学年人教版选修3 第二章 第三节分子的性质第3课时学案.docx

1、学年人教版选修3 第二章 第三节分子的性质第3课时学案第3课时溶解性手性无机含氧酸分子的酸性目标定位1.能够根据“相似相溶”规律会分析物质在不同溶剂中的溶解性的变化。2.认识手性异构体和手性分子，会判断手性碳原子。3.学会常见无机含氧酸酸性的判断方法。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影响物质溶解性的因素(1)外界条件温度、压强等。(2)分子结构“相似相溶”规律。(3)氢键如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。(4)反应溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如SO2与H2O反应生成H2SO3，NH3与H2O反应生成NH3H2O等。 “相

2、似相溶”规律的应用根据“相似相溶”规律，可以判断溶质在溶剂中的溶解度的大小、萃取剂的选择、以及物质之间分离提纯方法的确立。1碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为()ACCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大BCCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子CCCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素DCCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子答案D解析CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据“相似相溶”规律可知碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直线形分子、是否含有氢元素等没

3、有直接的关系，D正确。二、手性分子1观察比较下图所示两种分子的结构(1)相同点是分子组成相同，都是CHFClBr；从平面上看相似。(2)不同点是在空间上完全不同，它们构成实物和镜像关系。(3)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。2手性分子的判断判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团，即有机物分子中是否存在手性碳原子。如，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。 手性分子的理解(1)手性同分异构体(又称对映异构体、

4、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。(2)构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。2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”。下列化合物中含有两个手性碳原子的是()答案C解析由题意可知，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。三、无机含氧酸分子的酸性1已知无机含氧酸分子中的氢原子多与酸根上的氧原子相连，形成羟基。请完成下表：含氧酸次氯酸磷酸硫酸高氯酸结构简式ClOH非羟基氧原子数0123酸性弱酸中强酸强酸最强酸由上表分析可知：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多

5、，该含氧酸的酸性越强。2氯元素能形成多种价态的含氧酸，通过计算它们分子中非羟基氧原子数，比较它们酸性的强弱：含氧酸HClOHClO2HClO3HClO4氯元素价态1357非羟基氧原子数0123酸性弱酸中强酸强酸最强酸由上表分析可知：同种元素的含氧酸中，成酸元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。3根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱(1)同一主族，自上而下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱。(2)同一周期，从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强。 无机含氧酸分子的酸性强弱的判断(1)利用(HO)mROn比较酸性强弱时，n值越大酸性越强，当n相同时，可参考R元素的非金属性，如H2CO3和H2

6、SO3的n相同，但非金属性：SC，所以酸性：H2SO3H2CO3。(2)酸性强弱与OH数目即m数值大小无关。3下列各组物质中，酸性由强到弱排列顺序错误的是()AHClO4H2SO4H3PO4BHClO4HClO3HClO2CHClOHBrO4HIO4DH2SO4H2SO3H2CO3答案C解析不同中心元素的酸性比较时，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。420世纪60年代美国化学家鲍林提出了一个经验

7、规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(mn)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(mn)的关系如下表：mn0123含氧酸酸性强弱弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4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？_，其可能的原因是_。答案(1)H3AsO4H2CrO4HMnO4(2)(3)中

8、强不一致溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3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 HMnO4mn123酸性：H3AsO4H2CrO4H3AsO3，则H3PO3中非羟基氧原子的数目应大于H3AsO3中非羟基氧原子的数目，且H3AsO3为弱酸，所以可推知H3AsO3中没有非羟基氧原子，它们的分子结构分别为。(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。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。1关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()ACS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分

9、子BSO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子CCS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低DNH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子答案B解析根据“相似相溶”规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误、B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子为极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可形成氢键，故D错。2欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是()A酒精 B四氯化碳C直馏汽油 D苯答案A解析单质碘(I2)是含有非极性键的非极性分子，根据“相似相溶”规律，可知碘易溶于

10、非极性溶剂。而CCl4、直馏汽油、C6H6等为非极性溶剂，且它们与水的密度差别较大，容易分层，所以B、C、D选项可以作为碘的萃取剂。而酒精容易与水、碘互溶，不分层，故不能用作萃取剂。3下列叙述中正确的是()A无机含氧酸分子中含有几个氢原子，它就属于几元酸B同周期非金属元素的氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强C同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，酸性越强DH3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，它们的酸性相近，均为中强酸答案C解析H3PO3的分子结构为，它是二元酸，所以A项错误；B项所述规律对非金属元素的最高价氧化物对应的水化物才适合；C项是比较无机含氧酸酸性强弱的重要规律，C项

11、正确；D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1，但H2CO3酸性弱于H3PO4，这是由于溶于水的CO2只有很少的一部分与水结合成碳酸。4下列分子中含有手性碳原子的是()ACH2Cl2 DCH3CH2COOCH2CH3答案B解析B项，乳酸分子的中间碳原子连CH3、H、OH、COOH四种不同的原子或原子团，为手性分子。5374 、22.1 MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H和OH，由此可知超临界水()A显中性，pH等于7B表现出非极性溶剂的特性C显酸性，pH小于7D表现出极性溶剂的特性答案B解析超临界水仍然呈中性，但pH不一定为7，故A、C错误；根据“相似相溶

