PAGEPAGE12第3課時溶解性、手性、無機含氧酸分子的酸性[核心素養發展目標]1.宏觀辨識與微觀探析：能從微觀角度理解分子的手性、分子的溶解性及無機含氧酸分子的酸性，并能進行微觀說明。2.證據推理與模型認知：在理解微觀結構對一、溶解性1．“相像相溶”規律非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。2．影響物質溶解性的因素(1)外界條件——溫度、壓強等。(2)分子結構——“相像相溶”規律。(3)氫鍵——假如溶質與溶劑之間能形成氫鍵，則溶解度增大。(4)反應——溶質與水發生反應時可增大其溶解度，如SO2與H2O反應生成H2SO3，NH3與H2O反應生成NH3·H2O等。“相像相溶”規律的應用依據“相像相溶”規律，可以推斷溶質在溶劑中的溶解度的大小、萃取劑的選擇以及物質之間分別提純方法的確立。例1碘單質在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，這是因為()A．CCl4和I2都不含氫元素，而H2O中含有氫元素B．CCl4和I2都是非極性分子，而H2O是極性分子C．CCl4與I2都是直線形分子，而H2O不是直線形分子D．CCl4與I2相對分子質量相差較小，而H2O與I2相對分子質量相差較大【考點】溶解性【題點】依據“相像相溶”規律比較物質的溶解性答案B解析CCl4和I2都是非極性分子，而H2O是極性分子，依據“相像相溶”規律可知碘單質在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，與相對分子質量、是否是直線形分子、是否含有氫元素等沒有干脆的關系，B正確。

二、手性1．概念(1)手性異構體：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，猶如左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱為手性異構體。(2)手性分子：具有手性異構體的分子。2．手性分子的推斷(1)推斷方法：有機物分子中是否存在手性碳原子。(2)手性碳原子：有機物分子中連有四個各不相同的原子或原子團的碳原子。如，R1、R2、R3、R4互不相同，即*C是手性碳原子。手性分子的理解(1)手性異構體(又稱對映異構體、光學異構體)的兩個分子互為鏡像關系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。(2)構成生命體的有機物絕大多數為手性分子。兩個手性分子的性質不同，且手性有機物中必定含手性碳原子。例2手性分子往往具有肯定光學活性。乳酸分子是手性分子，如圖。乳酸中的手性碳原子是()A．①B．②C．③D．②③【考點】手性分子與手性碳原子的推斷【題點】手性碳原子及個數的推斷答案B解析②號碳原子連接CH3—、—H、—COOH、—OH四種不同的基團。三、無機含氧酸分子的酸性1．對于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．含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，若成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強。(1)利用元素周期律中的非金屬性強弱比較的是最高價含氧酸的酸性，元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強。低價態的含氧酸不符合此規律。(2)酸(HO)mROn的酸性強弱與m的大小無關。(3)含氧酸在水中電離出的H＋來源于酸分子中的—OH原子團，與中心原子相連的氫原子不能電離成H＋。例3下列各組物質中，酸性由強到弱排列錯誤的是()A．HClO4H2SO4H3PO4B．HClO4HClO3HClO2C．HClOHBrO4HIO4D．H2SO4H2SO3H2CO3【考點】無機含氧酸分子的結構與酸性【題點】依據非羥基氧原子個數推斷酸性強弱答案C解析不同中心元素的酸性比較時，中心元素非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，A項正確；無機含氧酸酸性強弱的推斷：中心元素為同一元素時，價態越高，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。方法規律——依據非羥基氧原子數推斷無機含氧酸(HnROm)的酸性(1)當m－n＝0時，為弱酸，如HClO；(2)當m－n＝1時，為中強酸，如H2SO3；(3)當m－n＝2時，為強酸，如HNO3；(4)當m－n＝3時，為最強酸，如HClO4。例4(2024·遵義高二調研)已知磷酸分子中三個氫原子都可以跟重水(D2O)中D原子發生交換，又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O中的D原子發生交換，次磷酸鈉(NaH2PO2)卻不能跟D2O中的D原子發生交換，由此推斷出次磷酸分子的結構是()【考點】無機含氧酸的結構與酸性【題點】無機含氧酸分子結構的推斷答案B解析由題意知，無機含氧酸分子中—OH上的氫原子才能與D2O中的D原子發生交換。