专题02 用分子的结构特点解释物质性质（微专项课件）化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦分子结构特点与物质性质的关系，涵盖共价键键参数（键能、键长、键角）、分子极性及分子间作用力对性质的影响，通过定义解析、规律总结及典例分析，构建“结构-性质”的学习支架，帮助学生衔接前后知识脉络。 其亮点在于以“结构决定性质”为核心，融合化学观念与科学思维。通过键角比较（如H₂O与CH₄）、羧酸酸性递变（如三氯乙酸与乙酸）等实例，引导学生运用证据推理分析性质差异，结合变式演练强化应用，既助学生深化理解，也为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

第2章 分子的结构与性质 专题02　 用分子的结 构特点解释 物质的性质 人教版选择性必修2 共价键的键参数 1 内容导航 分子极性对物质性质的影响 2 3 分子间作用力对物质性质的影响 知识导航 01 共价键的 键参数 共价键的键参数 键参数 1.键能：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 单位：kJ·mol-1 共价键键能规律： （1）成键原子相同时，键能强弱比较：单键＜双键＜三键。 （2）形成共价键的原子的半径越大，键能越小。 释·要点精讲 共价键的键参数 2.键长：构成化学键的两个原子的核间距。 单位：pm（1 pm = 10-12 m） 键参数 规律： （1）对于同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。 （2）成键原子相同的共价键的键长：单键＞双键＞三键。 释·要点精讲 共价键的键参数 键参数 3.键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 键角是描述分子空间结构的重要参数。 180° CO2 直线形 104.5° H2O V形（角形） 107.3° NH3 三角锥形 释·要点精讲 共价键的键参数 衡量共价键的稳定性,判断分子稳定性；计算反应热 键能 衡量共价键的稳定性,判断分子稳定性 键长 描述分子空间结构的重要参数 键角 键 参 数 键参数 释·要点精讲 【典例1】 键长比较：N-N N=N， 原因: 氮氮双键的键能更大，键长更短 ＞ 究·典例精析 【典例2】 键角比较：H2O CH4， 原因: H2O和CH4中中心原子均采取sp3杂化。CH4分子中C原子的 4对电子均为成键电子对，成键电子对间斥力均匀，键角为 109°28′；而H2O分子中O原子有2对孤电子对，孤电子对对 成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，压缩了成键电子 对的夹角，故键角更小 ＜ 究·典例精析 【典例3】 键能比较：H-O H-S， 原因: O原子和S原子位于同一主族，O的原子半径小于S。 原子半径越小，形成共价键时原子轨道重叠程度越大， 键长越短，键能越大。H—O键的键长小于H—S键， 故H—O键的键能更大 ＞ 究·典例精析 【演练1-1】 下列说法正确的是 A．键长： CO＞CO2 B．沸点： HI＞HCl C．键能： O2＞N2 D．键角：NH4+＞NO3- B 练·变式演练 【演练1-2】 H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是 ，原因是 。 CH4>NH3>H2O CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小 练·变式演练 02 分子极性对物 质性质的影响 分子极性对物质性质的影响 分子的极性 δ+ δ- δ- δ- δ- δ- δ+ δ+ 像水分子这样，分子中正电中心和负电中心 不重合的分子叫做极性分子。 像四氯化碳分子这样，分子中正电中心和负电中心重合的分子叫做非极性分子。 释·要点精讲 分子极性对物质性质的影响 分子 H2O CCl4 共价键的极性     分子的极性     极性键 极性键 极性分子 非极性分子 V形，空间构型不对称 正四面体形，空间构型对称 共价键的极性 空间构型 分子的正电中心与负电中心是否重合 分子的极性 决定 决定 分子的极性 释·要点精讲 键的极性对物质性质的影响 分子极性对物质性质的影响 分子的结构 共价键的极性 物质的化学性质 例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。 pKa（pKa=−lgKa） pKa越小，酸性越强 释·要点精讲 分子极性对物质性质的影响 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 表2-6不同羧酸的pKa 酸性递增 推电子基团 烃基越长推电子效应越大 使羧基中的羟基的极性越小 羧酸的酸性越弱 酸性:甲酸>乙酸>丙酸 R—C—O—H O δ+ δ- 极性变小 键的极性对物质性质的影响 释·要点精讲 分子极性对物质性质的影响 键的极性对物质性质的影响 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 表2-6不同羧酸的pKa 酸性递增 Cl原子数目越多，吸引电子能力越大 使羧基中的羟基极性越大 羧酸的酸性越强 酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH — C—C—O—H O δ+ δ- Cl — — 吸电子基团 极性变大 释·要点精讲 分子极性对物质性质的影响 键的极性对物质性质的影响 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 表2-6不同羧酸的pKa 酸性递增 酸性:CF3COOH>CCl3COOH — C—C—O—H O δ+ δ- Cl — — Cl Cl — C—C—O—H O δ+ δ- F — — F F 极性变大 极性变更大 吸电子基团 吸电子基团 电负性：F>Cl 释·要点精讲 【典例1】 比较乙酸（CH3COOH）、甲酸（HCOOH）、丙酸（CH2CH2COOH）的酸性强弱，并说明理由。 酸性强弱顺序为甲酸＞乙酸＞丙酸。三者均为饱和脂肪酸，酸性受烃基的给电子诱导效应影响。烃基属于推电子基团（+I 效应），会使羧基中 O - H 键极性减弱，不利于 H⁺解离，且推电子能力随烃基中碳原子数增多而增强。