高中化學(xué) 第2章第3節(jié)分子的性質(zhì)第2課時物質(zhì)的溶解性、分子的手性與無機含氧酸分子的酸性同步導(dǎo)學(xué)課件 新人教版選修3

第2課時物質(zhì)的溶解性、分子的手性與無機含氧酸分子的酸性 1了解影響物質(zhì)溶解性的因素和溶解規(guī)律。 2了解手性分子及在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用。 3了解無機含氧酸分子的酸性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 4初步認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。 1“相似相溶”規(guī)律 非極性溶質(zhì)一般能溶于溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于 溶劑。非極性非極性極性極性 2影響物質(zhì)溶解性的因素 影響物質(zhì)溶解性的因素及應(yīng)用 (1)“相似相溶”規(guī)律：非極性分子的溶質(zhì)一般能溶于非極性分子的溶劑，極性分子的溶質(zhì)一般能溶于極性分子的溶劑。如蔗糖和氨易溶于水，難溶于CCl4，因為蔗糖、氨、水都是極性分子；而萘和碘易溶于CCl4，難溶于水，因為萘和碘是非極性分子。離子化合物是強極性物質(zhì)，很多易溶于水。該規(guī)律常用于物質(zhì)的除雜、分離等。 (2)溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就比較小。如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能與水混溶，就是因為它們與水形成了分子間氫鍵的原因。 (3)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇分子中的OH與水分子中的OH相近，因而乙醇能與水互溶，當然，乙醇分子由于OH的極性較大，易與H2O分子形成氫鍵也是其互溶的原因；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烴基較大，烴基是非極性基團，是疏水親油基團，戊醇在水中的溶解度明顯減小；烴基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。 (4)如果溶質(zhì)與水能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會增大溶質(zhì)的溶解度。如SO2與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此，SO2的溶解度增大。 (5)溫度、壓強對物質(zhì)溶解度的影響 影響固體溶解度的因素主要是溫度。 影響氣體溶解度的主要因素是壓強和溫度。 1根據(jù)物質(zhì)的溶解性“相似相溶”的一般規(guī)律，說明溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列說法正確的是() A溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素 B溴、碘是單質(zhì)，四氯化碳是化合物 CCl2、Br2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子 D以上說法都不對 解析：根據(jù)相似相溶規(guī)律：極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑，難溶于非極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于非極性分子組成的溶劑，難溶于極性分子組成的溶劑。Cl2、Br2、I2是非極性分子，它們易溶于非極性溶劑CCl4；而在極性溶劑水中的溶解度較小。 答案：C 1手性異構(gòu)體 具有完全相同的 和 的一對分子，如同左手與右手一樣互為 ，卻在三維空間里不能 ，互稱手性異構(gòu)體。組成組成原子排列原子排列鏡像鏡像重疊重疊 2手性分子 有的分子叫做手性分子。如乳酸 手性異構(gòu)體手性異構(gòu)體 2下列有機化合物中含有手性碳原子的是() ACH3CH(CH3)2BCH3CH2OH CCH2OHCHBrCH3 DCH3CHO答案：答案：C 1對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價 ，其含氧酸的酸性。 2含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，若成酸元素R相同，則n值 ，酸性。 例如：H2SO3可寫成，n1；H2SO4可寫成(HO)2SO2，n2。所以，H2SO4的酸性強于H2SO3。越高越高越強越強越大越大越強越強(HO)2SO 無機含氧酸酸性強弱比較 無機含氧酸分子之所以顯酸性，是因為其分子中含有OH，而OH上的H在水分子的作用下能夠電離出H，而顯示一定的酸性。 (1)對同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。 (2)含氧酸可表示為：(HO)mROn，若R相同，n值越大，酸性越強。 (3)同主族元素或同周期元素最高價含氧酸的酸性比較，根據(jù)非金屬性強弱去比較，如HClO4H2SO4，H2SO4H2SeO4。 (4)根據(jù)羥基氧原子數(shù)判斷 (5)根據(jù)電離度來判斷 如：(H3PO4)(HClO)，酸性H3PO4HClO (6)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)判斷 如H2SO4Na2SO3=Na2SO4H2OSO2， 酸性：H2SO4H2SO3 H2OCO2Ca(ClO)2=CaCO32HClO， 酸性：H2CO3HClO 3下列無機含氧酸分子中酸性最強的是() AHNO2 BH2SO3 CHClO3 DHClO4 解析：對于同一種元素的含氧酸，該元素的化合價越高，含氧酸的酸性越強，如HNO2HNO3，H2SO3H2SO4，HClO3S，ClN，所以HClO4H2SO4，HClO4HNO3，故HClO4酸性最強。 答案：D (2011南京高二質(zhì)檢)將幾種物質(zhì)在水和四氯化碳中的溶解情況填入下表： 其原因是_。蔗蔗糖糖磷磷酸酸碘碘萘萘水水四氯化四氯化碳碳 互動討論： 答案： 蔗蔗糖糖磷磷酸酸碘碘萘萘水水易易溶溶易易溶溶不不易溶易溶不不易溶易溶四氯四氯化碳化碳不不易溶易溶不不易溶易溶易易溶溶易易溶溶 1根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。 2物質(zhì)溶解性的影響因素： (1)溫度是影響固體物質(zhì)溶解性的主要因素。 (2)壓強和溫度是影響氣體物質(zhì)溶解性的主要因素。 (3)相似相溶規(guī)律也影響物質(zhì)的溶解性。 (4)如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質(zhì)溶解性增大，且氫鍵作用越大，溶解性越好。 (5)溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)時可增大其溶解度，如NH3與H2O生成NH3H2O等。 1從碘水中提取碘，可供選擇的有機試劑是() 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：從碘水中提取碘要求該有機試劑(萃取劑)必須易溶解碘，且與水難溶，只有這樣才能使碘轉(zhuǎn)到到有機溶劑中與水分離。碘屬于非極性分子，易溶于苯、汽油、CCl4、乙醇等有機溶劑，但甘油、酒精由于分子中存在OH，能與水互溶，所以不能用作萃取劑，故正確答案為C。 答案：C 美國科學(xué)家威廉諾爾斯、巴里夏普雷斯和日本化學(xué)家野依良治因通過使用快速可控的重要化學(xué)反應(yīng)來合成某些手性分子的方法而獲得2001年的諾貝爾化學(xué)獎。具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。例如，普通氨基酸中的丙氨酸(如圖所示)即為手性分子，它有兩種形狀：(S)丙氨酸和(R)丙氨酸，它們互為鏡像。不管我們?nèi)绾涡D(zhuǎn)這些圖形，都不能讓它們互相重疊，這種現(xiàn)象稱為對映異構(gòu)。問：乳酸 當四個不同的原子或原子團連接在碳原子上時，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個不同的原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子。有機物中的手性碳原子所形成的化學(xué)鍵必須全部為單鍵，因為雙鍵或三鍵會使其連接的原子或原子團少于四個。答案：答案：存在。存在。 2手性分子的確定 (1)觀察實物與其鏡像能否重合，如果不能重合，說明是手性分子。 如圖： (2)觀察有機物分子中是否有手性碳原子，如果有一個手性碳原子，則該有機物分子就是手性分子，具有手性異構(gòu)體。含有兩個手性碳原子的有機物分子不一定是手性分子。 2當一個碳原子所連四個不同原子或原子團時，該碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2個手性碳原子的是() 解析：由題干可知，A項與D項中各有1個手性碳原子；C項中有2個手性碳原子；B項中有1個手性碳原子。 答案：C(2011廣州高二質(zhì)檢)判斷含氧酸強弱的一條經(jīng)驗規(guī)律：含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強。幾種實例如下表所示。次次氯酸氯酸磷磷酸酸硫酸硫酸高氯高氯酸酸含氧含氧酸酸非羥非羥基基氧原氧原子數(shù)子數(shù)0123酸性酸性弱弱酸酸中中強酸強酸強酸強酸最強最強酸酸 (1)亞磷酸(H3PO3)和亞砷酸(H3AsO3)的分子式相似，但它們的酸性差別很大。亞磷酸是中強酸，亞砷酸既有弱酸性又有弱堿性，由此可推出它們的結(jié)構(gòu)式分別為：亞磷酸_ _，亞砷酸_。 (2)亞磷酸和亞砷酸與過量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是： 亞磷酸：_， 亞砷酸：_。 (3)在亞磷酸和亞砷酸中分別加入濃鹽酸，分析反應(yīng)情況，寫出化學(xué)方程式。 _。 思路指引：運用題給信息推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。