2.3.2 分子间的作用力 分子的手性【教学评一体化】同步教学课件- 2025-2026学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

该高中化学课件聚焦分子间作用力（范德华力、氢键）、溶解性及分子的手性，通过冰融化现象提问导入，衔接化学键旧知，构建“结构决定性质”的认知支架，帮助学生形成微观结构影响宏观性质的思维脉络。 其亮点在于融合科学史话（范德华研究）、探究课堂（氢化物沸点预测、青蒿素提取），践行科学探究与实践；通过数据表格对比、手性分子模型分析，培养科学思维；小结用对比表格梳理作用力差异，深化化学观念。学生能直观理解微观结构与性质关系，教师可借助丰富实例和评价题提升教学效率。

第二章 分子结构与性质 容山中学 化学科组 第三节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间的作用力 分子的手性 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 范德华力及其对物质性质的影响 氢键及其对物质性质的影响 3 4 溶解性 分子的手性 学习目标 认识分子间存在相互作用，知道范德华力是常见的分子间作用力。 通过范德华力、氢键对物质性质影响的探析，形成“结构决定性质”的认知模型。 能从微观角度理解分子的手性，形成判断手性分子的思维模型。 观察冰融化的过程，思考以下问题 是否为化学变化? 问题1 有没有破坏化学键? 问题3 是否需要吸收能量? 问题2 Q 说明水分子之间存在着相互作用力。 新课导入 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 分子间普遍存在相互作用力，范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间的作用力称为范德华力。 范德华力使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 科学史话 范德华，荷兰物理学家，提出了范德华方程，研究了毛细作用，对附着力进行了计算，推导出物体气、液、固三相相互转化条件下的临界点计算公式。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。 约翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯 (Johannes Diderik van der Waals) 范德华 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 一、范德华力 ——分子间的一种静电作用。 分子 HCl HBr HI 共价键键能 (kJ ∙ mol−1) 431.8 366 298.7 范德华力(kJ ∙ mol−1) 21.14 23.11 26.00 某些分子的键能和范德华力 只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。 ②范德华力无方向性和饱和性。 ①范德华力很弱，约比化学键键能小 1~2 个数量级。 1、范德华力特征 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 为什么范德华力：HI＞HBr＞HCl? 组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大。 为什么范德华力：CO＞Ar? CO是极性分子，Ar是非极性分子，极性越大，范德华力越大。 分子 Ar CO HI HBr HCl 相对分子质量 40 28 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 某些分子间的范德华力 2、范德华力的影响因素 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 卤素单质的熔点和沸点 单质 熔点/℃ 沸点/℃ F2 －219.6 －188.1 Cl2 －101 －34.6 Br2 －7.2 58.78 I2 113.5 184.4 怎样解释卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？ 3、范德华力对物质性质的影响 Cl2、Br2、I2结构相似 相对分子质量依次增大 范德华力依次增大 熔、沸点依次增大 键能大小影响分子的热稳定性, 范德华力的大小影响物质的熔、沸点。 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 分子 正戊烷 异戊烷 新戊烷 相对分子质量 72 72 72 沸点/℃ 36.1 25 9 某些分子的沸点 相对分子质量相同，支链越多 范德华力越小 熔、沸点依次减小 戊烷的沸点有什么变化规律？ 