课时2溶解性手性无机含氧酸分子的酸性

1、课时2 溶解性 手性 无机含氧酸分子的酸性 学习目标 1 1了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。2了解手性分子及在生命科学等方面的应用。(难点)3了解无极含氧酸分子酸性强弱的原因。(重点) 自主预习 1 一、溶解性阅读教材四、溶解性内容，完成下列问题。1.因为蔗糖、氨、水是_分子，而碘、萘、CCl4是_分子，故蔗糖、氨_溶于水，_溶于CCl4；碘、萘_溶于CCl4，_溶于水。2.“相似相溶”规律(1)内容：非极性溶质一般能溶于_溶剂，极性溶剂一般能溶于_溶剂。(2)特例：相似相溶原理还适用于_，如CH3CH2OH中的_与H2O中的_相似，乙醇能与H2O互溶，而CH3CH2CH2CH2CH2

2、OH中的烃基较大，其中的OH跟水分子中的OH的相似因素相对_，因而戊醇在水中的溶解度明显_。3.影响物质溶解性的因素外因：有_、_等。内因：(1)分子结构“_”规律。(2)氢键如果溶质与溶剂之间能形成_，则溶解度增大，且_作用力越大，溶解度越大。(3)反应溶质与水发生反应时可_其溶解度，如SO2与H2O反应生成_，SO3与H2O反应生成_，NH3与H2O反应生成_等。【思考】请分析NH3极易溶于水的原因是什么？二、手性和无机含氧酸分子的酸性1.手性(1)手性异构体具有完全相同的_和_的一对分子，如同左手和右手一样互为_，却在三维空间里不能_，互称手性异构体。(2)手性分子有_的分子叫做手性分子

3、。如乳酸分子。2.无机含氧酸分子的酸性(1)对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越_。如酸性强弱：HClO_HClO2_ HClO3_ HClO4(2)如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn的形式，成酸元素R相同时，则n值越大，酸性也就越_。例如：H2SO3可写成_，nl；H2SO4可写成_，n2。故H2SO4的酸性_于H2SO3。【思考】(1) 有手性异构体吗？(2) HNO3与HNO2的酸性强弱如何？ 预习检测 1 元素的非金属性越强，其含氧酸的酸性越强，这种说法对吗？ 要点探究 1 物质的溶解性和无机含氧酸的酸性1.物质的溶解性:(1)根据气体的溶解度表，思考N

4、H3和SO2相对于表中所列的其他气体来说溶解度较大，其原理是否相同，为什么？(2)当向碘水溶液中加入CCl4时，为什么会出现分层的现象？而向分层后的溶液中加入浓KI水溶液时为什么溶液的紫色又变浅？2.无机含氧酸的酸性(1)同一种元素的不同含氧酸，其酸性与表现的化合价有什么关系？如何解释？(2)无机含氧酸分子的酸性越强，其水溶液的酸性越强吗？ 典例精析 1 1将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情况填入下表:蔗糖磷酸碘萘(1)水(2)四氯化碳其原因是_。220世纪60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其中(m-n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧

5、原子数(m-n)的关系如下表:m-n0123含氧酸酸性强弱弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4试简要回答下列问题:(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为。(2)按此规则判断碳酸应属于酸,与通常认为的碳酸的强度是否一致?,其可能的原因是。 变式训练 1 1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和I2都不含氢元素,而H2O中含氢元素D.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分

6、子2含氧酸的通式可写为(HO)mROn,酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关,n越大,酸性越强。一般n=0为弱酸,n=1为中强酸,n=2为强酸,n=3为超强酸。据实验事实可知硼酸(H3BO3)是弱酸,而亚磷酸(H3PO3)是中强酸。(1)这两种酸的结构式分别为、。(2)亚磷酸是元酸,它和过量的NaOH反应的化学方程式为。(3)次磷酸是一种一元酸,化学式为H3PO2,它的结构式为。 随堂自测 1 1下列对分子性质的解释中，不正确的是A.碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释B.乳酸存在手性异构体，因为其分子中含有一个手性碳原子C.在NH3分子中存在极性共价键和配位键D.由图知酸性：

7、H3PO4HClO,因为H3PO4分子中有非羟基氧原子2关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是A.CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子B.SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子C.CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性3下列分子中不是手性分子的是4从碘水中提取碘，可供选择的有机试剂是A.苯、酒精B.汽油、甘油C.四氯化碳、汽油D.二硫化碳、乙醇5PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题。(1)PtCl2(NH3)2是