甲酸中羧基连接 H 原子，无推电子烃基；乙酸连接 1 个甲基；丙酸连接乙基，乙基推电子能力强于甲基，故对应的羧酸酸性依次减弱。 究·典例精析 【典例2】 比较一氯乙酸(ClCH2COOH)、二氯乙酸(Cl2CHCOOH)、三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性强弱，并说明理由。 酸性强弱顺序为三氯乙酸＞二氯乙酸＞一氯乙酸。氯原子是强吸电子基团（-I 效应），会通过诱导效应拉电子，使羧基中 O-H 键极性增强，更易解离出 H+，吸电子效应的强度与氯原子个数正相关，氯原子越多，整体吸电子能力越强。故酸性强弱顺序为三氯乙酸＞二氯乙酸＞一氯乙酸。 究·典例精析 【典例3】 比较一氟乙酸(FCH2COOH)、一氯乙酸(ClCH2COOH)、一溴乙酸(BrCH2COOH)、一碘乙酸(ICH2COOH)的酸性强弱，并说明理由。 酸性强弱顺序为 FCH2COOH＞ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH，卤原子（F、Cl、Br、I）均为电负性较强的原子，通过诱导效应影响羧基的电离。卤原子通过碳链传递吸电子诱导效应，使羧基中O-H键的电子对向O原子偏移，削弱O-H键极性，更易电离出H+，而卤素原子的电负性：F＞Cl＞Br＞I，电负性越强，卤原子吸引电子的能力越强，故酸性强弱顺序为FCH2COOH＞ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH。 究·典例精析 【演练2-1】 下列各组酸中,酸性依次增强的是(　　) A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4 B.HNO3、H3PO4、H2SO4 C.HI、HCl、H2S D.HClO、HClO3、HClO4 D 练·变式演练 03 分子间作用力对物质性质的影响 分子间作用力对物质性质的影响 范德华力对物质性质的影响 范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。而化学键主要影响分子构成的物质的化学性质。 释·要点精讲 分子间作用力对物质性质的影响 范德华力对物质性质的影响 ①对物质熔、沸点的影响 a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。 c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 释·要点精讲 分子间作用力对物质性质的影响 范德华力对物质性质的影响 ②对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 释·要点精讲 分子间作用力对物质性质的影响 氢键对物质性质的影响 氢键对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 ②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。 释·要点精讲 分子间作用力对物质性质的影响 氢键对物质性质的影响 氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 释·要点精讲 分子间作用力对物质性质的影响 氢键对物质性质的影响 氢键的存在引起密度的变化 由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 释·要点精讲 【典例1】 请解释卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）的熔点和沸点依次升高的原因。 卤素单质均为双原子分子，组成和结构相似。分子间仅存在范德华力，而对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越强。从 F2到 I2，原子序数递增，相对分子质量逐渐增大，范德华力依次增强，使分子聚集在一起的作用力越来越强，破坏这些作用力所需的能量就越高，因此熔点和沸点依次升高。 究·典例精析 【典例2】 对比邻-硝基苯酚和对-硝基苯酚的沸点（邻-硝基苯酚沸点100℃，对-硝基苯酚沸点295℃），解释二者沸点差异显著的原因；并说明该差异对两种物质在水中溶解度的影响趋势。 二者沸点差异源于氢键类型不同。邻-硝基苯酚中，硝基和羟基的位置相邻，可在同一个分子内部形成分子内氢键；这种分子内氢键会削弱分子间的作用力，使分子更容易脱离体系，因此沸点较低。对-硝基苯酚中，硝基和羟基处于对位，无法形成分子内氢键，只能在不同分子的羟基与硝基之间形成分子间氢键；分子间氢键会使多个分子紧密聚集在一起，增强分子间作用力，破坏该作用力需要更多能量，所以沸点远高于邻-硝基苯酚。对-硝基苯酚更易与水分子形成分子间氢键，而邻-硝基苯酚因分子内氢键的存在，与水分子形成氢键的能力较弱。因此，对-硝基苯酚在水中的溶解度大于邻-硝基苯酚。 究·典例精析 【典例3】 说明常温下NH3易液化而CH4难液化的原因。 物质液化的难易取决于分子间作用力的强弱。NH3分子间除范德华力外，还存在分子间氢键，分子间作用力较强，在常温下通过加压等方式较易使分子聚集形成液体；而CH4分子间仅存在较弱的范德华力，分子间作用力弱，常温下难以通过常规方式实现液化，需要更低的温度和更高的压强。 究·典例精析 【演练2-1】 在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是(　　) A．热稳定性：HF>H2O>NH3 B．熔点：CO2>KCl>SiO2 C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷 D．熔沸点：HI > HBr > HCl >HF A 练·变式演练 【演练2-2】 下列现象不能用“相似相溶”原理解释的是(　　) A．氯化氢易溶于水 B．氯气易溶于NaOH溶液 C．碘易溶于CCl4 D．碘难溶于水 B 练·变式演练 【演练2-3】 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素均正确且匹配正确的是 D 练·变式演练 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修2 $