高中化学物质结构手性 无机含氧酸分子的酸性.docx

1、高中化学物质结构手性 无机含氧酸分子的酸性第3课时手性无机含氧酸分子的酸性学习目标定位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

2、，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团，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。归纳总结(1)手性同分异构体(又称对映异构体、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。活学活用1.下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2 B.CH3CH2OHC. D.答案D解析中心原子连有四个不同的原子或原子团，化合物的分子才具有手性。A中C原子只连有Cl、F两种原子，故A项错误；分子中两个C原

3、子分别连有2种和3种不同的原子或原子团，故B项错误；分子中1、3号C原子结构对称，故2号C原子连有3种原子或原子团，1、3号C原子相同，连有2个氢原子，即连有3种不同原子或原子团，故C项错误；分子中2号C原子连有CH3、H、COOH、OH四种不同的原子或原子团，故D项正确。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2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。二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

4、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，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。归纳总结(1)利用(HO)mROn

5、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H2SO3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。活学活用3.下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()A.HNO2 B.H2SO3C.HClO3 D.HClO4答案D解析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； ； 。观察A、B、C、D四个选项，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，只有D选项HClO4中的Cl为7价，是Cl元素中最高价，使HOClO3中O的电子向Cl偏移，在水分子作用下，容

6、易电离出H，酸性很强，故答案为D。4.20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(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试简要回答下列问题：(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

7、一致？_，其可能的原因是_。答案(1)H3AsO4H2CrO4HMnO4(2)(3)中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：H3AsO4H2CrO4HMnO4mn123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。当堂检测1.关于C

8、S2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()A.CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子B.SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子C.CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低D.NH3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”原理，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

9、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D.H3PO4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

10、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.下列分子为手性分子的是()A.CH2Cl2 B.C. D.CH3CH2COOCH2CH3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。5.已知白磷(P4)的结构如图所示，可知每个磷原子以_个共价键与另外的_个磷原子结合成正四面体形结构，它应该是_(填“极性”或“非极性”)分子，

11、在CS2中_(填“能”或“不能”)溶解，磷原子的杂化方式为_。答案33非极性能sp3杂化40分钟课时作业基础过关一、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()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。二、手性分子及其判断方法2.判断物质在不同溶剂中的溶解性时，有一条经验规律：极性分子组成的溶剂易溶解极性分子组成的溶质；非极性分子组成的溶剂易溶解非极性分子组成的溶质。下图的装置中，不适宜用作HCl气体尾气吸收装置的是(

12、)答案C解析C项易导致倒吸现象。3.如下图中两分子的关系是()A.互为同分异构体 B.是同一种物质C.是手性分子 D.互为同系物答案B解析本题很容易看成镜面对称结构而选择手性分子，但根据手性分子的判断方法，根本找不到手性碳原子，所以不是手性分子；分子相同，构型相同，是同一种物质。4.含手性碳原子的分子称手性分子，手性分子具有光学活性。如下图有机物具有光学活性(式中标有*号的为手性碳原子)，也能发生下列反应，请问发生哪种反应后，该有机物仍然一定具有光学活性()A.消去反应B.水解反应C.银镜反应D.酯化反应答案C解析银镜反应使该物质中的CHO转化成COOH，带*号的碳原子所连四个原子或原子团仍不

13、相同。该物质仍然是手性分子，仍具有光学活性。三、无机含氧酸的酸性强弱比较5.无机含氧酸的化学式可以用XOn(OH)m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。6.已知含氧酸可用通式XOn(OH)m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大的是强酸，n小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()A.HClO3B.H2SeO3C.H2BO2D.HMnO4答案D解析

14、HClO3可写成ClO2(OH)，n2；H2SeO3可写成SeO(OH)2，n1；H2BO2可写成B(OH)2，n0；HMnO4可写成MnO3(OH)，n3，故选D。7.某同学在学习钠的化合物性质时，记录了以下四个化学反应方程式：Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2Na2CO3H2SO3=Na2SO3H2OCO2Na2SO3H2SO4=Na2SO4H2OSO2请你根据学过的知识判断4个反应中的4种含氧酸，其中酸性最强的是()A.H2SO4B.H2SO3C.H2SiO3D.H2CO3答案A8.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C.XOH为酸时不可