3、范德华力对物质性质的影响 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 物质的熔、沸点越高 分子的极 性越大 相对分子 质量越大 范德华力越大 决定 决定 同分异构体中，一般来说，支链数越多，范德华力越小，熔、沸点就越低 3、范德华力对物质性质的影响 1、下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( ) A、CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低 B、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C、F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D、CH3-CH3、CH3-CH2-CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 B 学习评价 根据所学知识预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小？ 第IVA族： 第VIA族： 为什么H2O的相对分子质量比H2S的小，而沸点比H2S的高得多？ 除范德华力之外的另一种特殊的分子间作用力——氢键。 组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高 探究课堂 任务二 氢键及其对物质性质的影响 二、氢键 1、概念 由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中氢)与另一分子中电负性很强的原子(如水分子中氧)之间的作用力。 2、实质 分子间的一种静电作用。 什么样的原子可以形成氢键？ 任务二 氢键及其对物质性质的影响 3、氢键的形成条件 δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ+ ∙ ∙ ∙ 电负性大，半径小 无内层电子，几乎成为“裸露”的质子，有空轨道 H—O键极性很强 氢键 ①部分裸露的氢原子核。 ②电负性很大且半径小的原子提供孤电子对。 哪些分子之间可以形成氢键？ H2O HF NH3 H2O HF NH3 如何表示氢键？ 任务二 氢键及其对物质性质的影响 4、表示方法 δ+ X H 共价键 δ- ··· 氢键 Y δ- ① X、Y为N、O、F ② X、Y可以相同，也可以不同 ① 介于化学键与范德华力间，不属于化学键。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 根据图表，分析氢键的特征。 467 11 18.8 力 ② 氢键具有一定的方向性和饱和性。 方向性：X—H…Y—尽可能在同一直线上。 饱和性： X—H只能和一个Y原子结合。 5、氢键的特征 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 邻羟基苯甲醛 2 196.5 对羟基苯甲醛 115 250 邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的熔点和沸点 【思考与讨论】为什么邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛熔、沸点不同？ 邻羟基苯甲醛 分 子 内 氢 键 分 子 间氢 键 对羟基苯甲醛 探究课堂 任务二 氢键及其对物质性质的影响 6、对物质性质的影响 ①存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。 （1） 对物质熔、沸点的影响 ②存在分子内氢键使物质熔、沸点降低。 邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛 NH3、H2O和HF熔、沸点的反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 （2） 对物质溶解性的影响 极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，如HCl-1:500，NH3-1:700。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 6、对物质性质的影响 （3）对水分子性质的影响 分子缔合：分子在分子间作用力下形成双分子或多分子的缔合。 水分子间形成氢键， 了水分子间的作用力，使水的熔、沸点比同主族元素中H2S的熔、沸点 。 氢键与水分子的性质 水结冰时，体积 ，密度 。 接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量 。 增大 高 增大 减小 偏大 生物大分子中的氢键 科学∙技术∙社会 没有氢键 ， 就没有生命！ 2、正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 ①乙醇分子和水分子间只存在范德华力。（ ） ②氢键（X—H ‧‧‧ Y）中三原子在一条直线上时，作用力最强。（ ） ③“X—H ‧‧‧ Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键。（ ） ④正是由于氢键的存在，冰能浮在水面上。（ ） ⑤可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子与水分子间形成了氢键。（ ） ⑥卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物（即 CX4）的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而升高。（ ） 学习评价 3．下列说法不正确的是（    ） A．由于H-O键比H--S键牢固，所以水的熔沸点比H2S高 B．HF的沸点在同族元素的氢化物中出现反常，是因为HF分子间存在氢键 C．