將題給信息與回答的問題聯(lián)系起來，依據(jù)問題，分析信息，則可順利解題。 (1)已知亞磷酸為中強酸，亞砷酸為弱酸，依題給信息可知亞磷酸中含1個非羥基氧原子，亞砷酸中不含非羥基氧原子。 (2)書寫兩酸與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式時，需知亞磷酸和亞砷酸分別為幾元酸。從題給信息可知，含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含幾個羥基氫，則該酸就為幾元酸。故亞磷酸為二元酸，亞砷酸為三元酸。 (3)亞磷酸為中強酸，不與鹽酸反應(yīng)，亞砷酸為兩性物質(zhì)，可與鹽酸反應(yīng)。 答案： 無機含氧酸酸性強弱的一般規(guī)律 (1)中心原子相同時，非OH的氧原子數(shù)目越多，即(HO)mROn中n值越大，該酸的酸性越強，與m值大小無關(guān)。 (2)同族元素或同周期元素最高價含氧酸酸性比較 非 金 屬 性 越 強 ， 最 高 價 含 氧 酸 酸 性 越 強 。 例 如 ，HClO4H2SO4H3PO4。 3下列各組物質(zhì)中，酸性由強到弱排列順序錯誤的是() AHClO4H2SO4H3PO4 BHClO4HClO3HClO2 CHClOHBrO4HIO4 DH2SO4H2SO3H2CO3 解析：不同元素時，非金屬性越強，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，A項正確；無機含氧酸酸性強弱的判斷：同一元素時，價態(tài)越高，酸性越強，B項正確；HClO中的氯不是最高價，C項錯誤；酸性：H2SO4(強酸)H2SO3(中強酸)H2CO3(弱酸)，D項正確。 答案：C 1下列分子中，屬于易溶于水的一組是() ACH4、CCl4、CO2BNH3、HCl、HBr CCl2、H2、N2 DH2S、NO、SO2 解析：水是極性分子溶劑，根據(jù)相似相溶原理，只有極性分子的溶質(zhì)才易溶于水。所以只有B項符合。 答案：B 2下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的表述均正確，且存在因果關(guān)系的是()選選項項表述表述1表述表述2A在水中，在水中，NaCl的溶解的溶解度比度比I2的溶解度大的溶解度大NaCl晶體中晶體中Cl與與Na間的作用力間的作用力大于碘晶體中分子間的作用力大于碘晶體中分子間的作用力B通常條件下，通常條件下，CH4分分子比子比PbH4分子穩(wěn)定性高分子穩(wěn)定性高Pb的原子半徑比的原子半徑比C的大，的大，Pb與與H之間的鍵能比之間的鍵能比C與與H間的小間的小C在形成化合物時，同在形成化合物時，同一主族元素的化合價相同一主族元素的化合價相同同一主族元素原子的最外層電子同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同數(shù)相同DP4O10、C6H12O6溶于溶于水后均不導(dǎo)電水后均不導(dǎo)電P4O10、C6H12O6均屬于共價化合均屬于共價化合物物 解析：A項I2是非極性分子，在水中的溶解度?。籆項氧族元素中的氧元素，鹵素中的氟元素與同族的其他元素的化合價不完全相同；D項，P4O10溶于水后和水反應(yīng)生成H3PO4，其溶液導(dǎo)電。 答案：B 解析：若與甲酸發(fā)生酯化，則該物質(zhì)仍有手性；水解后原手性碳上連有相同的“CH2OH”結(jié)構(gòu)，無手性；發(fā)生催化氧化和消去反應(yīng)后仍有手性碳，故只有B項正確。 答案：B 4已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，m2，n2，則這個式子表示為H2SO4。一般而言，該式中m大的是強酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最強的是() AHClO3 BH2SeO3 CH2BO2 DHMnO4 解析：HClO3可寫成ClO2(OH)，m2，H2SeO3可寫成SeO(OH)2，m1；H2BO2可寫成B(OH)2，m0；HMnO4可寫成MnO3(OH)，m3，故選D。 答案：D 解析：由給出的結(jié)構(gòu)圖可判斷P4為sp3雜化，為非極性分子，CS2為非極性溶劑分子，相似相溶。 答案：33非極性能sp3 620世紀60年代美國化學(xué)家鮑林提出了一個經(jīng)驗規(guī)則：設(shè)含氧酸的化學(xué)式為HnROm，其中(mn)為非羥基氧原子數(shù)，鮑林認為含氧酸的強弱與非羥基氧原子數(shù)(mn)有如下關(guān)系：mn0123含氧酸強含氧酸強度度弱弱酸酸中中強強強強很很強強實例實例HClOH3PO4HNO3HClO4 (1)按此規(guī)律判斷H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由強到弱的順序為_。 (2)H3PO3和H3AsO3的分子組成相似，但酸性強弱的相差很大，已知H3PO3為中強酸，H3AsO3為弱酸，試推斷有關(guān)酸的結(jié)構(gòu)簡式：H3PO3_；H3AsO3_。 解析：(1)H3AsO4的非羥基氧有1個，H2CrO4和HMnO4分別有2個和3個，故按鮑林規(guī)則，酸性：HMnO4H2CrO4H3AsO4。