H3PO2分子中只有一個氫原子能與D2O中的D原子發生交換，說明H3PO2是一元酸，只有一個羥基。1．下列現象中，不能用“相像相溶”規律說明的是()A．乙醇與水以隨意比例互溶B．用純堿洗滌油脂C．氨易溶于水D．用苯將溴水中的溴萃取出來【考點】物質溶解性的推斷與比較【題點】“相像相溶”規律的推斷與比較答案B解析乙醇與水分子均為極性分子，且二者可形成分子間氫鍵，A正確；Na2CO3水解使溶液顯堿性，油脂在堿性條件下水解，B錯誤；NH3與H2O均是極性分子，且二者還能形成分子間氫鍵，增大了NH3的溶解性，C正確；苯與Br2均為非極性分子，D正確。2．(2024·阜陽高二檢測)下列分子為手性分子的是()A．CBr2F2 B．CH3CH2OHC．CH3CH2CH3 D．CH3CH(OH)COOH【考點】手性分子與手性碳原子的推斷【題點】手性分子的推斷答案D解析D項，CH3CH(OH)COOH的中間碳原子連有甲基、羥基、氫原子、羧基四個不同的原子或基團，則該碳原子是手性碳原子，故CH3CH(OH)COOH為手性分子。3．無機含氧酸的化學式可以用(HO)mXOn表示，n值越大，則該酸的酸性就越強。硫酸和磷酸的結構分別為，則下列敘述正確的是()A．硫酸和磷酸都是強酸B．硫酸是強酸，但酸性比磷酸弱C．磷酸是強酸，但酸性比硫酸弱D．硫酸是二元酸，磷酸是三元酸【考點】無機含氧酸的結構與酸性【題點】依據非羥基氧原子個數推斷酸性強弱答案D解析硫酸是二元強酸，磷酸是三元中強酸。4．下列對分子的性質的說明中，不正確的是()A．水很穩定(1000℃以上才會部分分解)是因為水中含有大量的氫鍵所致B．乳酸()分子中含有一個手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相像相溶”規律說明【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案A解析水分子穩定的緣由是水分子中H—O鍵堅固，而與氫鍵無關。5．數十億年來，地球上的物質不斷地發生改變，大氣的成分也發生了改變。下表是原始大氣和目前空氣的成分：空氣的成分N2、O2、CO2、水蒸氣及稀有氣體He、Ne等原始大氣的成分CH4、NH3、CO、CO2等用上表中所涉及的分子填寫下列空白。(1)含有10個電子的分子有________________________(填化學式，下同)。(2)由極性鍵構成的非極性分子有________。(3)與H＋可干脆形成配位鍵的分子有________。(4)沸點最高的是________，用所學學問說明其沸點高的緣由：_____________________。(5)分子中不含孤電子對的分子(除稀有氣體外)有________，它的立體構型為________。(6)_______極易溶于水，它之所以極易溶于水是因為它的分子和水分子之間可形成________。【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2)CH4、CO2(3)NH3、H2O(4)H2O液態水分子間存在氫鍵，使分子間作用力增加，沸點上升(5)CH4正四面體(6)NH3氫鍵解析(3)H＋有空軌道，與它形成配位鍵的分子應有孤電子對。依據和知，NH3和H2O可以和H＋以配位鍵結合成NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋。(5)甲烷的電子式為，不存在孤電子對，且中心碳原子為sp3雜化，故其立體構型為正四面體。題組一物質溶解性的推斷與比較1．(2024·臨汾一中高二月考)溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大，這是因為()A．溴單質和四氯化碳中都含有鹵素原子B．Br2是單質，CCl4是化合物C．Br2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子D．Br2、CCl4都是有機物，而H2O是無機物【考點】物質溶解性的推斷與比較【題點】“相像相溶”規律的推斷和比較答案C解析CCl4和Br2都是非極性分子，而H2O是極性分子，依據“相像相溶”規律可知溴單質在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大。2．一般來說，由極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑，由非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，這就是“相像相溶”規律。以下事實不能用“相像相溶”規律說明的是()A．HCl易溶于水 B．I2易溶于CCl4C．Cl2可溶于水 D．NH3難溶于苯【考點】物質溶解性的推斷與比較【題點】“相像相溶”規律的推斷和比較答案C解析HCl、NH3是極性分子，I2、Cl2是非極性分子，H2O是極性溶劑，CCl4、苯是非極性溶劑，C項符合題意。3．下列化合物在水中的溶解度，排列次序正確的是()a．HOCH2CH2CH2OHb．CH3CH2CH2OHc．CH3CH2COOCH3d．HOCH2CH(OH)CH2OHA．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞bC．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a【考點】物質溶解性的推斷與比較【題點】由氫鍵比較物質的溶解性答案A解析a．HOCH2CH2CH2OH，b.CH3CH2CH2OH，c.CH3CH2COOCH3，d.HOCH2CH(OH)CH2OH，這些物質中CH3CH2COOCH3不能與水形成氫鍵，則溶解度最小，分子中含有羥基數目越多，與水形成的氫鍵越多，則溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。題組二手性分子與手性碳原子的推斷4．(2024·連云港高二月考)下列分子中，不含手性碳原子的是()A． B．C． D．CH3CHClCH2CHO【考點】手性分子與手性碳原子的推斷【題點】手性碳原子及個數的推斷答案B解析在有機物分子中，連接著四個不同的原子或基團的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子連有四個不同的原子或基團，B中不含有手性碳原子。5．含有手性碳原子的物質肯定具有光學活性，具有光學活性，則此有機物分子中手性碳原子的個數為()A．1B．2C．3D．4【考點】手性分子與手性碳原子的推斷【題點】手性碳原子及個數的推斷答案A解析依據手性碳原子的定義可知，手性碳原子肯定是飽和碳原子且所連接的四個原子或基團是不同的，則中只有與醛基相連的碳原子為手性碳原子。6．下圖中兩分子所表示的物質間的關系是()A．互為同分異構體 B．為同一種物質C．互為手性異構體 D．互為同系物【考點】手性分子與手性碳原子的推斷【題點】手性分子的推斷答案B解析題圖中的分子不含手性碳原子，所以兩分子不是手性分子；兩分子的分子式相同，結構相同，故兩分子表示的物質是同一種物質。題組三無機含氧酸的結構與酸性7．(2024·湖北孝感期中)下列含氧酸中酸性最弱的是()A．HClOB．HNO3C．H2SO4D．HIO4【考點】無機含氧酸的結構與酸性【題點】由非羥基氧原子個數比較酸性強弱答案A解析含氧酸的通式可寫為(HO)mROn，酸的強弱與酸中的非羥基氧原子數n有關，n值越大，酸性越強。一般n＝0時為弱酸，n＝1時為中強酸，n＝2時為強酸，n＝3時為最強酸。選項中各種酸可依次寫為(HO)Cl、(HO)NO2、(HO)2SO2、(HO)IO3，即n分別為0、2、2、3，所以分別為弱酸、強酸、強酸、最強酸。8．小明同學在學習鈉的化合物性質時，記錄了以下四個化學反應方程式：①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓②Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑③Na2CO3＋H2SO3=Na2SO3＋H2O＋CO2↑④Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑請你依據學過的學問推斷4個反應中的4種含氧酸，其中酸性最強的是()A．H2SO4 B．H2SO3C．H2SiO3 D．H2CO3【考點】無機含氧酸的結構與酸性【題點】由反應事實比較酸性強弱答案A9．下列敘述正確的是()A．能電離出H＋的化合物除水外都是酸。酸的分子中含有幾個氫原子，它就是幾元酸B．無機含氧酸分子中含有幾個羥基，它就屬于幾元酸C．同種元素的含氧酸，該元素的化合價越高，含氧酸的酸性越強，氧化性也越強D．H3PO4和H2CO3分子中非羥基氧原子的個數均為1，但它們的酸性強弱不同，H3PO4是中強酸而H2CO3是弱酸【考點】無機含氧酸的結構與酸性【題點】無機含氧酸的結構與酸性的綜合答案D解析由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等可推斷A、B均錯誤；由HClO的酸性很弱而氧化性很強可推斷C錯誤；D項中H3PO4和H2CO3的非羥基氧原子數均為1，但H2CO3的酸性比H3PO4弱許多，這是因為溶于水的CO2只有很少一部分與水結合成H2CO3。題組四分子結構與性質的綜合考查10．(2024·西寧高二調研)丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子，它存在手性異構體，如下圖所示：下列關于丙氨酸的兩種手性異構體(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個手性碳原子B．Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱，具有不同的分子極性C．Ⅰ和Ⅱ分子都是極性分子，只含有極性鍵，不含非極性鍵D．Ⅰ和Ⅱ的化學鍵相同，但分子的性質不同【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案D解析Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1個手性碳原子，都是極性分子，分子中都含有極性鍵和非極性鍵，二者互為手性異構體，具有不同的性質。11．X、Y、Z是三種短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期，X原子的最外層電子排布式是2s22p4，Z原子的核外電子數比Y原子少1。