高中化学选修三第二章 3.2 溶解性、手性、酸性

重点难点探究 重要考向探究
课堂探究案 答疑解惑
成功体验2下列物质分子中不具有手性碳原子的是( ) A.
B.氨基乙酸:H2N—CH2—COOH C.丙醛糖:CH2OH—CH(OH)—CHO D.α-氨基丙酸:CH3—CH(NH2)—COOH 解析:有机分子中连接四个不同原子或原子团的碳原子称为手性 碳原子。A、C、D选项分子处于中间位置的碳原子均连有一个氢 原子和三个不同的其他原子团,具有手性,不符合题意;B项分子中 间的碳原子连有两个氢,不具有手性。 答案:B
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4.用“易溶”或者“不易溶”表示出下列几种晶体在水和四氯化碳 中的溶解情况:
NaCl 蔗糖 硫酸 碘 萘 水 四氯化碳
解析:NaCl属于离子化合物,可看作强极性物质,因此易溶于水,蔗 糖、硫酸和水分子都是极性分子,碘、萘和四氯化碳都是非极性分 子,根据“相似相溶”规律,可知食盐、蔗糖、硫酸易溶于水,而碘和 萘易溶于四氯化碳中。
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考向三 无机含氧酸分子的酸性强弱比较
【例题3】 无机含氧酸的化学式可用(HO)mROn来表示(R代表成 酸元素,n代表ROn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、磷酸的结构如下。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
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知识点拨 1.判断物质溶解性的四个角度 (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。如蔗糖和氨易溶于水,难溶于CCl4,因为蔗糖、氨、水都是极 性分子;而萘和碘易溶于CCl4,难溶于水,因为萘、碘和CCl4都是非 极性分子。离子化合物是强极性物质,故很多离子化合物都易溶于 水。 (2)氢键对物质溶解性的影响: 溶剂与溶质之间能形成氢键,溶解性好,溶质分子不能与水分子 形成氢键,在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、 甘油、乙酸等能与水混溶,就是因为它们与水形成了分子间氢键的 原因。
答案:B
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考向二 手性分子 【例题2】 下列化合物中含有手性碳原子的是( )
l2F2
B.CH3CH2OH
C.
D.
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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 项中 C 只连有 Cl、F 2 种原子,故 A 项错误;
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解析:硫酸可写为(OH)2SO2,磷酸可写为(OH)3PO,n值分别为2、 1,m值分别为2、3。由于n值越大,该酸的酸性就越强,因此H2SO4的 酸性强于H3PO4。
答案:C
规律方法点拨若酸为(HO)mROn,当R相同时,则n值越大,R的正电 性越高,导致R—O—H中O原子的电子向R偏移,在水分子作用下就
答案:B
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成功体验1下列物质中,属于易溶于水的一组是( )
A.CH4、CCl4、CO2 B.NH3、HCl、HBr C.Cl2、H2、N2 D.H2S、C2H6、SO2 解析:水是极性溶剂,根据“相似相溶”规律,只有极性溶质才易溶
于水。所以只有B项符合。
A.大
B.小
C.一样
D.无法比较
答案:A
2.莽草酸的分子结构模型如图所示(分子中只有C、H、O三种原
子)。其分子中手性碳原子的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:C
3.下列无机含氧酸中,酸性最强的是( )
A.HNO2
C.HClO3 答案:D
B.H2SO3 D.HClO4
课前预习案 新知导学
1.什么是“相似相溶”规律?
提示:“相似相溶”规律是指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.为什么乙醇与水互溶?而戊醇在水中溶解度明显减小?
