最新精选化学新导学笔记人教选修三讲义第二章 第三节 分子性质 第3课时docx.docx

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最新精选化学新导学笔记人教选修三讲义第二章第三节分子性质第3课时docx

【2019最新】精选化学新导学笔记人教选修三讲义：

第二章第三节分子性质第3课时

[学习目标定位]　1.能够根据“相似相溶”规律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、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

（1）外界条件——温度、压强等。

（2）分子结构——“相似相溶”规律。

（3）氢键——如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。

（4）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，NH3与H2O反应生成NH3·H2O等。

“相似相溶”规律的应用

根据“相似相溶”规律，可以判断溶质在溶剂中的溶解度的大小、萃取剂的选择、以及物质之间分离提纯方法的确立。

例1　碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为（　　）

A.CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素

B.CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子

C.CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子

D.CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

答案　B

解析　CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据“相似相溶”规律可知碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直线形分子、是否含有氢元素等没有直接的关系，B正确。

二、手性

1.概念

（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，互称为手性异构体。

（2）手性分子：

具有手性异构体的分子叫做手性分子。

2.手性分子的判断

（1）判断方法：

有机物分子中是否存在手性碳原子。

（2）手性碳原子：

有机物分子中连有四个各不相同的原子或原子团的碳原子。

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。

例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”。

下列化合物中含有两个手性碳原子的是（　　）

A.B.

C.D.

【考点】手性分子

【题点】手性碳原子的判断

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。

三、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

结构简式

Cl—OH

非羟基氧原子数

0

1

2

3

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

HClO

HClO2

HClO3

HClO4

氯元素价态

＋1

＋3

＋5

＋7

非羟基氧原子数

0

1

2

3

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。

无机含氧酸分子的酸性强弱的判断

（1）利用（HO）mROn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：

S>C，所以酸性：

H2SO3>H2CO3。

（2）酸性强弱与—OH数目即m数值大小无关。

例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

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】根据元素性质判断

答案　C

解析　不同中心元素的酸性比较时，非金属性越强，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：

同一元素时，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。

例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（m－n）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（m－n）的关系如下表：

m－n

0

1

2

3

含氧酸酸性强弱

弱

中强

强

很强

实例

HClO

H3PO4

HNO3

HClO4

试回答下列问题：

（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一致？

__________，其可能的原因是_______________________________________________。

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】根据非羟基氧原子的个数判断

答案　

（1）H3AsO4

（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：

H3AsO4　　H2CrO4　　HMnO4

m－n　　1　　　　　2　　　　3

酸性：

H3AsO4

（2）因为酸性H3PO3>H3AsO3，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。

其可能的原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。

1.根据“相似相溶”规律判断，下列物质在水中溶解度最大的是（　　）

A.乙烯B.二氧化碳　C.二氧化硫D.氢气

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

答案　C

解析　乙烯、二氧化碳和氢气都是非极性分子，二氧化硫属于极性分子，易溶于极性分子组成的溶剂，水属于极性溶剂，所以极性分子二氧化硫在水中的溶解度最大，C项正确。

2.下列分子中含有手性碳原子的是（　　）

A.CH2Cl2B.

C.D.CH3CH2COOCH2CH3

【考点】手性分子

【题点】手性碳原子的判断

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。

3.下列三种有机物：

①苯酚，②花生油，③木糖醇[CH2OH（CHOH）3CH2OH]，它们在常温下的水溶性大小顺序正确的是（　　）

A.①＞②＞③B.③＞①＞②

C.③＞②＞①D.②＞①＞③

【考点】溶解性

【题点】依据氢键比较物质的溶解性

答案　B

解析　苯酚以及木糖醇都含有羟基，可形成氢键，含有羟基数目越多，越易溶于水，溶解性③＞①，花生油为酯类物质，难溶于水，溶解性最小。

4.374℃、22.1MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－，由此可知超临界水（　　）

A.显中性，pH等于7

B.表现出非极性溶剂的特性

C.显酸性，pH小于7

D.表现出极性溶剂的特性

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

答案　B

解析　超临界水仍然呈中性，但pH不为7，故A、C错误；根据“相似相溶”的规律，B正确、D错误。

5.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

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】无机含氧酸酸性强弱的综合判断

答案　C

解析　H3PO3的分子结构为，它是二元酸，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，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。

