高中化学第二章分子结构与性质32溶解性手性无机含氧酸分子的酸性教学案高二化学教学案

【第二课时溶解性手性无机含氧酸分子的酸性】之小船创作学习目标：1.从构造的角度，认识“相像相溶”规律。学会判断“手性分子”。3.能判断与解说无机含氧酸酸性强弱。[知识回首]1．共价键有两种：极性共价键和非极性共价键。由不同种原子形成共价键时，电子对会发生偏移，形成极性键。极性键中的两个键合原子，一个呈正电性(δ＋)，另一个呈负电性(δ－)。由同种原子形成共价键时，电子对不发生偏移，这类共价键是非极性键。2．分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中，正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性(δ＋)，另一部分呈负电性(δ－)；非极性分子的正电中心和负电中心重合。分子的极性是分子中化学键的极性的向量和，向量和为零则为非极性分子，不然为极性分子。3．键的极性与分子的极性的关系只含有非极性键的分子必定是非极性分子。含极性键的分子，假如分子构造是对称的，则为非极性分子，不然是极性分子。4．范德华力的影响要素：范德华力的大小主要取决于相对分子质量和分子的极性。相对分子质量越大、分子的极性越大，范德华力也越大。5．氢键广泛存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与此外的N、O、F等电负性很大的原子之间。[重点梳理]1．溶解性“相像相溶”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。影响物质溶解性的要素内因：①分子构造——“相像相溶”规律。②氢键——假如溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作使劲越大，溶解度越大。③反响——溶质与水发生反响时可增大其溶解度，如SO2与H2O反响生成H2SO3，SO3与H2O反响生成H2SO4，NH3与H2O反响生成NH3·H2O等。外因：①温度——温度越高，气体的溶解度越小。②压强——压强越大，气体的溶解度越大。2．手性手性异构体拥有完整同样的构成和原子摆列的一对分子，好像左手与右手同样互为镜像，却在三维空间里不可以重叠，互称手性异构体。手性分子有手性异构体的分子叫做手性分子。如乳酸()分子。3．无机含氧酸分子的酸性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。(2)含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R同样，则n值越大，酸性越强。知识点一溶解性1．溶解规律——相像相溶原理内容：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。合用范围①“相像相溶”中的“相像”指的是分子的极性相像。比如NH3、HCl、H2O都是极性分子，硫单质、碘单质、四氯化碳、二硫化碳都是非极性分子，所以NH3、HCl极易溶于水而难溶于四氯化碳和二硫化碳，碘单质易溶于四氯化碳而难溶于水，硫不溶于水而易溶于二硫化碳。又如离子化合物能够看作是强极性物质，所以离子化合物多半易溶于水。②“相像相溶”还合用于分子构造的相像性。比如，CH3OH中的－OH与H2O中的－OH相像，所以CH3OH能与H2O以随意比互溶；而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，此中的－OH与H2O中的－OH相像的程度小得多，因此CH3CH2CH2CH2CH2OH在水中的溶解度显然减小。2．影响物质溶解性的要素温度、压强等外界要素对溶解性的影响影响固体物质在水中的溶解度的主要要素是温度。一般状况下温度越高，固体物质在水中的溶解度越大；少量固体物质的溶解度受温度的影响不大，如NaCl；很少量固体物质的溶解度随温度的高升而减小，如Ca(OH)2。影响气体溶解度的主要要素是温度和压强。气体的溶解度随温度的高升而减小，随压强的增大而增大。分子构造的相像性和分子极性对溶解性的影响，可用相像相溶原理来解说。氢键对溶解性的影响假如溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，并且氢键作使劲越大，溶解性越好。相反，无氢键互相作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。溶质与水发生反响对溶解性的影响假如溶质能与水发生化学反响，则溶解度增大，如SO2与水发生反响生成H2SO3，且H2SO3可溶于水，所以增大了SO2的溶解度。[问题研究]1．为何NH3极易溶于水，而CH4难溶于水？[答案]NH3是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，依据“相像相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与H2O分子之间还能够形成氢键，使得NH3更易溶于水。2．有机溶剂都是非极性溶剂吗？举例说明。[答案]不必定。有机溶剂大部分是非极性溶剂，如CCl4、苯等，但也有少量的极性溶剂，如酒精。影响物质溶解性的要素：内因：相像相溶原理外因：影响固体溶解度的主要要素是温度；影响气体溶解度的主要要素是温度和压强。其余要素：①假如溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：NH3。②溶质与水发生反响时可增大其溶解度，如：SO2。③“相像相溶”还合用于分子构造的相像性。“相像相溶”原理是从分子构造的角度，经过对实验的察看和研究而得出的对于物质溶解性的经验规律，也会有不切合此规律的例外状况。如CO、NO等极性分子均难溶于水。“相像相溶”原理能够解说一些物质在某些溶剂中溶解的状况。1．(双选)依据经验规律(相像相溶原理)：一般来说，由极性分子构成的溶质易溶于极性分子构成的溶剂，非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂。以下事实中能够用相像相溶原理说明的是()A．HCl易溶于水B．I2可溶于水C．Cl2可溶于水D．NH3易溶于水[分析]依据相像相溶原理，第一判断出分子的极性，HCl、NH3、H2O都是极性分子，I2、Cl2是非极性分子。[答案]AD2．从碘水中提取碘，能够选择的有机溶剂是()A．苯、酒精B．汽油、甘油C．四氯化碳、汽油D．二硫化碳、乙醇[分析]从碘水中提取碘要求碘在该有机溶剂(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别。碘属于非极性分子，易溶于苯、汽油、四氯化碳、乙醇等有机溶剂，但甘油、酒精因为分子中存在－OH，能与水互溶，所以不可以用作萃取剂，故答案为C。[答案]C氢键影响物质的溶解性。假如溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作使劲越大，溶解性越好。如NH3极易溶于水、C2H5OH与水能以随意比混溶，上述事实分别与NH3和H2O分子间、C2H5OH和H2O分子间形成氢键亲密有关。知识点二手性1．手性分子确实定察看实物与其镜像可否重合，假如不可以重合，说明是手性分子。如图：察看有机物分子中能否有手性碳原子，假如有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，拥有手性异构体。含有两个手性碳原子的有机物分子不必定是手性分子。2．手性原子确实定四个不一样的原子或基团连结在A原子上，形成的化合物存在手性异构，则A原子称为手性原子。如，此中*C即为手性碳原子。拥有手性原子的分子，都存在手性异构，这些物质都拥有特别的光学特质。不饱和碳原子