下列說法不正確的是()A．CX2(C是原子核內含有6個質子的原子)分子是非極性分子B．ZH3分子的立體構型為平面三角形C．Z4分子是非極性分子D．H2YO4的酸性比H3ZO4強【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案B解析X原子的最外層電子排布式是2s22p4，即X是氧元素，它在其次周期ⅥA族。Y是與氧同主族的短周期元素，則Y在第三周期ⅥA族，是硫元素。Z與Y在同一周期且Z原子的核外電子數比Y原子少1，則Z在第三周期ⅤA族，是磷元素。磷元素與氮元素同主族，PH3分子與NH3分子的立體構型相像，均為三角錐形。12．(2024·西工大附中高二階段檢測)毒奶粉事務曾一度震驚全國，主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺()。下列關于三聚氰胺分子的說法中正確的是()A．全部氮原子均實行sp3雜化B．一個三聚氰胺分子中共含有15個σ鍵C．屬于極性分子，故極易溶于水D．三聚氰胺分子中同時含有極性鍵和非極性鍵【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案B解析三聚氰胺分子中，處于環上的氮原子實行sp2雜化，A選項錯誤；由三聚氰胺分子的結構知，它是對稱結構，為非極性分子，而水為極性溶劑，故三聚氰胺在水中的溶解度不大，C選項錯誤；三聚氰胺分子中不存在由同種元素原子形成的共價鍵，故不存在非極性鍵，D選項錯誤。13．雙氧水(H2O2)是一種醫用消毒殺菌劑，已知H2O2分子的結構如下圖所示。H2O2分子不是直線形的，兩個H原子猶如在半綻開的書的兩面紙上，書面夾角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答：(1)下列關于H2O2的說法中正確的是________(填字母)。a．分子中有極性鍵b．分子中有非極性鍵c．氧原子的軌道發生sp2雜化d．分子是非極性分子(2)H2O2分子間易形成氫鍵，該氫鍵的表示式是_________________________________。(3)H2O2難溶于CS2，主要緣由是______________________________________________。(4)H2O2易溶于水，主要緣由是_______________________________________________。(5)H2O2分子中氧元素的化合價為________，緣由是____________________________________________________________________________________________________。【考點】分子結構與性質的綜合考查【題點】分子結構與性質的綜合考查答案(1)①ab(2)O—H…O(3)H2O2為極性分子，CS2為非極性分子，依據“相像相溶”規律可知H2O2難溶于CS2(4)H2O2易與H2O分子間形成氫鍵且H2O和H2O2均為極性分子(5)－1O—O鍵為非極性鍵，O—H鍵為極性鍵，共用電子對偏向于氧，故氧元素顯－1價解析(1)在H2O2中H—O鍵為極性鍵，O—O鍵為非極性鍵；依據H2O2的立體構型可知，H2O2為極性分子；O原子價層電子對數為eq\f(6＋2,2)＝4，O原子為sp3雜化。(2)H2O2中含有H—O鍵，故分子間能形成氫鍵，表示為O—H…O。(3)H2O2為極性分子，CS2為非極性分子，依據“相像相溶”規律知H2O2難溶于CS2。(5)共用電子對的偏移確定元素在化合物中的化合價。14．含氧酸的通式可寫為(HO)mROn，酸的強度與酸中的非羥基氧原子數n有關，n越大，酸性越強。一般n＝0為弱酸，n＝1為中強酸，n＝2為強酸，n＝3為最強酸。依據試驗事實可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亞磷酸(H3PO3)是中強酸。(1)這兩種酸的結構簡式為____________、____________。(2)亞磷酸是________元酸，它和過量的NaOH反應的化學方程式為________________。(3)次磷酸是一種一元酸，化學式為H3PO2，它的結構簡式為______________。【考點】無機含氧酸結構與酸性【題點】無機含氧酸結構與酸性的綜合答案(1)(2)二H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O(3)解析由題目所給出的信息可知，硼酸(H3BO3)是弱酸，故H3BO3分子中無非羥基氧原子，即3個O均以羥基形式存在，故其結構簡式為，而亞磷酸是中強酸，說明分子中只有一個非羥基氧原子存在，則其結構簡式為。由結構簡式不難看出，亞磷酸分子中有兩個羥基，故為二元酸，而次磷酸是一種一元酸，化學式為H3PO2，分子中含有一個羥基，故它的結構簡式為。15．(2024·唐山一中校級期末)均由兩種短周期元素組成的A、B、C、D四種化合物分子都含有18個電子，四種化合物分子中所含原子的數目依次為2、3、4、6。A和C分子中各元素原子的個數比均為1∶1，B和D分子中各元素原子的個數比均為1∶2。D可作為火箭推動劑的燃料。請回答下列問題：(