8、_(填“平面四边形”或“四面体”)结构。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的立体构型图：淡黄色固体_，黄绿色固体_。(3)淡黄色固体物质由_(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由_组成。 基础过关 1 1下列说法不正确的是A.互为手性异构体的分子互为镜像B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子C.手性异构体分子组成相同D.手性异构体分子性质相同2下列化合物中含有手性碳原子的是3利用相似相溶这一经验规律可说明的事实是HCl易溶于水I2微溶于水Cl2能溶于水NH3易溶于水A.B.C.D.4请完成下列表格单原子分子双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子分子Ne、Xe

9、O2HIH2OCO2BCl3NH3CH4CH3F键的极性键角空间构型分子极性根据以上结果，易溶于水的有_。 能力提升 1 1无机含氧酸酸性的化学式可以用XOn(OH)m来表示(X代表成酸元素，n代表XO基中的氧原子数，m代表OH数)，则n值越大，m值越小，该酸的酸性就越强，硫酸、磷酸的结构为，则它们的酸性A.硫酸和磷酸都是强酸B.硫酸是强酸，但是酸性比磷酸弱C.硫酸是强酸，且酸性比磷酸强D.磷酸和硫酸都是弱酸2下列物质中不存在手性异构体的是A.BrCH2CHOHCH2OHB.C.CH3CHOHCOOHD.CH2CH23小明同学在学习钠的化合物性质时，记录了以下四个化学反应方程式：Na2SiO3

10、H2OCO2Na2CO3H2SiO3Na2CO3H2SO4Na2SO4H2OCO2Na2CO3H2SO3Na2SO3H2OCO2Na2SO3H2SO4Na2SO4H2OSO2请你根据学过的知识判断4个反应中的4种含氧酸，其中酸性最强的是A.H2SO4B.H2SO3C.H2SiO3D.H2CO34已知白磷(P4)的结构如右图所示，可知每个磷原子以_个共价键与另外的_个磷原子结合成正四面体形结构，它应该是_(填“极性”或“非极性”)分子，在CS2中_(填“能”或“不能”)溶解，磷原子的杂化方式为_。5短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：c

11、sccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。请回答下列问题。(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子BC2BA4A2C2BE4，其中属于极性分子的是_(填序号)。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为_、_。DE4在前者中的溶解性_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到

12、弱的顺序为_(填化学式)。试卷第5页，总6页课时2 溶解性 手性 无机含氧酸分子的酸性详细答案【自主预习】一、1.极性非极性易难易难2.(1)非极性极性(2)分子结构的相似性OHOH较小减小3.温度压强(1)相似相溶(2)氢键氢键(3)增加H2SO3H2SO4NH3H2O思考： NH3极易溶于水的原因有三方面：NH3与H2O均是极性分子，相似相溶。NH3与H2O分子间可形成氢键，溶解性增强。NH3与H2O反应生成NH3H2O，增大溶解度。二、1.(1)组成原子排列镜像重叠(2)手性异构体2.(1)强(2)强(HO) 2SO(HO) 2SO2强思考：(1)没有手性异构体。(2)HNO3的酸性比H

13、NO2强。【预习检测】不对。元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强。【要点探究】1.(1)提示:NH3在水中的溶解度极大，除了NH3为极性溶质，H2O为极性溶剂之外，还因为NH3分子与水分子之间成氢键“”和“”，从而使其在水中的溶解度增大。由此可见，若溶质分子能与溶剂分子形成氢键,可使其溶解度增大。SO2在水中的溶解度较大,是由于SO2+H2OH2SO3，而H2SO3为极易溶于水的物质。由此可见,若溶质分子与H2O分子发生反应也可增大溶质在水中的溶解度，二者原理不同。(2)提示:当向碘水中加入CCl4时，由于I2为非极性溶质,CCl4为非极性溶剂,H2O为极性溶剂,所以I2在CCl4中的

14、溶解度大于其在水中的溶解度,所以溶液分层后下层为CCl4层,上层为水层,而溶解在CCl4中的I2较多,故下层为紫红色,上层为无色。再加入KI时,I2+KIKI3,此时的水溶液为KI3溶液。由于I2能与I反应从而增大其在水中的溶解度,故CCl4层溶液的紫色变浅。2.(1)提示:对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,这与它们的结构有关。含氧酸的通式,如果成酸元素R相同,则n越大,R的正电性越高,导致ROH中的O的电子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就容易电离出氢离子,即酸性越强。(2)提示:无机含氧酸分子的酸性强弱与它所形成的溶液的酸性强弱没有直接关系。溶液酸性强弱