F2、Cl2、Br2、I2熔沸点逐渐升高，是因为它们的组成结构相似，分子间的范德华力增大 D．氯化铵固体受热分解既破坏了离子键又破坏了共价键 【答案】A 【详解】A. H2O和H2S的熔沸点与化学键无关，水的熔沸点比H2S高，因为水中存在氢键，故A错误； B. 因为HF分子间存在氢键，导致HF的沸点是同族元素的氢化物中最高的，故B正确； C. 卤素单质的熔沸点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，所以卤素单质从上到下熔沸点升高，是因为它们的组成结构相似，从上到下其摩尔质量增大，分子间的范德华力增大，故C正确； D. 氯化铵为离子化合物，加热分解破坏离子键和共价键，故D正确； 答案选A。 A 学习评价 4．下列说法中正确的是（ ） A．分子间作用力越大，分子越稳定 B．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高 C．相对分子质量越大，其分子间作用力越大 D．分子间只存在范德华力 B 【答案】B 【详解】A. 分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，分子稳定性与分子间作用力无关，故A错误； B. 影响分子晶体熔沸点高低的因素为分子间作用力，分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，故B正确； C. 不含有氢键的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，故C错误； D. 分子间存在范德华力，也可能存在氢键，如水中分子间存在范德华力和氢键，故D错误。 故选：B。 学习评价 5．下列说法不正确的是（ ） A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称，包括氢键与范德华力 B．分子间氢键的形成除使物质的熔点、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 D 【答案】D 【详解】A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称，包括范德华力、氢键等，选项A正确； B．分子间氢键的形成对物质的熔沸点以及对物质的溶解、电离等都有影响，选项Ｂ正确； Ｃ．分子间作用力包括氢键和范德华力，可同时存在于分子之间，选项Ｃ正确； Ｄ．氢键的作用弱于化学键，但不属于化学键，其存在也有一定要求，选项Ｄ不正确； 答案选Ｄ。 学习评价 化学键 范德华力 氢键 存在范围 分子内，原子间 分子之间 分子之间 作用力强弱 较强 比化学键的键能小1～2个数量级 比化学键的键能小1～2个数量级 对物质性质的影响 主要影响 化学性质 主要影响物理性质 (如熔、沸点) 主要影响物理性质 (如熔、沸点) 课堂小结 任务三 物质溶解性 《肘后备急方》：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之” 屠呦呦团队先后经历了用水、乙醇、乙醚提取青蒿素的过程，最终用乙醚在低温下成功提取了青蒿素，治疗疟疾，挽救了无数人的生命。 青蒿素 青蒿素 为什么需要用乙醚来提取青蒿素，用水不可以呢？ 任务三 物质溶解性 【思考与讨论】1、下列分子哪些是极性分子，哪些是非极性分子？ NH3 H2O CCl4 蔗糖 萘 I2 2、蔗糖和氨易溶于水，而萘和碘却易溶于四氯化碳，为什么？ 极性分子 非极性分子 三、物质溶解性 1、相似相溶 分子极性相似 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。 任务三 物质溶解性 【思考与讨论】分析表中数据，解释溶解度变化规律 某些物质在293 K 100 g 水中的溶解度 名称 甲醇 乙醇 1-丙醇 1-丁醇 1-戊醇 溶解度/g ∞ ∞ ∞ 0.11 0.030 随分子中的碳原子数增加，饱和一元醇在水中的溶解度逐渐减小 结论 分析 C2H5OH中的—OH和H2O中的—OH相近，因而乙醇易溶于水。 戊醇中烃基较大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似性差异较大，因此在水中溶解度明显减小。 溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越大。 分子结构相似 1、相似相溶 任务三 物质溶解性 气体的溶解度(气体的压强为1.01×10 5 Pa，温度为293 K，在100 g水中的溶解度) 气体 溶解度/g 气体 溶解度/g 乙炔 0.117 乙烯 0.014 9 氨气 52.9 氢气 0.000 16 二氧化碳 0.169 甲烷 0.002 3 一氧化碳 0.002 8 氮气 0.001 9 氯气 0.729 氧气 0.004 3 乙烷 0.006 2 二氧化硫 11.28 分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释。 水是极性溶剂，根据“相似相溶”， 非极性溶质在水中的溶解度不大。 非极性分子 非极性分子 CO2、Cl2是非极性分子，但在水中具有较好的溶解度。 如果溶质与水发生化学反应，可增大其溶解度。 