提示:乙醇中的—OH与水分子的—OH相近,因而乙醇能与水互溶;
而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大,其中的—OH跟水分 子的—OH的相似因素小得多,故溶解度明显减小。
H2SO4
H2SO3;HNO2
HNO3;HClO
HClO2;HClO3
HClO4;H3PO4
H3PO3。
解析:本题考查无机含氧酸酸性强弱的比较,中心原子相同时,可比
较(HO)mROn中n值大小,n越大,酸性越强。 答案:> < < < >
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4.PtCl2(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:
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(3)分子结构的相似性: “相似相溶”规律还适用于分子结构的相似性。如乙醇分子中 的—OH与水分子中的—OH相近,因而乙醇能与水互溶。当然,乙醇 分子由于—OH的极性较强,易与H2O形成氢键也是其互溶的原因。 (4)化学反应对物质溶解性的影响: 如果溶质与水能发生化学反应,也会增大溶质的溶解度。如SO2 与水发生反应生成H2SO3,而H2SO3可溶于水,因此,SO2的溶解度较 大。
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3.无机含氧酸分子的酸性强弱比较
无机含氧酸分子之所以显酸性,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。
(1)根据元素的化合价比较:
对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。例如酸性强弱为H2SO4>H2SO3,HClO4>HClO3等。 (2)根据非羟基氧原子个数比较:
1.同一种元素的含氧酸的酸性与化合价有何关系? 提示: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。
2.如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn的形式,成酸元素R相同时, 酸性强弱与n有何关系?
提示:n值越大,酸性越强。
课前预习案 新知导学
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1.在相同条件下,SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度 ()
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(2)手性异构体和手性分子:
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如果一对分子,它们的组成和原子的排列方式完全相同,但如同 左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠,这对分子互称 为手性异构体,又叫对映异构体、光学异构体。有手性异构体的分 子称为手性分子。如上图所示的两个分子,化学组成完全相同,但 是无论如何旋转都不能使二者重叠,它们具有不同的三维结构。显 然,结构不同的分子,性质也不同。构成生命体的有机分子绝大多 数是手性分子,许多主要的生物活性是通过严格的手性匹配产生分 子识别而实现的。
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C.CH3CHOHCOOH D.CH3COCH2CH3 解析:若同一个碳原子上连接四个不同的原子或原子团,则该碳原 子称为手性碳原子,含有手性碳原子的物质存在手性异构体,D项中 不含手性碳原子,不存在手性异构体。 答案:D
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3.试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“=”):
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规律方法点拨判断手性分子,关键是找到手性碳原子,故分析手 性碳原子是否存在是解这类题的关键。一般要分析目标碳原子连 接的原子或原子团是否不同,所处的环境是否有差异。若是手性碳 原子则连接的原子或原子团所处的环境是不同的,即连在同一个碳 原子上的四个原子或原子团是互不相同的。
无机含氧酸可表示为(HO)mROn,若R相同,n值越大,酸性越强。 0 弱酸 如 HClO
1 HmROm+n:n=
2 3
中强酸 如H2SO3 强酸 如 HNO3 最强酸 如 HClO4
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考向一 溶解性
【例题1】 下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是( ) A.氯化氢易溶于水 B.氯气易溶于NaOH溶液 C.碘易溶于CCl4 D.碘难溶于水 解析:根据“相似相溶”规律,极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶 质易溶于非极性溶剂。HCl为极性分子易溶于水,I2为非极性分子 易溶于CCl4,难溶于水。Cl2易溶于NaOH溶液是因为Cl2与NaOH溶 液发生了化学反应。
抛砖引玉(老师教你如何整理)
(1)淡黄色固体物质由
构成,黄绿色固体物质由
构
成(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(2)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大,原因是 。
答案:(1)非极性分子 极性分子
(2)黄绿色固体是由极性分子构成的,而淡黄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
高 考 考 点易 错 点
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1.判断物质在不同溶剂中的溶解性时,一般都遵循“相似相溶”规律。 下列装置中,不宜用作HCl尾气吸收的是 ( )
解析:A、D项可防止倒吸;B项因HCl不溶于CCl4,也可防止倒吸。 答案:C
2.下列物质中不存在手性异构体的是( ) A.BrCH2CHOHCH2OH
B.
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容易电离出H+,显较强的酸性。
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成功体验3下列各组物质中,酸性由强到弱排列顺序错误的是
()
A.HClO4>H2SO4>H3PO4 B.HClO4>HClO3>HClO2 C.HClO>HBrO4>HIO4 D.H2SO4>H2SO3>H2CO3 解析:元素的非金属性越强,其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:同一元素的含氧酸,该 元素价态越高,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。 答案:C