(讲义)第2章 第3节 基础课时9 氢键 溶解性 分子的手性-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

基础课时9　氢键　溶解性　分子的手性 1．了解氢键形成的条件及氢键的存在，学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。 2．知道物质的溶解性与分子结构的关系，了解“相似相溶”规律。 3．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。 一、氢键及其对物质性质的影响 1．氢键的概念及表示方法 (1)概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的作用力。 (2)表示方法： 氢键的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y为F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 微点拨：一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 2．氢键的特征 (1)氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其作用力比化学键弱，比范德华力强。 (2)氢键具有一定的方向性和饱和性 X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定 (如下图)。 3．氢键的类型 (1)分子间氢键，如水中O—H…O—。 (2)分子内氢键，如。 4．氢键对物质性质的影响 (1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 (2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将下降。 (3)氢键也影响物质的电离、溶解等过程。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中。 (×) (2)形成氢键一定会使物质的熔、沸点升高。 (×) (3)由于氢键的存在，冰才能浮在水面上。 (√) (4)氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角大小。 (×) 　甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。 [解析]　依据氢键的表示方法及形成条件画出。 [答案]　 二、溶解性 1．相似相溶规律 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。 2．影响物质溶解性的因素 (1)外界因素：主要有温度、压强等。 (2)氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。 (3)分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越大。如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 (4)溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大。如SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。 　有机溶剂都是非极性溶剂吗？ 提示：有机溶剂大多数是非极性溶剂，如CCl4、C6H6等，但也有少数的极性溶剂，如酒精。 　碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为(　　) A．CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2的相对分子质量相差较大 B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子 C．CCl4与I2中都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 D　[根据“相似相溶”原理：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，所以碘单质在水中的溶解度很小，在CCl4中的溶解度很大。] 三、分子的手性 1．手性异构体 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。 2．手性分子 有手性异构体的分子叫做手性分子。 如乳酸()分子。 　有机物 具有手性，其与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？ 提示：原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子，与H2加成后，该碳原子连有两个乙基，不再具有手性。 范德华力、氢键、化学键的比较 材料1 材料2 [问题1]　通电情况下水的分解过程中化学键有哪些变化？ 提示：H2O中O—H断裂，生成H原子和O原子；H原子间结合成H2分子，形成H—H；O原子间结合形成O2分子，形成O===O。 [问题2]　冰融化成水的过程中是否存在化学键的变化？是否存在能量的变化？分子间作用力是否有变化？ 提示：没有化学键的变化；存在能量的变化；分子间作用力有变化。冰融化成水的过程中存在氢键和范德华力的变化，故存在能量变化。 [问题3]　常温下CCl4是液体，CF4是气体，CI4是固体，为什么？ 提示：CF4、CCl4、CI4分子均是正四面体结构，分子间不存在氢键，它们的分子间作用力随相对分子质量的增大而增大。 范德华力、氢键、化学键的比较 范德华力