高中化学《溶解性手性和无机含氧酸的酸性》导学案+课后练习题Word下载.docx

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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

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？

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．CS2D．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

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：

[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

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”。

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。

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

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

1

2

3

含氧酸强度

弱酸

中强

强

很强

实例

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

（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

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

2．下列有机物分子中属于手性分子的是（　　）

①乳酸[CH3CH（NH2）COOH]　

A．①B．①②

C．①③D．①②③④

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是中强酸而H2CO3是弱酸

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。

课时作业

A篇　知识对点训练

知识点一　溶解性

1．下列说法中正确的是（　　）

A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂

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

解析　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．从碘水中提取碘，应选择的有机试剂是（　　）

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　碘属于非极性分子，易溶于苯、汽油、CCl4、乙醇等有机溶剂，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。

3．以下事实中不能用“相似相溶”原理说明的是（　　）

A．HCl易溶于水B．I2易溶于CCl4中

C．Cl2可溶于水D．NH3难溶于苯中

解析　HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，所以选C。

4．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与I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素

D．CCl4与I2都是非极性分子，而H2O是极性分子

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”规律，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不正确。

知识点二　手性

5．下列说法中不正确的是（　　）

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．手性异构体性质相同

解析　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，互为手性异构体，但手性异构体的分子结构不同，其性质也不同，故A、C正确，D不正确；

手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成，故可以只得到或主要得到一种手性分子，B正确。

6．下列化合物中含有手性碳原子的是（　　）

解析　碳原子连有四个不同的原子或基团就是手性碳原子。

7．下列化合物中含有2个手性碳原子的是（　　）

解析　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。

据此，可知A项与B项、D项中各有1个手性碳原子；

C项中有2个手性碳原子。

知识点三　无机含氧酸分子的酸性

8．下列含氧酸中酸性最弱的是（　　）

A．HClOB．HNO3

C．H2SO4D．HIO4

答案　A

解析　含氧酸的通式可写为（HO）mROn，酸的强弱与酸中的非羟基氧原子数n有关，n值越大，酸性越强。

一般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。

选项中各种酸可依次写为（HO）Cl、（HO）NO2、（HO）2SO2、（HO）IO3，即n分别为0、2、2、3，所以分别为弱酸、强酸、强酸、超强酸。

9．无机含氧酸的化学式可以用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，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

解析　由题给结构式可知，硫酸可写为SO2（OH）2、磷酸可写为PO（OH）3，n值分别是2、1，因此硫酸为强酸，且它的酸性强于磷酸。

10．下列各组酸中，酸性依次增强的是（　　）

A．H2CO3、H2SiO3、H3PO4

B．HNO3、H3PO4、H2SO4

C．HI、HCl、H2S

D．HClO、HClO3、HClO4

解析　A项3种酸非羟基氧原子都为1个，但非金属性C＞Si，酸性H2CO3＞H2SiO3，错误；

B项非金属性N＞P，酸性HNO3＞H3PO4，错误；

C项HCl是强酸，H2S是弱酸，错误；

D项由通式（HO）mClOn，可得n值依次为0、2、3，从而得酸性强弱关系正确。

11．下列含氧酸中酸性最强的是（　　）

A．HClO2B．H2SeO3

C．H3BO3D．HMnO4

解析　若将含氧酸写成通式（HO）mROn，则A中HClO2可写成（HO）ClO，B中H2SeO3可写成（HO）2SeO，C中H3BO3可写成（HO）3B，D中HMnO4可写成（HO）MnO3，而n值越大，酸性越强，故选D。

B篇　综合提升训练

12．下列说法中正确的是（　　）

A．CH4、C2H2、HCN都是含有极性键的非极性分子

B．CO2与SO2的立体构型相似，都是非极性分子

C．CH≡CCHCH3CHCHCH3分子中含有1个手性碳原子

D．无机含氧酸分子中有几个氢原子，它就属于几元酸

解析　HCN是极性分子，SO2是极性分子（V形），A、B错误；

C中第3个（连—CH3）碳原子是手性碳原子；

H3BO3、H3PO3中均有3个氢原子，但前者为一元酸，后者为二元酸。

13．下列对分子的性质的解释中，不正确的是（　　）

A．水很稳定（1000℃以上才会部分分解）是因为水中含有大量的氢键所致

B．乳酸（

）分子中含有一个手性碳原子

C．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

D．由上图知酸性：

H3PO4>

HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数

解析　水分子稳定的原因是因为水分子中H—O键牢固，而与氢键无关。

14．双氧水（H2O2）是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如下图所示：

H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面角为93°

52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°

52′。

试回答：

（1）H2O2分子的电子式为________，结构式为________________。

（2）H2O2分子中存在________键和________键，为________分子（填“极性”或“非极性”）。

（3）H2O2难溶于CS2，其原因是____________________

____________________。

（4）H2O2分子中氧元素的化合价为________，氧原子杂化类型为____________。

答案　

（1）H

H　H--

-

-H

（2）极性　非极性　极性

（3）因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知H2O2难溶于CS2

（4）－1　sp3杂化

解析　

（2）H2O2分子的立体结构不对称，为极性分子，含有O—O非极性键和O—H极性键。

（3）H2O2为极性分子，根据相似相溶规律可知，难溶于非极性溶剂CS2。

（4）H2O2分子中，中心氧原子价层电子对数都为4，故采取了sp3杂化。