2020高中化学人教版选修三教学学案：2-3-2　溶解性　手性　无机含氧酸分子的酸性 WORD版含答案.docx

1、第二课时溶解性手性无机含氧酸分子的酸性学习目标：1. 从结构的角度，认识“相似相溶”规律。2.学会判断“手性分子”。3.能判断与解释无机含氧酸酸性强弱。知识回顾1共价键有两种：极性共价键和非极性共价键。由不同种原子形成共价键时，电子对会发生偏移，形成极性键。极性键中的两个键合原子，一个呈正电性()，另一个呈负电性()。由同种原子形成共价键时，电子对不发生偏移，这种共价键是非极性键。2分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中，正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性()，另一部分呈负电性()；非极性分子的正电中心和负电中心重合。分子的极性是分子中化学键的极性的向量和，向量和为零则为

2、非极性分子，否则为极性分子。3键的极性与分子的极性的关系(1)只含有非极性键的分子一定是非极性分子。(2)含极性键的分子，如果分子结构是对称的，则为非极性分子，否则是极性分子。4范德华力的影响因素：范德华力的大小主要取决于相对分子质量和分子的极性。相对分子质量越大、分子的极性越大，范德华力也越大。5氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。要点梳理1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内因：分子结构“相似相溶”规律。氢键如果溶质与溶剂之间能形成氢键，

3、则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解度越大。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，SO3与H2O反应生成H2SO4，NH3与H2O反应生成NH3H2O等。外因：温度温度越高，气体的溶解度越小。压强压强越大，气体的溶解度越大。2手性(1)手性异构体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，互称手性异构体。(2)手性分子有手性异构体的分子叫做手性分子。如乳酸()分子。3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，其含氧酸的酸性越强。(2)含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素

4、R相同，则n值越大，酸性越强。知识点一溶解性1溶解规律相似相溶原理(1)内容：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)适用范围 “相似相溶”中的“相似”指的是分子的极性相似。例如NH3、HCl、H2O都是极性分子，硫单质、碘单质、四氯化碳、二硫化碳都是非极性分子，所以NH3、HCl极易溶于水而难溶于四氯化碳和二硫化碳，碘单质易溶于四氯化碳而难溶于水，硫不溶于水而易溶于二硫化碳。又如离子化合物可以看作是强极性物质，所以离子化合物多数易溶于水。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。例如，CH3OH中的OH与H2O中的OH相似，所以CH3OH能与H2O以任意比互溶；而CH3

5、CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，其中的OH与H2O中的OH相似的程度小得多，因而CH3CH2CH2CH2CH2OH在水中的溶解度明显减小。2影响物质溶解性的因素(1)温度、压强等外界因素对溶解性的影响影响固体物质在水中的溶解度的主要因素是温度。一般情况下温度越高，固体物质在水中的溶解度越大；少数固体物质的溶解度受温度的影响不大，如NaCl；极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca(OH)2。影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。气体的溶解度随温度的升高而减小，随压强的增大而增大。(2)分子结构的相似性和分子极性对溶解性的影响，可用相似相溶原理来解释。(3)氢键对溶解性的影响如果

6、溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，而且氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。(4)溶质与水发生反应对溶解性的影响如果溶质能与水发生化学反应，则溶解度增大，如SO2与水发生反应生成H2SO3，且H2SO3可溶于水，因此增大了SO2的溶解度。问题探究1为什么NH3极易溶于水，而CH4难溶于水？答案NH3是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与H2O分子之间还可以形成氢键，使得NH3更易溶于水。2有机溶剂都是非极性溶剂吗？举例说明。答案不一定。有机溶剂大多数是非极性溶剂

7、，如CCl4、苯等，但也有少数的极性溶剂，如酒精。影响物质溶解性的因素：(1)内因：相似相溶原理(2)外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。(3)其他因素：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：NH3。溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。(1)“相似相溶”原理是从分子结构的角度，通过对实验的观察和研究而得出的关于物质溶解性的经验规律，也会有不符合此规律的例外情况。如CO、NO等极性分子均难溶于水。(2)“相似相溶”原理可以解释一些物质在某些溶剂中溶解的情况。1(双选)根据经验

