搜索
第二章分子结构与性质第三节分子的性质第2课时溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性目标与素养：1.了解影响分子溶解性的因素。(宏观辨识与微观探析)2.了解简单手性分子的判断方法。(微观探析与模型认知)3.掌握常见含氧酸酸性强弱的判断方法。(宏观辨识与模型认知)自主预习探新知一、分子的溶解性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，如蔗糖和氨溶于水，溶于四氯化碳；萘和碘溶于四氯化碳，溶于水。非极性极性易难易难2．影响物质溶解性的因素(1)外界因素：主要有等。(2)氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越(填“好”或“差”)。(3)分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越，如乙醇与水，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(4)溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会，如SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度。温度、压强好大互溶增大增大NH3极易溶于水的原因有哪些？[答案]①NH3与水均为极性分子，相似相溶。②NH3与水分子间形成氢键。③NH3与水反应生成NH3·H2O。二、手性1．手性异构体具有完全相同的和的一对分子，如同左手与右手一样互为，却在三维空间里，互称手性异构体。组成原子排列镜像不能重叠2．手性分子有的分子叫做手性分子，如乳酸()分子。手性异构体三、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。如酸性：HClOHClO2HClO3HClO4(填“＞”或“＜”)。2．同主族相同化合价的不同种元素，中心原子R的原子半径越小，酸性，如原子半径：Cl＜Br＜I，故酸性：HClO3HBrO3HIO3。3．同周期从左到右，最高价含氧酸的酸性逐渐，如H3PO4H2SO4HClO4。越强＜＜＜越强＞＞增强＜＜4．酸分子中不与氢原子相连的氧原子的数目越多，酸性。含氧酸通式[(HO)mROn]中，n为非羟基氧原子(即不与氢相连的氧原子)的数目，n值越大，酸性越强，如酸性：H3BO3H2SO3H2SO4HClO4。越强＜＜＜1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)根据相似相溶原理，可以得出CH4难溶于水，NH3易溶于水()(2)HOCH2CH2OH比CH3OH在水中的溶解度小()(3)有手性异构体()(4)HMnO4为强酸()[答案](1)√(2)×(3)×(4)√2．下列各组酸中，酸性依次增强的是()A．H2CO3、H2SiO3、H3PO4B．HNO3、H3PO4、H2SO4C．HI、HCl、H2SD．HClO、HClO3、HClO4[答案]D3．将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情况填入下表：蔗糖磷酸碘苯水四氯化碳[答案]蔗糖磷酸碘苯水易溶易溶难溶难溶四氯化碳难溶难溶易溶易溶核心突破攻重难1.内因(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。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、碘和CCl4都是非极性分子。离子化合物是强极性物质，很多易溶于水。物质溶解性的影响因素(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如低级羧酸(甲酸、乙酸等)可以与水以任意比例互溶，而高级脂肪酸(硬脂酸、软脂酸和油酸等)不溶于水。(3)氢键：溶剂与溶质之间存在氢键，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、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。(4)化学反应——溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如SO2与H2O反应生成H2SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4，NH3与H2O反应生成NH3·H2O。2．外因(1)温度——一般来说，温度升高，固体物质的溶解度增大，气体物质的溶解度减小。(2)压强——压强越大，气体的溶解度越大。1．下列现象不能用“相似相溶规则”原理解释的是()A．氯化氢易溶于水B．氯气易溶于氢氧化钠溶液C．碘易溶于四氯化碳D．碘难溶于水B[Cl2与NaOH反应而使Cl2易溶于NaOH溶液。]2．PtCl2(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。已知PtCl2(NH3)2是平面四边形结构，Cl－、NH3为配体，Pt为中心离子。则淡黄色固体的空间结构为________，黄绿色固体的空间结构为________。[解析]淡黄色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度小，根据相似相溶规律，应为非极性分子，其立体构型为。黄绿色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度较大，应为极性分子，其立体构型为。[答案]1.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：是互不相同的原子或基团。手性异构体与含氧酸的酸性所以，判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。例如，中含有1个手性碳原子(标“*”号的碳原子)。2．无机含氧酸酸性比较(1)同一元素的不同含氧酸的酸性强弱规律无机含氧酸分子(HO)mROn中，对于同一种元素的含氧酸来说，R元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如HClOHClO2HClO3HClO4，HNO2HNO3，H2SO3H2SO4。(2)无机含氧酸酸性与非羟基氧原子数的关系无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，其中含有n个非羟基氧原子。