高中化学第二章分子结构与性质第三节第2课时溶解性手性和无机含氧酸的酸性同步练习新人教版选修3

高中化学第二章分子结构与性质第三节第2课时溶解性手性和无机含氧酸的酸性同步练习新人教版选修3

第2课时　溶解性、手性和无机含氧酸的酸性 ‎[明确学习目标]　1.能根据“相似相溶”规律分析物质在不同溶剂中的溶解性。2.认识手性异构和手性分子。3.学会常见无机含氧酸酸性强弱的判断方法。‎ 学生自主学习 一、溶解性 ‎1．“相似相溶”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。‎ ‎2．影响物质溶解度的因素 ‎(1)如果溶质与溶剂之间能形成氢键，溶解度会增大。‎ ‎(2)分子结构的相似性会增大溶解度，如CH3OH中的—OH与H2O中的—OH相似，甲醇能与H2O互溶，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，因而戊醇在水中的溶解度明显减小。‎ 二、手性 手性异构体与手性分子 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称为手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。‎ 三、无机含氧酸分子的酸性 ‎1．无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H在水分子的作用下能够电离出H＋而显示一定的酸性。‎ ‎2．无机含氧酸酸性的比较 - 9 -‎ 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移的程度越大，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强。如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，HNO2＜HNO3，H2SO3＜H2SO4等。‎ ‎1．互为手性异构的两个分子是同一种分子吗？‎ 提示：不是。虽然互为手性异构的两个分子有极大的相似性，但两个分子不能重合，即结构不完全相同，不属于同种分子。‎ ‎2．同一种元素的不同含氧酸，其酸性强弱有何规律？‎ 提示：含氧酸的通式(HO)mROn，如果成酸元素R相同，m相同时，n越大酸性越强。‎ 课堂互动探究 一、“相似相溶”规律 蔗糖和氨易溶于水，难溶于CCl4，因为蔗糖、氨、水都是极性分子而CCl4是非极性分子。离子化合物可看作是强极性溶质，很多易溶于水。‎ ‎ [即时练]‎ ‎1．下列最适合溶解硫粉(S8)的溶剂是(　　)‎ A．水 B．CH3OH C．CS2 D．CH3COOH 答案　C ‎2．下列叙述不正确的是(　　)‎ A．卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳 B．碘易溶于苯，微溶于水 C．氯化钠易溶于水，也易溶于食用油 D．甲烷易溶于汽油，难溶于水 答案　C 解析　HX(X为卤素)、H2O为极性分子，I2、CH4为非极性分子，CCl4、苯以及食用油和汽油为非极性溶剂。根据“相似相溶”规律，可知A、B、D项正确；NaCl为离子化合物，易溶于水，难溶于有机溶剂，故C项不正确。‎ 二、分子是否表现为手性的判断 有机物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C 来表示。如：‎ - 9 -‎ ‎ ‎ ‎[即时练]‎ ‎3．下列物质中不存在手性异构体的是(　　)‎ 答案　D ‎4．3氯2丁氨酸的结构简式为，一个该有机物分子中含有__________个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影表示为 - 9 -‎ 答案　2　 ‎ 解析　3氯2丁氨酸中的手性碳原子共2个，表示为 ‎；参照题目给出的例子知，对映异构体的关系就像照镜子一样，另一种对映异构体就是该对映异构体在镜子中的“镜像”。‎ - 9 -‎ ‎三、无机含氧酸酸性强弱判断的注意事项 ‎ (1)无机含氧酸的酸性与其溶解度无关，并非溶解度越大，酸性越强。如HClO、H3PO4均易溶于水，但它们均不是强酸。‎ ‎(2)无机含氧酸分子中有几个氢原子，该酸不一定就是几元酸。例如H3PO3的结构简式为，为二元酸。‎ ‎(3)同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性可根据元素的非金属性强弱比较。‎ ‎[即时练]‎ ‎5．下列物质的酸性强弱比较中，错误的是(　　)‎ A．HClO4＞HBrO4＞HIO4‎ B．HClO4＞H2SO4＞H3PO4‎ C．HClO4＞HClO3＞HClO D．H2SO3＞H2SO4＞H2S2O3‎ 答案　D 解析　同一主族元素从上到下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱，A正确；同一周期元素从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强，B正确；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，所以C正确；H2SO4的酸性大于H2SO3，D不正确，虽然我们不熟悉H2S2O3，但不影响判断。‎ ‎6．20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。鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数m－n的关系见下表。‎ m－n ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 含氧酸强度 弱酸 中强 强 很强 实例 HClO H3PO4‎ HNO3‎ HClO4‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为____________________。‎ ‎(2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构____________________________。‎ ‎(3)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？____________。‎ 答案　(1)H3AsO4＜H2CrO4＜HMnO4‎ - 9 -‎ ‎ ‎ ‎(3)中强　不一致 解析　(1)根据题中非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可得：‎ ‎　　　　H3AsO4　　H2CrO4　　HMnO4‎ m－n　　　1　　　　　2　　　　　3‎ 酸性：H3AsO4＜H2CrO4＜HMnO4。‎ ‎(2)因为酸性H3PO3＞H3AsO3，则H3PO3中非羟基氧的数目应大于H3AsO3，且H3AsO3为弱酸，所以可以推知H3AsO3没有非羟基氧原子，其分子结构分别为 ‎(3)H2CO3中非羟基氧数目为1，应为中强酸，与通常认为碳酸是弱酸不一致。‎ 本课归纳总结 ‎　　‎ - 9 -‎ 学习效果检测 ‎1．根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是(　　)‎ A．乙烯 B．二氧化碳 C．二氧化硫 D．氢气 答案　C ‎2．下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)‎ ‎①乳酸[CH3CH(NH2)COOH]　‎ ‎ ‎ A．① B．①②‎ C．①③ D．①②③④‎ 答案　C ‎ ‎ ‎3．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸，分子中含有几个氢原子它就是几元酸 B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸 C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强 D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性不相近，H3PO4‎ - 9 -‎ 是中强酸而H2CO3是弱酸 答案　D 解析　能电离出H＋的化合物不一定是酸，例如硫酸氢钠电离时能生成钠离子、氢离子和硫酸根离子，但是硫酸氢钠属于盐，A错误；酸是由电离出来的氢决定其是几元酸的，如H3BO3含有三个羟基，但却是一元酸，B错误；氯元素的含氧酸，氧化性顺序是HClO>HClO2>‎ HClO3>HClO4(依次减弱)，但是HClO的酸性最弱，C错误；因为溶于水的二氧化碳只有很少一部分会和水化合生成碳酸，所以碳酸是弱酸，而磷酸是中强酸，D正确。‎ ‎4．判断含氧酸强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构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：‎ 已知：亚磷酸(H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。‎ ‎(1)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是 ‎①____________________，‎ ‎②____________________。‎ ‎(2)在H3PO3与H3AsO3中分别加入盐酸，分析反应情况______________________，写出化学方程式____________________________。‎ 答案　(1)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O ‎②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O ‎(2)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应　H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O 解析　(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3有弱酸性，由题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。与过量NaOH溶液反应方程式的书写，需知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3‎ - 9 -‎ 为二元酸，H3AsO3为三元酸。‎ ‎(2)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。‎ - 9 -‎