化学（人教版）：选修3第2章第3节分子的性质第2课时物质的溶解性、分子的手性与无机含氧酸分子的酸性

欢迎进入化学课堂 第2课时物质的溶解性 分子的手性与无机含氧酸分子的酸性 1 了解影响物质溶解性的因素和溶解规律 2 了解手性分子及在生命科学等方面的应用 3 了解无机含氧酸分子的酸性与结构的关系 4 初步认识物质结构与性质之间的关系 1 相似相溶 规律非极性溶质一般能溶于溶剂 极性溶质一般能溶于溶剂 非极性 极性 2 影响物质溶解性的因素 影响物质溶解性的因素及应用 1 相似相溶 规律 非极性分子的溶质一般能溶于非极性分子的溶剂 极性分子的溶质一般能溶于极性分子的溶剂 如蔗糖和氨易溶于水 难溶于CCl4 因为蔗糖 氨 水都是极性分子 而萘和碘易溶于CCl4 难溶于水 因为萘和碘是非极性分子 离子化合物是强极性物质 很多易溶于水 该规律常用于物质的除杂 分离等 2 溶剂和溶质之间存在氢键 溶解性好 溶质分子不能与水分子形成氢键 在水中溶解度就比较小 如NH3极易溶于水 甲醇 乙醇 甘油 乙酸等能与水混溶 就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因 3 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇分子中的 OH与水分子中的 OH相近 因而乙醇能与水互溶 当然 乙醇分子由于 OH的极性较大 易与H2O分子形成氢键也是其互溶的原因 而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大 烃基是非极性基团 是疏水亲油基团 戊醇在水中的溶解度明显减小 烃基越大的醇在水中的溶解度就越小 羧酸也是如此 4 如果溶质与水能发生化学反应 也会增大溶质的溶解度 如SO2与水发生反应生成H2SO3 而H2SO3可溶于水 因此 SO2的溶解度增大 5 温度 压强对物质溶解度的影响 影响固体溶解度的因素主要是温度 影响气体溶解度的主要因素是压强和温度 1 根据物质的溶解性 相似相溶 的一般规律 说明溴 碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大 下列说法正确的是 A 溴 碘单质和四氯化碳中都含有卤素B 溴 碘是单质 四氯化碳是化合物C Cl2 Br2 I2是非极性分子 CCl4也是非极性分子 而水是极性分子D 以上说法都不对 解析 根据相似相溶规律 极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂 难溶于非极性分子组成的溶剂 非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂 难溶于极性分子组成的溶剂 Cl2 Br2 I2是非极性分子 它们易溶于非极性溶剂 CCl4 而在极性溶剂 水中的溶解度较小 答案 C 1 手性异构体具有完全相同的和的一对分子 如同左手与右手一样互为 却在三维空间里不能 互称手性异构体 组成 原子排列 镜像 重叠 2 手性分子有的分子叫做手性分子 如乳酸 手性异构体 2 下列有机化合物中含有手性碳原子的是 A CH3CH CH3 2B CH3CH2OHC CH2OHCHBrCH3D CH3CHO 答案 C 1 对于同一种元素的含氧酸来说 该元素的化合价 其含氧酸的酸性 2 含氧酸的通式可写成 HO mROn 若成酸元素R相同 则n值 酸性 例如 H2SO3可写成 n 1 H2SO4可写成 HO 2SO2 n 2 所以 H2SO4的酸性强于H2SO3 越高 越强 越大 越强 HO 2SO 无机含氧酸酸性强弱比较无机含氧酸分子之所以显酸性 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 1 对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 含氧酸可表示为 HO mROn 若R相同 n值越大 酸性越强 3 同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较 根据非金属性强弱去比较 如HClO4 H2SO4 H2SO4 H2SeO4 4 根据羟基氧原子数判断 5 根据电离度来判断如 H3PO4 HClO 酸性H3PO4 HClO 6 根据化学反应判断如H2SO4 Na2SO3 Na2SO4 H2O SO2 酸性 H2SO4 H2SO3H2O CO2 Ca ClO 2 CaCO3 2HClO 酸性 H2CO3 HClO 3 下列无机含氧酸分子中酸性最强的是 A HNO2B H2SO3C HClO3D HClO4 解析 对于同一种元素的含氧酸 该元素的化合价越高 含氧酸的酸性越强 如HNO2S Cl N 所以HClO4 H2SO4 HClO4 HNO3 故HClO4酸性最强 答案 D 2011 南京高二质检 将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情况填入下表 其原因是 互动讨论 答案 1 根据 相似相溶 规律 极性溶质易溶于极性溶剂 非极性溶质易溶于非极性溶剂 2 物质溶解性的影响因素 1 温度是影响固体物质溶解性的主要因素 2 压强和温度是影响气体物质溶解性的主要因素 3 相似相溶规律也影响物质的溶解性 4 如果溶质与溶剂之间能形成氢键 则溶质溶解性增大 且氢键作用越大 溶解性越好 5 溶质与水发生反应时可增大其溶解度 如NH3与H2O生成NH3 H2O等 1 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 乙醇解析 从碘水中提取碘要求该有机试剂 萃取剂 必须易溶解碘 且与水难溶 只有这样才能使碘转到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 