12、”的规律，B正确、D错误。基础过关题组一物质的溶解性规律1以下事实中不能用“相似相溶”原理说明的是()AHCl易溶于水 BI2易溶于CCl4中CCl2可溶于水 DNH3难溶于苯中答案C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。2已知O3分子为V形结构，O3在水中的溶解度和O2相比()A一样大 BO3比O2小CO3比O2大 D无法比较答案C解析因O3分子为V形结构，是极性分子，O2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知O3在水中的溶解度比O2大，C项正确。题组二手性分子及其判断方法3下列有机物分子中属于手性分子的是()乳酸CH3

13、CH(OH)COOH2丁醇丙三醇A只有 B和 C D答案C解析写出各分子的结构简式：可知中存在手性碳原子(用*标记的)，而中间的碳原子连有两个相同的CH2OH，不是手性碳原子。题组三无机含氧酸的酸性强弱比较4无机含氧酸的化学式可以用(HO)mXOn表示，n值越大，m值越小，则该酸的酸性就越强。硫酸和磷酸的结构分别为，则下列叙述正确的是()A硫酸和磷酸都是强酸B硫酸是强酸，但酸性比磷酸弱C磷酸是强酸，但酸性比硫酸弱D硫酸是二元酸，磷酸是三元酸答案D解析硫酸是二元强酸，磷酸是三元中强酸。5已知含氧酸可用通式(HO)mXOn表示，如X是S，n2，m2，则这个式子表示为H2SO4。一般而言，该式中n大

14、的是强酸，n小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()AHClO3 BH2SeO3 CH2BO2 DHMnO4答案D解析HClO3可写成(HO)ClO2，n2；H2SeO3可写成(HO)2SeO，n1；H2BO2可写成(HO)2B，n0；HMnO4可写成(HO)MnO3，n3，故选D。6对XOH型化合物，X是除去H、O外的其他元素时，下列说法正确的是()A当X是活泼的金属元素时，它一定是强碱B当X是非金属性很强的元素时，它一定是强酸CXOH为酸时不可能有强氧化性DXOH的分子构型一定是直线形答案A解析对元素X分两种情况进行讨论：非金属元素和金属元素。当X为非金属性很强的元素时，X吸引电子对的能

15、力较强，使OH间的电子对偏向氧原子，OH键断裂，电离出H而显酸性，但不一定是强酸，如HClO具有强氧化性和弱酸性；当X为活泼的金属元素时，XOH易从处断键，电离出OH而显碱性，如NaOH、KOH等。XOH为共价化合物时，其结构不对称，且氧原子上有孤电子对，分子构型不可能为直线形。能力提升7下列对分子的性质的解释中，不正确的是()A水很稳定(1 000 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：H3PO4HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数答案A解析水分子

16、稳定的原因是因为水分子中HO键牢固，而与氢键无关。8含氧酸的通式可写为(HO)mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n0为弱酸，n1为中强酸，n2为强酸，n3为超强酸。根据实验事实可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亚磷酸(H3PO3)是中强酸。(1)这两种酸的结构式为_、_。(2)亚磷酸是_元酸，它和过量的NaOH反应的化学方程式为_。(3)次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，它的结构式为_。答案(1) (2)二H3PO32NaOH=Na2HPO32H2O(3)解析由题目所给出的信息可知，硼酸(H3BO3)是弱酸，故H3BO3分子中无非羟基氧原子，即3个O均以

17、羟基形式存在，故其结构为，而亚磷酸是中强酸，说明分子中只有两个羟基存在，则其结构式为。由结构式不难看出，亚磷酸分子中有两个羟基，故为二元酸，而次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，分子中含有一个羟基，故它的结构式为。9短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的最外层电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子BC2BA4A2C2BE4，其中属于极性分子的是_(填序号)。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是

18、_。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为_、_。DE4在前者中的溶解性_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_(填化学式，下同)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_。答案(1)(2)H2O分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4CCl4CH4(5)HClO4HClO3HClO2HClO解析由s轨道最多可容纳2个电子可得：a1，bc2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下

19、一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。(1)分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4CCl4CH4。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mROn(m1，n0

20、)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4HClO3HClO2HClO。10PtCl2(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。请回答下列问题：(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体结构_。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的立体构型图：淡黄色固体_，黄绿色固体_。(3)淡黄色固体物质由_组成，黄绿色固体物质由_组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是_。答案(1)平面正方形结构(2)(3)非极性分子极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄

21、色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶”规律可知前者在水中的溶解度大于后者解析(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面正方形结构，若为四面体结构则无同分异构体。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为，则黄绿色固体为极性分子，其结构为。(3)根据“相似相溶”规律可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。11回答下列问题：(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。下列因素与NH3的水溶性没有关系的是_。aNH3和H

22、2O都是极性分子bNH3在水中易形成氢键cNH3溶于水建立了以下平衡：NH3H2ONH3H2ONHOHdNH3是一种易液化的气体(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构型。Ni(CO)4易溶于下列_(填序号)。a水bCCl4cC6H6(苯)dNiSO4溶液(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因_。(5)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子；若无手性分

23、子，此小题不必作答。答案(1)d(2)非极性(3)bc(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O分子间形成氢键，而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键(5)CHCHClCH2CHO解析(1)NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，另外还有其他原因，NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。(2)CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。(3)由常温下Ni(CO)4易挥发，可知Ni(CO)4为共价化合物分子，由于Ni(CO)4为正四面体形，所以Ni(CO)4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(4)由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。(5)手性碳原子必须是连有4个不同的原子或原子团。