2、化学反应 任务三 物质溶解性 气体的溶解度(气体的压强为1.01×10 5 Pa，温度为293 K，在100 g水中的溶解度) 气体 溶解度/g 气体 溶解度/g 乙炔 0.117 乙烯 0.014 9 氨气 52.9 氢气 0.000 16 二氧化碳 0.169 甲烷 0.002 3 一氧化碳 0.002 8 氮气 0.001 9 氯气 0.729 氧气 0.004 3 乙烷 0.006 2 二氧化硫 11.28 分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释。 SO2是极性分子，且SO2能与水反应 NH3是极性分子，NH3和H2O发生反应，且NH3分子和H2O分子间能形成氢键 若溶剂和溶质之间有氢键，则氢键作用力越大，溶解性越好。 3、氢键 发生化学反应 形成氢键 分子的极性 分子结构的相似性 物质在水中的溶解性的影响因素 课堂小结 任务三 物质溶解性 从分子结构的角度比较物质的溶解性 任务三 物质溶解性 【思考与讨论】1、比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？ NH3分子在水中的溶解： 相似相溶：NH3分子和H2O分子都是极性分子。 氢 键：NH3分子与H2O分子之间形成氢键，促进了NH3的溶解。 反 应：部分NH3分子与H2O分子反应生成NH3·H2O，促进了NH3的溶解。 CH4分子在水中的溶解： 相似相溶：CH4是非极性分子，难溶于极性溶剂水中。 任务三 物质溶解性 2、为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？ 油漆的主要成分 乙酸乙酯、苯、甲苯等有机溶剂 非极性或极性很小分子 相似相溶 任务三 物质溶解性 3、实验表明，碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好？为什么？ 碘和四氯化碳是非极性分子，水是极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。所以碘在四氯化碳中溶解性较好。 在水溶液里可发生如下反应：I2+I-=I3-，故溶液紫色变浅。 为什么需要用乙醚来提取青蒿素，用水不可以呢？ 分子极性角度： 青蒿素和乙醚的极性小，所以青蒿素在水中的溶解度小，在乙醚中的溶解度大。 CH3CH2-O-CH2CH3 青蒿素 分子结构角度： 青蒿素中含有醚键，乙醚中也有醚键。 相似相溶！ 乙醚 探究课堂 6、根据“相似相溶”规律和实际经验，下列叙述不正确的是（ ） A、卤化氢易溶于水，也易溶于CCl4 B、白磷(P4)易溶于CS2，但难溶于水 C、碘易溶于苯，微溶于水 D、NaCl易溶于水，难溶于CCl4 A 学习评价 任务四 分子的手性 两个分子互为镜像，但不能相互叠合。 思考这两个分子能叠合吗？ 四、分子的手性 1、手性异构体(或对映异构) 三维空间里不能重叠。 完全相同的组成和原子排列的一对分子 如同左右手一样互为镜像 有手性异构体的分子 2、手性分子 任务四 分子的手性 搭建CH2ClBr和CHFClBr的分子模型并制作其镜像模型，思考二者是否是同种分子？ CH2ClBr 绕轴旋转 能叠合 互为镜像关系的分子能叠合，是同种分子 CHFClBr 绕轴旋转 不能叠合 互为镜像关系的分子不能叠合，不是同种分子 任务四 分子的手性 3、手性碳原子的判断方法 手性碳原子 示例 一碳四不同 ① 当碳原子连接4 个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子，标记为﹡。 ② 手性碳原子一定是饱和碳原子。 7、当一个碳原子连接四个不同的原子或基团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是（ ） A B C D C 学习评价 任务四 分子的手性 4、手性分子的应用 2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。 手性合成、手性催化方面做出贡献的科学家 8、已知O3的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合，则下列关于O3和O2在水中的溶解度的叙述正确的是（ ） A、O3在水中的溶解度和O2的一样 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、无法比较 C 学习评价 9．下列叙述不正确的是（ ） A．元素电负性的大小不但影响形成物质的化学性质，还影响其物理性质 B．手性分子发生化学变化后手性可能消失 C．氢键的存在可能使物质的熔沸点降低 D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 D 学习评价 10、下列说法不正确的是( ) A、 HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强 B、苹果酸 含有1个手性碳原子 C、HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O分子均形成氢键 D、以极性键结合的分子不一定是极性分子 C 学习评价 11、（双选）下列对分子的性质的解释，错误的是( ) A、HF易溶于水，是因为HF与水分子间形成氢键 B、 分子中只含有2个手性碳原子 C、次磷酸(H3PO2)与足量的NaOH溶液反应生成NaH2PO2，可知H3PO2是一元酸 D、根据物质的溶解性“相似相溶“原理，可以用酒精提取碘水中的碘 BD 学习评价 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $