2.2.3 分子的空间结构与分子性质 学案 2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019） 选择性必修2

第3课时　分子的空间结构与分子性质 ［核心素养发展目标］　1.知道手性分子的概念，会判断不对称碳原子。2.理解共价键的极性、分子的空间结构与分子极性的关系，学会判断简单分子极性的方法，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。 一、分子中的原子排布与对称性 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.对称分子 CH3CH3(乙烷)、H2O、NH3三种分子的空间结构如图所示： (1)若将三种分子分别绕C1轴、C2轴、C3轴旋转一定角度后可与原分子重合，C1、C2、C3分别为相应分子的　　　　。  (2)甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的　　　　。  (3)依据　　　　的旋转或借助　　　　的反映能够　　　　的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性。  (4)分子的许多性质如　　　　、　　　　等都与分子的对称性有关。  2.手性分子 手性 分子本身和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似但　　　　重叠，这类分子表现出手性  手性分子 具有　　　　　的分子  对映异构体 一个手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体，两种手性分子具有相反的旋光性 不对称碳原子 仅通过单键与　　个　　　的原子或基团连接的　　原子  手性分子 的判断方法 分子中有无　　　　碳原子  应用 (1)手性分子缩合制蛋白质和核酸 (2)药物的不对称合成 1.正误判断 (1)CH4分子是面对称(　　) (2)CH3—CH3分子是轴对称(　　) (3)分子的对称性对物质的化学性质有一定影响(　　) (4)手性分子中不对称碳原子的杂化方式为sp3(　　) (5)手性是因为化合物分子的组成原子的三维排列引起的结构不对称(　　) 2.下列说法不正确的是(　　) A.互为对映异构体的分子互为镜像 B.利用手性催化剂可主要得到一种手性分子 C.对映异构体分子组成相同 D.对映异构体性质相同 3.下列分子中含有不对称碳原子的是(　　) A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH 4.维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中的不对称碳原子数为(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 5.有机物　　　　　　(填“具有”或“不具有”，下同)手性，其与H2发生加成反应后，其产物　　　　　手性。  二、分子中的电荷分布与极性 1.极性分子和非极性分子 2.分子极性的判断 (1)双原子分子的极性 对双原子分子来说，键的极性与分子的极性是一致的：化学键有极性，分子　　　　　极性；反之，化学键无极性，分子　　　　　极性。  (2)多原子分子的极性 多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的　　　　　　有关：  3.分子的极性对物质性质的影响 (1)沸点：在　　　　　　　　　的情况下，极性分子构成的物质比非极性分子构成的物质沸点　　，如沸点：N2　　　　CO。  (2)溶解性：极性分子易溶于　　　　溶剂(如水)，非极性分子易溶于　　　　溶剂(如四氯化碳)，这就是“　　　　　　”原理中的一种类型。  (1)判断ABn型分子的极性 ①完成下表： 分子 BeCl2 SO2 PH3 SO3 CH4 空间 结构 正、负电 重心是 否重合 分子的 极性 ②认真研究①中各分子中心原子的化合价，寻找中心原子的化合价与分子极性的关系。 (2)探究判断下列分子是极性分子还是非极性分子。 ①P4(白磷)　②CH2CH2　③CH≡CH ④C2H5OH　⑤ 极性分子：　　　　(填序号，下同)；非极性分子：　　　　　　。  1.正误判断 (1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子(　　) (2)以极性键结合的分子一定是极性分子(　　) (3)非极性分子只能是双原子单质分子(　　) (4)非极性分子中，一定含有非极性共价键(　　) (5)极性分子中不可能含有非极性键(　　) 2.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是(　　) A.CH4和H2O B.CO2和HCl C.NH3和H2S D.HCN和BF3 3.下列物质难溶于水的是(　　) A.SO2 B.HCHO C.CCl4 D.C2H5OH 4.已知N、P均属于元素周期表的ⅤA族元素。N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键的夹角是107.3°。 (1)N4分子的空间结构为，它是一种　　　(填“极性”或“非极性”)分子。  (2)PH3分子中P—H键　　　　(填“有”或“无”，下同)极性，PH3分子　　　　极性。  (3)NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述不正确的是　　　　(填字母)。  a.该分子呈平面三角形 b.该分子中的化学键为极性键 c.该分子为极性分子 5.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中： (1)以非极性键结合的非极性分子是　　　　。  (2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是　　　　。  (3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是　　　　。  (4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是　　　　。  (5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是　　　　　　　　。  (1)判断分子极性的一般思路 (2)键的极性和分子极性的关系 答案精析 一、 1.(1)对称轴　(2)对称面　(3)对称轴　对称面　复原 (4)极性　旋光性 2.不能　手性　4　不同　碳　不对称 应用体验 1.(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√ 2.D　［在手性合成中，与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只诱导生成一种手性分子，故B正确。］ 3.D　［CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中，有一个碳原子所连的四个基团分别是羧基、异丙基、氢原子和氯原子。］ 4.B　［该分子中属于不对称碳原子的是左边第二号、三号碳原子，它们均连接四个不同原子或基团。］ 5.具有　不具有 解析　原有机物中与—OH相连的碳原子为不对称碳原子，具有手性，与H2加成后，该碳原子连有两个乙基，不再具有手性。 二、 1.正、负电荷重心　正、负电荷重心 2.(1)就有　也无　(2)空间结构　非极性　非极性 极性 3.(1)相对分子质量相同　高　 < 　(2)极性　非极性 相似相溶 深度思考 (1)①直线形　角形　三角锥形　平面正三角形　正四面体形　重合　不重合　不重合　重合　重合　非极性分子　极性分子　极性分子　非极性分子　非极性分子　②中心原子的化合价呈最高价的ABn型分子为非极性分子，否则为极性分子。 (2)④　①②③⑤ 应用体验 1.(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 2.C　［极性键是存在于不同元素原子之间的共价键；极性分子是分子的正、负电荷重心不重合的分子。NH3是呈三角锥形的极性分子；CO2是呈直线形的非极性分子；H2O、H2S都是呈角形的极性分子；HCl、HCN都是呈直线形的极性分子；CH4是呈正四面体形的非极性分子，BF3是呈平面三角形的非极性分子。］ 3.C　［SO2、HCHO、C2H5OH均为极性分子，根据“相似相溶”原理，它们均易溶于水，CCl4为非极性分子，难溶于水。］ 4.(1)非极性　(2)有　有　(3)a 解析　(1)N4分子是正四面体形结构，是非极性分子。(2)P—H键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键，PH3分子的空间结构为三角锥形，正、负电荷重心不重合，PH3为极性分子。(3)NCl3中N原子的价电子对数为3+=4，孤电子对数为1，该分子的空间结构为三角锥形，a错误；N、Cl之间形成的键为极性键，b正确；NCl3分子中正、负电荷重心不重合，故该分子为极性分子，c正确。 5.(1)N2　(2)CS2　(3)CH4　(4)NH3 (5)H2O、NH3、CH4 解析　HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O中氧原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为角形极性分子；NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，为三角锥形结构，为极性分子；CS2与CO2相似，含极性键，为直线形非极性分子；CH4中C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键，为正四面体形结构，为非极性分子；N2是由非极性键结合的非极性分子。 学科网（北京）股份有限公司 $$