(

如

、—C≡C—等中的碳原子

)必定不是手性碳原子。[

问题研究

]如何理解手性分子，其有什么构造特色？[答案]手性分子，是构造镜像对称而又不可以完整重合的分子。因为一个碳原子在形成有机物分子时连结的四个原子或基团不一样，它会形成两种分子构造，这两种分子拥有相似的性质，可是从分子的构成形状来看，它们依旧是两种分子。这类情况像是镜子里和镜子外的物体那样，看上去互为对应，但因为是三维构造，它们不论如何旋转都不会重合，就像人的左手和右手那样，故称这两种分子拥有手性，又叫手性分子。所以，这两种分子互为同分异构体，这类形式的异构称为手性异构。判断分子能否手性的依照凡拥有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子；有无对称轴，对分子能否有手性无决定作用；当分子中只有一个*C，分子必定有手性；当分子中有多个手性中心时，要借助对称要素；无对称面，又无对称中心的分子，必是手性分子。判断某物质能否拥有手性，重点是看该分子中能否含有手性碳原子。当此中的某个碳原子形成四个单键，且与四个不一样的代替基相连时，该碳原子即为手性碳原子，该分子拥有手性，不然该分子无手性。1．以下化合物中含有手性碳原子的是()[分析]中心原子连有四个不一样的原子或基团，化合物的分子才拥有手性。A中C原子只连有Cl、F2种原子，故A项错误；分子中两个C原子分别连有2种和3种不一样的原子或原子团，故B项错误；分子中1、3号C原子构造对称，故2号C原子连有3种原子或原子团，1、3号同样连有2个氢原子，即3种不一样原子或原子团，故C项错误；分子中2号C原子连有—CH3、—H、—COOH、—OH4种不一样的原子或原子团，故项正确。[答案]D2．以下有机物分子中属于手性分子的是()①乳酸[CH3CH(OH)COOH]②2－丁醇③④丙三醇A．只有①B．①和②C．①②③D．①②③④[分析]写出各分子的构造简式：可知①、②、③中存在手性碳原子(用*标志的)，而④中中间的碳原子连有2个同样的－CH2OH，不是手性碳原子。[答案]C手性原子的判断判断一种有机物能否拥有手性异构体，能够看其含有的碳原子能否连有四个不一样的原子或原子团，切合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。知识点三无机含氧酸的酸性1．含氧酸分子的构造在含氧酸分子中，氢离子是和酸根上的一个氧相连结。2．比较含氧酸分子的酸性强弱规律对于同一种元素的含氧酸分子来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如酸性HClO<HClO2<HClO3<HClO4，HNO2<HNO3，H2SO3<H2SO4。含氧酸分子的酸性跟着分子中连结在中心原子上的非羟基氧的个数增加而加强，即(HO)mROn中，n值越大，酸性越强。如HNO3的构造式为，H2SO4的构造式为。无机含氧酸可写成通式(HO)mROn，假如成酸元素R同样，则n值越大，R的正电性越高，致使R—O—H中的O的电子向R偏移，因此在水分子的作用下，也就越简单电离出H＋，即酸性越强。比如：HClO4(HO)ClO3n＝3最强酸H2SO4(HO)2SO2n＝2强酸HClO3(HO)ClO2n＝2强酸HClO2(HO)ClOn＝1中强酸H2SO3(HO)2SOn＝1中强酸H3PO4(HO)3POn＝1中强酸HNO2(HO)NOn＝1中强酸H3BO3(HO)3Bn＝0弱酸HClO(HO)Cln＝0弱酸同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性依据元素非金属性强弱比较。①同一主族自上而下，非金属元素最高价含氧酸酸性渐渐减弱。②同一周期从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性渐渐加强。依据化学反响判断：相对强酸能够制备相对弱酸。如：H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，酸性：H2SO4>H2SO3。[问题研究]1．请你设计一个实验，考证CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强，H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，并画出实验装置图。[答案]原理2CH3COOH＋CaCO3===(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑CO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO32．强酸溶液的酸性必定强于弱酸溶液的酸性吗？[答案]不必定。溶液的酸性取决于溶液中c(H＋)的大小，c(H＋)越大，溶液的酸性越强。一般来说，含氧酸显酸性的原由有两种种类：一是酸分子中的羟基(－OH)电离出H＋，如次氯酸(HClO)：HClOH＋＋ClO－；二是酸分子自己不可以电离出H＋，但酸分子中的中－心原子拥有空轨道，能接受OH中氧原子的孤电子对而加合－，使得水分子开释出＋而显酸性，如硼酸(H3BO3)：一个OHH。酸(HO)mROn的酸性强弱与m的大小没关。含氧酸在水中电离出的H＋根源于酸分子中的－OH原子团，与中心原子相连的氢原子不可以电离成H＋。