非羟基氧原子数越多，酸性越强，见下表：次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸Cl—OH非羟基氧原子数0123酸性弱酸中强酸强酸超强酸规律：n＝0时为弱酸；n＝1时为中强酸；n＝2时为强酸；n＝3时为超强酸。3．酸性变化原因如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn，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，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。3．下列分子为手性分子的是()B[B项，分子的中间碳原子连接—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子或原子团，应是手性分子。]4．已知无机含氧酸[(HO)mROn]中，当n＝0时为弱酸；当n＝1时，为中强酸；当n＝2时，为强酸。根据无机含氧酸[(HO)mROn]与非羟基氧原子数(n)的关系回答下列问题：(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4的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，试根据所给信息推断H3PO3和H3AsO3的分子结构。H3PO3：________；H3AsO3：________。(3)按此规则判断H2CO3应属于________酸，与通常认为的H2CO3的酸性强弱是否一致？________，其可能的原因是_______________。[解析](1)根据题中非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可得：H3AsO4H2CrO4HMnO4n123酸性：H3AsO4＜H2CrO4＜HMnO4。(2)H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，结合信息可知，H3PO3分子中有1个非羟基氧原子，H3AsO3中有0个非羟基氧原子。据此来写出结构简式。(3)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。其可能的原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。[答案](1)H3AsO4＜H2CrO4＜HMnO4(2)(3)中强不一致溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3判断物质酸性强弱的方法(1)根据元素周期表判断①同一主族元素最高价含氧酸的酸性从上到下逐渐减弱，如HClO4HBrO4HIO4；HNO3H3PO4；H2CO3H2SiO3。②同一周期元素最高价含氧酸的酸性从左向右逐渐增强，如H3PO4H2SO4HClO4。(2)根据化合价判断同一元素的含氧酸，中心原子的化合价越高，酸性越强。如H2SO4H2SO3；HClO4HClO3HClO2HClO。(3)根据非羟基氧原子数判断HnROm：m－n＝0弱酸如HClO1中强酸如H3PO42强酸如HNO33超强酸如HClO4(4)根据电离常数来判断如K(H3PO4)K(HClO)，酸性H3PO4HClO。(5)根据化学反应判断如H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，酸性：H2SO4＞H2SO3；H2O＋CO2＋Ca(ClO)2===CaCO3↓＋2HClO，酸性：H2CO3＞HClO。当堂达标提素养1．下列说法中正确的是()A．极性分子构成的溶质一定易溶于极性分子构成的溶剂之中，非极性分子构成的溶质一定易溶于非极性分子构成的溶剂中B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子C[很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，所以A项错误。溴分子是非极性分子，故B项错误。二氧化碳(O===C===O)是非极性分子，D项错误。]2．下列对分子及其性质的解释中，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”规律解释B．乳酸[CH3CH(OH)COOH]中存在一个手性碳原子C．H2O比H2S稳定是由于水分子间可以形成氢键D．已知酸性：H3PO4HClO，是因为H3PO4分子中有1个非羟基氧原子，而HClO分子中非羟基氧原子数目为0C[碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶”规律解释，A正确；碳原子连接四个不同的原子或原子团时，该碳原子为手性碳原子，所以中加“*”的碳原子为手性碳原子，B正确；H2O的沸点比H2S高是由于水分子间可以形成氢键，H2O比H2S稳定是由于水分子中的H—O键比硫化氢分子中的H—S键强，C错误；H3PO4的非羟基氧原子数大于HClO的非羟基氧原子数，所以磷酸的酸性大于次氯酸，D正确。]3．当一个碳原子连接四个不同的原子或原子团时，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()C[由题意可知，A项、B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。]4．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()A．HNO2B．H2SO3C．HClO3D．HClO4D[本题考查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：HNO2HNO3，H2SO3H2SO4，HClO3HClO4。上述四个选项中，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl均未达到其最高价，其酸性不够强，只有HClO4中的Cl化合价为＋7，是Cl的最高价，使Cl—O—H中O的电子向Cl偏移，在水分子作用下，容易电离出H＋，酸性很强，故选D。]5．二氯化二硫(Cl—S—S—Cl)是一种琥珀色液体，是合成硫化染料的重要原料。(1)写出它的电子式________。(2)指出它分子内的化学键类型__________。(3)指出硫元素的化合价为________。[解析]二氯化硫分子中由于Cl的电负性比S的强，且原子间又以单键相结合，故氯元素显－1价，S元素显＋1价。[答案](1)ClSSCl(2)S—S是非极性共价键，S—Cl是极性共价键(3)＋1