[对点训练]

题组一　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

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

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。

2.下列化合物在水中的溶解度，排列次序正确的是（　　）

a.HOCH2CH2CH2OH　b.CH3CH2CH2OH　c.CH3CH2COOCH3　d.HOCH2CH（OH）CH2OH

A.d＞a＞b＞cB.c＞d＞a＞b

C.d＞b＞c＞aD.c＞d＞b＞a

【考点】溶解性

【题点】依据氢键比较物质的溶解性

答案　A

解析　a.HOCH2CH2CH2OH，b.CH3CH2CH2OH，c.CH3CH2COOCH3，d.HOCH2CH（OH）CH2OH，这些物质中CH3CH2COOCH3不能与水形成氢键，则溶解度最小，分子中含有羟基数目越多，与水形成的氢键越多，则溶解度越大，所以溶解度：

HOCH2CH（OH）CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。

3.物质在不同溶剂中的溶解性一般都遵循“相似相溶”规律。

下列装置不宜用于HCl尾气的吸收的是（　　）

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

答案　C

解析　HCl是极性分子，易溶于水而不溶于CCl4。

C项装置易发生倒吸，而A、D项装置分别使用了倒置漏斗和球形干燥管，能防止倒吸。

B项装置中HCl气体先通过CCl4，由于HCl不溶于CCl4，HCl经过CCl4后再被上层的水吸收，也可以有效防止倒吸。

题组二　手性分子及其判断方法

4.下列有机物分子中属于手性分子的是（　　）

①乳酸[CH3CH（OH）COOH]　②2-丁醇[CH3CH（OH）CH2CH3]　③　④

A.只有①B.①和②

C.①②③D.①②③④

【考点】手性分子

【题点】手性分子的判断

答案　C

解析　写出各分子的结构简式：

①、②、③、④，可知①②③中存在手性碳原子（用*标记的），而④中间的碳原子连有两个相同的—CH2OH，不是手性碳原子。

5.下列化合物中含有3个“手性碳原子”的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【考点】手性分子

【题点】手性碳原子的判断

答案　C

解析　A、B、C三个选项中的有机物中含有的手性碳原子的数目分别为1、2、3，D项中的有机物中不含有手性碳原子。

题组三　无机含氧酸的酸性强弱比较

6.下列酸性按由强到弱的顺序排列的是（　　）

①H3RO4　②（HO）RO3　③H4RO4　④（HO）2RO2

A.②>④>①>③B.①>②>③>④

C.④>③>②>①D.③>①>④>②

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】根据非羟基氧原子的个数判断

答案　A

7.小明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：

①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓

②Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑

③Na2CO3＋H2SO3===Na2SO3＋H2O＋CO2↑

④Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑

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.H2SO3　C.H2SiO3D.H2CO3

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】根据反应（实验）事实判断

答案　A

8.无机含氧酸的化学式可以用（HO）mXOn表示，n值越大，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

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】根据非羟基氧原子的个数判断

答案　D

解析　硫酸是二元强酸，磷酸是三元中强酸。

9.无机含氧酸的强弱规律表示成酸元素的化合价越高，酸性越强。

下列说法正确的是（　　）

A.根据这一规律可判断高氯酸是很强的酸

B.H3PO4的酸性比盐酸强

C.碳酸和亚硫酸的酸性不好比较

D.硝酸与磷酸的强度一样

【考点】无机含氧酸分子的酸性

【题点】无机含氧酸酸性强弱的综合判断

答案　A

解析　本题给出的信息为元素的化合价越高，无机含氧酸的酸性越强。

因此氯元素的最高正化合价为＋7价时，含氧酸的酸性最强，即高氯酸为酸性最强的酸。

而题目中只是给出相同元素含氧酸的酸性比较，对于相同化合价的不同的含氧酸就无法比较。

由我们原有的知识，可以判断C、D说法都不符合客观事实。

碳酸酸性小于亚硫酸的酸性，硝酸大于磷酸的酸性。

10.对X—O—H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.X—O—H为酸时不可能有强氧化性

D.X—O—H的分子构型一定是直线形

【考点】分子结构与性质的综合考查

【题点】分子性质的综合

答案　A

解析　对元素X分两种情况进行讨论：

非金属元素和金属元素。

当X为非金属性很强的元素时，X吸引电子对的能力较强，使O—H间的电子对偏向氧原子，O—H键断裂，电离出H＋而显酸性，但不一定是强酸，如HClO具有强氧化性和弱酸性；当X为活泼的金属元素时，X—O—H易从处断键，电离出OH－而显碱性，如NaOH、KOH等。