碳酸(H2CO3)为弱酸的原由：碳酸[(HO)2CO]中非羟基氧的个数为1，理论上应是一个酸性与亚硝酸[(HO)NO]和磷酸[(HO)3PO]邻近的中强酸，但是事实上往常以为它是弱酸，这是因为溶于水的二氧化碳分子中只有很少许与水联合成碳酸。构造相像的含氧酸酸性强弱判断方法：酸分子中中心原子的原子半径越小，电负性越大，其相应酸的酸性越强，如酸性HClO3>HBrO3>HIO3。常有无机无氧酸酸性的强弱关系为：HI>HBr>HCl>HF>H2S，此中HF、H2S为弱酸。1．以下无机含氧酸分子中酸性最强的是()A．HNO2B．H2SO3C．HClO3D．HClO4[分析]此题考察无机含氧酸分子中酸性强弱的判断。对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如：HNO2<HNO3，H2SO3<H2SO4，HClO3<HClO4。HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强；HClO4中的Cl为＋7价，是Cl元素的最高价，使Cl－O－H中O的电子向Cl偏移，在水分子作用下，简单电离出H＋，酸性很强，应选D。[答案]D2．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子构造中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系以下表所示：(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相像，但它们的酸性强弱相差很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可知它们的构造式分别为①________，②________。(2)H3PO3和H3AsO3与过度的NaOH溶液反响的化学方程式分别是①________________________，②________________________。在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，剖析反响状况：__________________，写出反响的化学方程式：______________。[分析](1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依照题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过度NaOH溶液反响的化学方程式的书写，需得悉H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子构造中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反响；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反响。[答案](1)(2)①H3PO3＋2NaOH===NaHPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH===NaAsO3＋3H2O(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反响，H3AsO3可与盐酸反响H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O比较含氧酸酸性强弱的方法依据元素周期表判断：元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。依据化合价判断：同样元素的含氧酸，成酸元素化合价越高，酸性越强。依据非羟基氧原子数判断：弱酸如HClO中强酸如H2SO3HnROm：m－n＝2强酸如HNO33很强酸如HClO4(4)依据化学反响判断：相对强酸能够制备相对弱酸。如：H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，酸性：H2SO4＞H2SO3[知识脉络]溶解性：“相像相溶”规律手性：同一个碳原子上连有四个不一样的原子或基团无机含氧酸分子的酸性：HOmROn，R同样时，n越大，酸性越强[核心重点]1．掌握相像相溶规律中的“两个相像”：溶质极性、溶剂极性。2．掌握手性碳原子的“一个不一样”：连结C原子的四个基团或原子各不同样。3．掌握

[(HO)

mROn]

中“两个数值”的含义：

m决定是几元酸、n决定酸的强弱。1．从溴水中提取溴的过程中，可供选择的有机试剂是()A．苯、酒精B．汽油、甘油C．四氯化碳、直馏汽油D．二硫化碳、乙醇[分析]从溴水中提取溴要求该有机试剂(萃取剂)必须易溶解溴，且与水难溶，只有这样才能使溴转移到有机溶剂中与水分别。Br2属于非极性分子，易溶于苯、汽油、CCl4、乙醇等有机溶剂，但甘油、酒精因为分子中存在－OH能与水互溶，所以不可以用作萃取剂，故正确答案为C。[答案]C2．S2Cl2是橙黄色液体。少许泄露会产生窒息性气味，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子构造以下图所示。以下对于S2Cl2的说法错误的选项是()A．为非极性分子B．分子中既含有极性键又含有非极性键C．与S2Br2构造相像，熔、沸点S2Br2＞S2Cl2D．与水反响的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2