15、还与酸溶液的浓度有关,强酸的稀溶液的酸性有可能小于弱酸的较浓溶液的酸性,溶液酸性强弱的实质是c(H+)的大小。【典例精析】1(1)易溶易溶难溶难溶(2)难溶难溶易溶易溶根据“相似相溶”的规律判断,即极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂【解析】分析题给物质和溶剂的分子极性可知,蔗糖、磷酸、水是极性分子,而碘、萘、四氯化碳是非极性分子。根据“相似相溶”的规律,得出结论。【备注】溶于非极性溶剂。如多数有机物往往易溶于有机溶剂,多数无机盐易溶于水。2(1)H3AsO4H2CrO4HMnO4(2)中强不一致溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3【解析】(1)根据题中非羟基氧原子数与

16、酸性强弱的关系可得:H3AsO4H2CrO4HMnO4m-n123酸性: H3AsO4H2CrO4HMnO4。(2)H2CO3中非羟基氧原子数为1,应为中强酸,与通常认为的碳酸是弱酸不一致。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。【备注】无【变式训练】1D【解析】因水分子为极性分子,CCl4、I2分子为非极性分子,根据“相似相溶”,碘单质在水中的溶解度很小,但在CCl4中的溶解度很大,故A、B、C项不正确。【备注】无2(1) (2)二H3PO3+2NaOHNa2HPO3+2H2O(3)【解析】由题给信息可知,硼酸(H3BO3)是弱酸,故H3BO3分子中无非羟基氧原子,即3个

17、O均以羟基形式存在,故其结构式为,而亚磷酸是中强酸,说明分子中有两个羟基,则其结构式为。由结构式不难看出,亚磷酸分子中有两个羟基,故为二元酸,而次磷酸是一种一元酸,化学式为H3PO2,分子中含有一个羟基,故它的结构式为。【备注】无【随堂自测】1C【解析】C项，NH3分子不存在配位键。【备注】无2B【解析】根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误、B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D错。【备注】无3B【解析】B中

18、不存在连有4个不同原子或基团的碳原子。【备注】无4C【解析】从碘水中提取碘要求碘在该有机试剂(萃取剂)中的溶解度比在水中的溶解度大，且有机溶剂与水互不相溶，只有这样才能使碘转移到有机溶剂中与水分离。碘属于非极性分子，易溶于苯、汽油、CCl4、乙醇等有机溶剂，但甘油、酒精由于分子中存在OH，能与水互溶，所以不能用作萃取剂。【备注】无5(1)平面四边形(2)(3)非极性分子极性分子【解析】(1)根据PtCl2(NH3)2可以存在两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面四边形结构，若为四面体结构则无同分异构体。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为：。由于淡黄色固体在水中

19、的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为，则黄绿色固体为极性分子，其结构为。(3)根据“相似相溶”原理可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体【备注】无课后练习 练习案【基础过关】1D【解析】同分异构体的性质不一定相同，所以手性异构体的性质不相同，故D项错。【备注】无2D【解析】中心原子连有四个不同的原子或基团，化合物的分子才具有手性。A中C原子只连有Cl、F 2种原子，故A项错误；分子中两个C原子分别连有2种和3种不同的原子或原子团，故B项错误；分子中1、3号C原子结构对称，故2号C原子连有3种原子或原子团，1、3号相同连有2个氢原子，3种不同

20、原子或原子团，故C项错误；分子中2号C原子连有CH3、H、COOH、OH 4种不同的原子或原子团，故D项正确。【备注】无3D【解析】HCl、NH3、H2O均属于极性分子，利用相似相溶规律可以解释。【备注】无4单原子分子双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子分子Ne、XeO2HIH2OCO2BCl3NH3CH4CH3F键的极性非极性键极性键极性键极性键极性键极性键极性键极性键键角10518012010710928空间构型直线形直线形形直线形平面正三角形三角锥形正四面体形四面体形分子极性非极性非极性极性极性非极性非极性极性非极性极性易溶于水的有HI、NH3、CH3F【解析】本题着重考查分子的极性与键的极性以及分子空间构型之间的关系。由非极性键构成的分子一般都是非极性分子。由极性键构成的分子，若能空间对称，分子中电荷不显电性，分子则无极性，这样的空间对称有三种：一是直线形对称，键角为180，常见的分子有CO2、CS2、C2H2等；二是平面对称，键角为120，分子构型为平面正三角形，常见的分子有BCl3、BBr3等；三是立体对称，键角为10928，分子构型为正四面体形，常见的分子有CH4、CCl4、SiH4等。根据“相似相溶”规则，易溶于水的有HI、NH3、CH3F。【备注】无【能力提升】1C【解