8、规律(相似相溶原理)：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于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。以下事实中可以用相似相溶原理说明的是()AHCl易溶于水 BI2可溶于水CCl2可溶于水 DNH3易溶于水解析根据相似相溶原理，首先判断出分子的极性，HCl、NH3、H2O都是极性分子，I2、Cl2是非极性分子。答案AD2从碘水中提取碘，可以选择的有机溶剂是()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碘在该有机溶剂(萃取剂)中的溶解度比在水中的溶解度大，且有机溶剂与水互不相溶，只有这样才能使碘转移到有机溶剂中与水分离。碘属于非极性

9、分子，易溶于苯、汽油、四氯化碳、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，故答案为C。 答案C氢键影响物质的溶解性。如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3极易溶于水、C2H5OH与水能以任意比混溶，上述事实分别与NH3和H2O分子间、C2H5OH和H2O分子间形成氢键密切相关。知识点二手性1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

10、手性分子。2手性原子的确定四个不同的原子或基团连接在A原子上，形成的化合物存在手性异构，则A原子称为手性原子。如，其中*C即为手性碳原子。具有手性原子的分子，都存在手性异构，这些物质都具有特殊的光学特质。不饱和碳原子(如、CC等中的碳原子)一定不是手性碳原子。问题探究如何理解手性分子，其有什么结构特点？答案手性分子，是结构镜像对称而又不能完全重合的分子。由于一个碳原子在形成有机物分子时连接的四个原子或基团不同，它会形成两种分子结构，这两种分子具有相似的性质，但是从分子的组成形状来看，它们依然是两种分子。这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样，看上去互为对应，但由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不

11、会重合，就像人的左手和右手那样，故称这两种分子具有手性，又叫手性分子。因此，这两种分子互为同分异构体，这种形式的异构称为手性异构。判断分子是否手性的依据(1)凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子；(2)有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用；(3)当分子中只有一个*C，分子一定有手性；(4)当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素；无对称面，又无对称中心的分子，必是手性分子。判断某物质是否具有手性，关键是看该分子中是否含有手性碳原子。当其中的某个碳原子形成四个单键，且与四个不同的取代基相连时，该碳原子即为手性碳原子，该分子具有手性，否则该分子无手性。1下列化合物中含有手性碳原子的是()

12、解析中心原子连有四个不同的原子或基团，化合物的分子才具有手性。A中C原子只连有Cl、F 2种原子，故A项错误；分子中两个C原子分别连有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号相同连有2个氢原子，即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 4种不同的原子或原子团，故D项正确。答案D2下列有机物分子中属于手性分子的是()乳酸CH3CH(OH)COOH2丁醇丙三醇A只有 B和C D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)，而中中间的碳原子连有2个相同的CH2OH，不

13、是手性碳原子。答案C手性原子的判断判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。知识点三无机含氧酸的酸性1含氧酸分子的结构在含氧酸分子中，氢离子是和酸根上的一个氧相连接。2比较含氧酸分子的酸性强弱规律(1)对于同一种元素的含氧酸分子来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如酸性HClOHClO2HClO3HClO4，HNO2HNO3，H2SO3H2SO3。问题探究1请你设计一个实验，验证CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强，H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，并画出实验装置图。答案原理2CH3COOHCa

14、CO3=(CH3COO)2CaH2OCO2CO2H2ONa2SiO3=H2SiO3Na2CO32强酸溶液的酸性一定强于弱酸溶液的酸性吗？答案不一定。溶液的酸性取决于溶液中c(H)的大小，c(H)越大，溶液的酸性越强。一般来说，含氧酸显酸性的原因有两种类型：一是酸分子中的羟基(OH)电离出H，如次氯酸(HClO)：HClOHClO；二是酸分子自身不能电离出H，但酸分子中的中心原子具有空轨道，能接受OH中氧原子的孤电子对而加合一个OH，使得水分子释放出H而显酸性，如硼酸(H3BO3)：。(1)酸(HO)mROn的酸性强弱与m的大小无关。(2)含氧酸在水中电离出的H来源于酸分子中的OH原子团，与中心