X—O—H为共价化合物时，其结构不对称，且氧原子上有孤电子对，分子构型不可能为直线形。

11.关于丙氨酸的下列说法，正确的是（　　）

A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同

B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性

C.Ⅰ和Ⅱ不互为同分异构体

D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同

【考点】分子结构与性质的综合考查

【题点】分子结构与性质的综合

答案　D

12.下列对分子的性质的解释中，不正确的是（　　）

A.水很稳定（1000℃以上才会部分分解）是因为水中含有大量的氢键所致

B.乳酸（）分子中含有一个手性碳原子

C.碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释

D.由下图知酸性：

H3PO4>HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数

【考点】分子结构与性质的综合考查

【题点】分子结构与性质的综合

答案　A

解析　水分子稳定的原因是水分子中H—O键牢固，而与氢键无关。

[综合强化]

13.含氧酸的通式可写为（HO）mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。

一般n＝0为弱酸，n＝1为中强酸，n＝2为强酸，n＝3为超强酸。

根据实验事实可知硼酸（H3BO3）是弱酸，而亚磷酸（H3PO3）是中强酸。

（1）这两种酸的结构式为____________、____________。

（2）亚磷酸是________元酸，它和过量的NaOH反应的化学方程式为_______________。

（3）次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，它的结构式为______________。

【考点】分子结构与性质的综合考查

【题点】分子结构与性质的综合

答案　

（1）　

（2）二　H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O

（3）

解析　由题目所给出的信息可知，硼酸（H3BO3）是弱酸，故H3BO3分子中无非羟基氧原子，即3个O均以羟基形式存在，故其结构为，而亚磷酸是中强酸，说明分子中只有两个羟基存在，则其结构式为。

由结构式不难看出，亚磷酸分子中有两个羟基，故为二元酸，而次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，分子中含有一个羟基，故它的结构式为。

14.

（1）3-氯-2-丁氨酸的结构简式为，该有机物分子中含有______个手性碳原子，其中—NH2中N原子的杂化轨道类型是________。

（2）青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体，分子结构如下图所示，则青蒿素分子中含有________个手性碳原子。

【考点】手性分子

【题点】手性碳原子的判断

答案　

（1）2　sp3杂化　

（2）7

解析　

（1）连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，3-氯-2-丁氨酸的结构简式为，标“*”的碳原子为手性碳原子，所以一个该有机物分子中含有2个手性碳原子，其中—NH2中N含有1个孤电子对和3个共价键，则N的价层电子对数为4，采取sp3杂化。

（2）手性碳原子连接4个不同的原子或原子团，故青蒿素分子中手性碳原子标识如图：

，共7个。

15.回答下列问题：

（1）NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。

下列因素与NH3的水溶性没有关系的是________（填字母）。

a.NH3和H2O都是极性分子

b.NH3在水中易形成氢键

c.NH3溶于水建立了以下平衡：

NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－

d.NH3是一种易液化的气体

（2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________（填“极性”或“非极性”）分子。

（3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni（CO）4，呈正四面体构型。

Ni（CO）4易溶于下列________（填字母）。

a.水　b.CCl4

c.C6H6（苯）　d.NiSO4溶液

（4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因________________________________________________________。

（5）下列分子中若有手性碳原子，请用“*”标出；若无手性碳原子，此小题不必作答。

a.b.

c.d.CH3CHClCH2CHO

【考点】分子结构与性质的综合考查

【题点】分子结构与性质的综合

答案　

（1）d

（2）非极性

（3）bc

（4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O分子间形成氢键，而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键

（5）a.　b.CH3*CHClCH2CHO

解析　

（1）NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，另外还有其他原因，NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。

NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。

（2）CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。

（3）由常温下Ni（CO）4易挥发，可知Ni（CO）4为共价化合物分子，由于Ni（CO）4为正四面体形，所以Ni（CO）4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，Ni（CO）4易溶于CCl4和苯。

（4）由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。

（5）手性碳原子必须连有4个不同的原子或原子团。