極性
C. I和Ⅱ分子都是極性分子,只含有極性鍵,不含非極性鍵
D.Ⅰ和Ⅱ的化學鍵相同,但分子的性質(zhì)不同
【答案】BD
【解析】Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1個手性碳原子,都是極性分子,分子中都含有極性鍵和非極性鍵,二者互為手性異構(gòu)體,具有不同的性質(zhì)。
7.(易)正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)極性分子中可能含有非極性鍵。( )
(2)非極性分子中可能含有極性鍵。( )
(3)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。( )
(4)氫鍵(X-H…Y)中三原子在一條直線上時,作用力最強。( )
(5)“X-H…Y”三原子不在一條直線上時,也能形成氫鍵。( )
(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。( )
(7)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。( )
(8)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高。( )
【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×
【解析】(1)過氧化氫是極性分子,但其中含有氧氧非極性鍵
(2)甲烷是非極性分子,但含有碳氫極性鍵
(3)還含有氫鍵
(4)氫鍵的強弱和是否在同一條直線上無關(guān),與元素的電負性和半徑大小有關(guān)
(5)氫鍵可以不在一條直線上
(6)氫鍵影響物理性質(zhì),穩(wěn)定性受化學鍵的影響
(7)甲烷不具備形成氫鍵的元素,氫鍵形成需要N、O、F
(8)由于HF中含有氫鍵,其沸點比其他鹵素氫化物都高
8.(易)請解釋下列現(xiàn)象:
(1)同樣是三原子分子,水分子有極性而二氧化碳分子沒有極性。
(2)同樣是直線形非極性分子,常溫下二氧化碳是氣體而二硫化碳是液體。
(3)乙醇與水互溶,而1-戊醇在水中的溶解度卻很小。
(4)同樣是三角錐形的氫化物,氨氣在水中極易溶解,并且很容易液化(常用作冷庫中的制冷劑),而同主族的磷化氫(PH3)卻沒有這些性質(zhì)。
【答案及解析】
(1)H2O中兩個H-O為極性鍵,從分子空間結(jié)構(gòu)看,H2O是V形,因此水分子中極性鍵的極性的向量和不為零,即分子的正電中心和負電中心不重合,因此H2O是極性分子;而CO2中有兩個C=O極性鍵,但CO2是直線形,極性鍵的極性的向量和為零,因此,CO2為非極性分子。
(2)由于氧和硫為同一主族元素,所以CO2和CS2是組成和結(jié)構(gòu)相似的分子。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的沸點越高。由于CS2的相對分子質(zhì)量比CO2的大,因此,CS2的沸點比CO2的高,所以常溫下CO2是氣體而CS2是液體。
(3)乙醇和1-戊醇的分子結(jié)構(gòu)相似,都含有烴基和羥基,CH3CH2OH中的-OH與水分子的-OH相近,因而乙醇能與水互溶;而1-戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中的烴基較大,其中的-OH跟水分子的-OH的相似性差異較大,因而它在水中的溶解度明顯減小。
(4)NH3是極性分子,易溶于水。NH3與H2O之間又能形成氫鍵,因此,NH3極易溶于水。 NH3間也能形成氫鍵,因此也易于液化。而PH3與H2O之間不能形成氫鍵,PH3間也不能形成氫鍵,因此PH3不具有NH3的性質(zhì)。
9.(中)你從下面兩張圖中能得到什么信息?如何用分子間力解釋圖中曲線的形狀?
【答案及解析】右圖中的第IVA族元素的氫化物從CH4到PbH4的沸點逐漸升高,這是由于它們的組成和結(jié)構(gòu)是相似的,隨著它們的相對分子質(zhì)量的增加,范德華力也會增大,因此,沸點逐漸升高。而左圖中的第VA、VIA、VIIA族的NH3、H2O和HF的沸點,與同主族的其他元素的氫化物相比,它們的沸點更高,這是由于它們的分子間能形成氫鍵。
及時鞏固、消化所學,促進掌握必備知識,評價教學效果,為后期優(yōu)化教學方案提供依據(jù),培養(yǎng)分析問題和解決問題等關(guān)鍵能力。
課堂
總結(jié)
板書
設(shè)計
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
第二課時 分子間的作用力、分子的手性
一、分子間的作用力
(一)范德華力
1、定義
2、特征
3、影響因素
4、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
5、存在范圍
(二)氫鍵
1、定義
2、形成條件
3、表達方式
4、特征
5、存在范圍及對物質(zhì)沸點的影響,舉例說明
6、鍵長表達式
7、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
(三)溶解性
1、“相似相溶”規(guī)律
2、影響溶解度的因素內(nèi)因和外因
二、分子的手性
1、手性異構(gòu)體的定義
2、手性分子的定義
3、手性催化劑的特點
4、手性分子的成因
5、手性分子的判斷
教學
反思
本課時中,學生對范德華力、氫鍵、相似相容原理、分子的手性進行深入探究,在高中必修階段學生已經(jīng)學習了分子間作用力和氫鍵的部分知識。因此,在教學中,應充分利用好新舊知識的聯(lián)系,做好相關(guān)化學知識的銜接。
本節(jié)課的重點是分子間作用力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,難點是分子手性的概念。由于涉及的知識有一定難度,因此在課程導入中,利用多媒體播放世界上最粘的不粘材料的視頻進行新課的導入,激發(fā)學生的探究興趣。同時在課程學習中,也穿插了冰浮在水面上的視頻,實驗視頻等,激發(fā)學生的探究欲望。在教學中按照教材內(nèi)容的安排,設(shè)計了不同的學習任務(wù),主要通過讓學生帶著問題自主閱讀,找出相應的問題答案對知識進行自主學習。對于較難理解的知識,采用教師講授和小組探究合作式學習,共同解決問題,增強對復雜知識的理解。對于范德華力的教學,主要采用學生自主閱讀解決問題的教學模式;對于氫鍵的教學,采取學生自主閱讀和教師講授、小組合作探究等模式,多種教學手段的綜合應用,能夠?qū)碗s的知識簡單化,提升教學效率;對于手性分子的教學,采用學生自主閱讀和教師講授相結(jié)合的模式,并采用講練相結(jié)合的方式,強化訓練內(nèi)容,促進對重點知識的掌握。
同時在每個知識點學完之后設(shè)置相應的配套習題,題型設(shè)計由易到難,知識點覆蓋全面,類型豐富。通過對習題的練習,增強對所學新知的理解和掌握。最后利用多媒體輔助教學,播放了生活中的手性分子的視頻,加深了對所學知識的理解和拓展。
這是一份高中化學人教版 (2019)選擇性必修2第四節(jié) 配合物與超分子精品教案設(shè)計,共14頁。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)選擇性必修2第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識優(yōu)秀教案及反思,共9頁。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中人教版 (2019)第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識優(yōu)質(zhì)教案,共9頁。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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