15、原子相连的氢原子不能电离成H。(3)碳酸(H2CO3)为弱酸的原因：碳酸(HO)2CO中非羟基氧的个数为1，理论上应是一个酸性与亚硝酸(HO)NO和磷酸(HO)3PO相近的中强酸，然而事实上通常认为它是弱酸，这是由于溶于水的二氧化碳分子中只有极少量与水结合成碳酸。(4)结构相似的含氧酸酸性强弱判断方法：酸分子中中心原子的原子半径越小，电负性越大，其相应酸的酸性越强，如酸性HClO3HBrO3HIO3。(5)常见无机无氧酸酸性的强弱关系为：HIHBrHClHFH2S，其中HF、H2S为弱酸。1下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()AHNO2BH2SO3CHClO3 DHClO4解析本题考查无机含氧

16、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。HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强；HClO4中的Cl为7价，是Cl元素的最高价，使ClOH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。答案D2判断含氧酸酸性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如下表所示：(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性强弱相差很大，H

17、3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可知它们的结构式分别为_，_。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是_，_。(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：_，写出反应的化学方程式：_。解析(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3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，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H

18、3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。答案(1) (2)H3PO32NaOH=Na2HPO32H2OH3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应H3AsO33HCl=AsCl33H2O比较含氧酸酸性强弱的方法(1)根据元素周期表判断：元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。(2)根据化合价判断：相同元素的含氧酸，成酸元素化合价越高，酸性越强。(3)根据非羟基氧原子数判断：HnROm：mn(4)根据化学反应判断：相对强酸可以制备相对弱酸。如：H2SO4Na2SO3=Na2SO4H2O

19、SO2，酸性：H2SO4H2SO3知识脉络 核心要点1掌握相似相溶规律中的“两个相似”：溶质极性、溶剂极性。2掌握手性碳原子的“一个不同”：连接C原子的四个基团或原子各不相同。3掌握(HO)mROn中“两个数值”的含义：m决定是几元酸、n决定酸的强弱。1从溴水中提取溴的过程中，可供选择的有机试剂是()A苯、酒精 B汽油、甘油C四氯化碳、直馏汽油 D二硫化碳、乙醇解析从溴水中提取溴要求该有机试剂(萃取剂)必须易溶解溴，且与水难溶，只有这样才能使溴转移到有机溶剂中与水分离。Br2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，

20、故正确答案为C。答案C2S2Cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气味，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是()A为非极性分子B分子中既含有极性键又含有非极性键C与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2S2Cl2D与水反应的化学方程式可能为2S2Cl22H2O=SO23S4HCl解析根据S2Cl2的分子结构形状可知，它属于极性分子，选项A错误，B正确；由于与S2Br2结构相似，而相对分子质量S2Br2大，则熔、沸点S2Br2S2Cl2，选项C正确；由少量泄漏会产生窒息性气味，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液可知与水反应的化学方程式可

21、能为2S2Cl22H2O=SO23S4HCl，选项D正确。答案A3下列物质中不存在手性异构体的是()ABrCH2CHOHCH2OHBCCH3CHOHCOOHDCH2=CH2解析判断一种有机物是否具有手性异构体，要看其是否含有手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子，饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。A中BrH2HOHH2OH，2号碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子或原子团，所以存在手性异构体。B中，带*的碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子团，所以存在手性异构体。C中H3HOHOOH,2号碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子团，所以存在手性异构体。答案D4下列物质易溶于水的是_，易溶于CCl4的是_。(均填编号)NH3CH4HClC2H4Br2HNO3H2S答案53氯2丁氨酸的结构简式为。一个3氯2丁氨酸分子中含有_个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为，则另一对对映异构体的简单投影式为和_。解析根据手性碳原子周围连接四个不同的基团或原子这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数；参照例子可以知道对映体关系就像我们照镜子一样，其另一种就是该分子在镜子中的“形象”。答案2