故正确答案为C 答案 C 美国科学家威廉 诺尔斯 巴里 夏普雷斯和日本化学家野依良治因通过使用快速可控的重要化学反应来合成某些手性分子的方法而获得2001年的诺贝尔化学奖 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子 如同左手和右手一样互为镜像 却在三维空间里不能重叠 互称手性异构体 有手性异构体的分子叫做手性分子 例如 普通氨基酸中的丙氨酸 如图所示 即为手性分子 它有两种形状 S 丙氨酸和 R 丙氨酸 它们互为镜像 不管我们如何旋转这些图形 都不能让它们互相重叠 这种现象称为对映异构 问 乳酸 当四个不同的原子或原子团连接在碳原子上时 形成的化合物存在手性异构体 其中 连接四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子 有机物中的手性碳原子所形成的化学键必须全部为单键 因为双键或三键会使其连接的原子或原子团少于四个 答案 存在 2 手性分子的确定 1 观察实物与其镜像能否重合 如果不能重合 说明是手性分子 如图 2 观察有机物分子中是否有手性碳原子 如果有一个手性碳原子 则该有机物分子就是手性分子 具有手性异构体 含有两个手性碳原子的有机物分子不一定是手性分子 2 当一个碳原子所连四个不同原子或原子团时 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 解析 由题干可知 A项与D项中各有1个手性碳原子 C项中有2个手性碳原子 B项中有1个手性碳原子 答案 C 2011 广州高二质检 判断含氧酸强弱的一条经验规律 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 几种实例如下表所示 1 亚磷酸 H3PO3 和亚砷酸 H3AsO3 的分子式相似 但它们的酸性差别很大 亚磷酸是中强酸 亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性 由此可推出它们的结构式分别为 亚磷酸 亚砷酸 2 亚磷酸和亚砷酸与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是 亚磷酸 亚砷酸 3 在亚磷酸和亚砷酸中分别加入浓盐酸 分析反应情况 写出化学方程式 思路指引 运用题给信息推断物质结构和性质 将题给信息与回答的问题联系起来 依据问题 分析信息 则可顺利解题 1 已知亚磷酸为中强酸 亚砷酸为弱酸 依题给信息可知亚磷酸中含1个非羟基氧原子 亚砷酸中不含非羟基氧原子 2 书写两酸与过量NaOH溶液反应的化学方程式时 需知亚磷酸和亚砷酸分别为几元酸 从题给信息可知 含氧酸分子结构中含几个羟基氢 则该酸就为几元酸 故亚磷酸为二元酸 亚砷酸为三元酸 3 亚磷酸为中强酸 不与盐酸反应 亚砷酸为两性物质 可与盐酸反应 答案 无机含氧酸酸性强弱的一般规律 1 中心原子相同时 非 OH的氧原子数目越多 即 HO mROn中n值越大 该酸的酸性越强 与m值大小无关 2 同族元素或同周期元素最高价含氧酸酸性比较非金属性越强 最高价含氧酸酸性越强 例如 HClO4 H2SO4 H3PO4 3 下列各组物质中 酸性由强到弱排列顺序错误的是 A HClO4H2SO4H3PO4B HClO4HClO3HClO2C HClOHBrO4HIO4D H2SO4H2SO3H2CO3 解析 不同元素时 非金属性越强 最高价氧化物对应水化物的酸性越强 A项正确 无机含氧酸酸性强弱的判断 同一元素时 价态越高 酸性越强 B项正确 HClO中的氯不是最高价 C项错误 酸性 H2SO4 强酸 H2SO3 中强酸 H2CO3 弱酸 D项正确 答案 C 1 下列分子中 属于易溶于水的一组是 A CH4 CCl4 CO2B NH3 HCl HBrC Cl2 H2 N2D H2S NO SO2解析 水是极性分子溶剂 根据相似相溶原理 只有极性分子的溶质才易溶于水 所以只有B项符合 答案 B 2 下列有关物质性质 结构的表述均正确 且存在因果关系的是 解析 A项I2是非极性分子 在水中的溶解度小 C项氧族元素中的氧元素 卤素中的氟元素与同族的其他元素的化合价不完全相同 D项 P4O10溶于水后和水反应生成H3PO4 其溶液导电 答案 B 解析 若与甲酸发生酯化 则该物质仍有手性 水解后原手性碳上连有相同的 CH2OH 结构 无手性 发生催化氧化和消去反应后仍有手性碳 故只有B项正确 答案 B 4 已知含氧酸可用通式XOm OH n表示 如X是S m 2 n 2 则这个式子表示为H2SO4 一般而言 该式中m大的是强酸 m小的是弱酸 下列各含氧酸中酸性最强的是 A HClO3B H2SeO3C H2BO2D HMnO4解析 HClO3可写成ClO2 OH m 2 H2SeO3可写成SeO OH 2 m 1 H2BO2可写成B OH 2 m 0 HMnO4可写成MnO3 OH m 3 故选D 答案 D 解析 由给出的结构图可判断P4为sp3杂化 为非极性分子 CS2为非极性溶剂分子 相似相溶 答案 33非极性能sp3 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 有如下关系 1 按此规律判断H3AsO4 H2CrO4 HMnO4酸性由强到弱的顺序为 2 H3PO3和H3AsO3的分子组成相似 但酸性强弱的相差很大 已知H3PO3为中强酸 H3AsO3为弱酸 试推断有关酸的结构简式 H3PO3 H3AsO3 解析 1 H3AsO4的非羟基氧有1个 H2CrO4和HMnO4分别有2个和3个 故按鲍林规则 酸性 HMnO4 H2CrO4 H3AsO4 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全