第二章 第三节 第3课时 溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性

极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是
A.HCl易溶于水
√C.Cl2可溶于水
B.I2易溶于CCl4 D.NH3难溶于苯
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，C项符合题意。
子。如
，R1、R2、R3、R4互不相同，即*C是手性碳原子。
判断正误
(1)互为手性异构体的分子互为镜像( √ ) (2)利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子( √ ) (3)手性异构体分子组成相同( √ ) (4)手性异构体性质相同( × )
深度思考 1.关于丙氨酸的下列说法，正确的是__③__④___(填序号)。 ①Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同 ②Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 ③Ⅰ和Ⅱ互为同分异构体 ④Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
方法规律 根据非羟基氧原子数判断无机含氧酸(HnROm)的酸性
(1)当m－n＝0时，为弱酸，如HClO； (2)当m－n＝1时，为中强酸，如H2SO3； (3)当m－n＝2时，为强酸，如HNO3； (4)当m－n＝3时，为最强酸，如HClO4。
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随堂验收练习
1.下列现象中，不能用“相似相溶”规律解释的是
判断正误
(1)CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于非极性分子( √ ) (2)I2在酒精中易溶，故可用酒精萃取碘水中的碘( × ) (3)SO2和HCl均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子( √ ) (4)硫在CS2中的溶解度比在酒精中的小( × )
应用体验 1.将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情况填入下表：
解析 根据其结构图可知，丙氨酸分子为极性分子，Ⅰ和Ⅱ互为同分异 构体，手性异构体只是在物理性质上有很大不同，其化学键和分子极性 都是相同的。
2.3-氯-2-丁氨酸的结构简式为
，一个该有机物分子
中含有__2__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
和
，则另一对对映异构体的简单投影式为
和___________。
3.手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图 。乳酸中的手性碳原子是
A.①
√B.②
C.③
D.②③
解析 ②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。
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4.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
、
解析 若同一个碳原子上连接四个不同的原子或原子团，则该碳原子被 称为手性碳原子，所以3-氯-2-丁氨酸中的手性碳原子共2个，表示为
；参照题目给出的例子知，对映异构体的关
系就像照镜子一样，另一种对映异构体就是该对映异构体在镜子中的 “镜像”。
归纳总结 手性分子的理解
(1)手性异构体(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。
判断正误
(1)能电离出H＋的化合物除水外都是酸，分子中含有几个氢原子它就是几
元酸( × ) (2)无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸( × )
(3)同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强
(×)
(4)H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性不相近，
解析 甲烷的电子式为
，不存在孤电子对，且中心碳原子为sp3
杂化，故其立体构型为正四面体。
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(6)_N__H_3_极易溶于水，它之所以极易溶于水是因为它的分子和水分子之 间可形成_氢__键__。
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课时对点练
对点训练
题组一 物质溶解性的判断与比较
1.下列分子中，属于易溶于水的一组是
空气的成分 原始大气的成分
N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体He、Ne等 CH4、NH3、CO、CO2等
用上表中所涉及的分子填写下列空白。 (1)含有10个电子的分子有__H_2_O_、__N__e_、__C_H_4_、__N__H_3__(填化学式，下同)。 (2)由极性键构成的非极性分子有_C__H_4_、__C_O__2 _。 (3)与H＋可直接形成配位键的分子有_N__H_3_、__H_2_O_。
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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。
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
第3课时 溶解性、手性、无机含氧 酸分子的酸性
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度理解分子的手性、分子的溶解 性及无机含氧酸分子的酸性，并能进行微观解释。
2.证据推理与模型认知：在理解微观结构对分子性质影响的基础上， 形成分析、推理分子性质的思维模型，并能利用该模型解释一些问题。
一、溶解性
√ A.乙醇与水以任意比例互溶 B.用纯碱洗涤油脂
C.氨易溶于水
D.用苯将溴水中的溴萃取出来
解析 乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确； Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误； NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶 解性，C正确； 苯与Br2均为非极性分子，D正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
3.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＞c
B.c＞d＞a＞b
H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸( √ ) (5)含氧酸的通式可写成(HO)m ROn，m值越大，酸性越强( × )
深度思考
1.已知含氧酸可用通式(HO)mROn表示，如R是S，m＝2，n＝2，则这个式
子表示为H2SO4。一般而言，该式中n大的是强酸，n小的是弱酸。下列
各含氧酸中酸性最强的是
A.HClO3
蔗糖
磷酸
碘
萘
水 四氯化碳
易溶 不易溶
易溶 不易溶
不易溶 易溶
不易溶 易溶
其原因是_水__是__极__性__溶__剂__，__四__氯__化__碳__是__非__极__性__溶__剂__，__根__据__“__相__似__相__溶__”__规__ _律__，__蔗__糖__和__磷__酸__是__极__性__溶__质__，__易__溶__于__水__，__不__易__溶__于__C__C_l_4，__碘__和__萘__是__非__极__ _性__溶__质__，__易__溶__于__C_C_l_4_中__，__不__易__溶__于__水__中__。
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三、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R相同，则n值越大，酸性 _越__强__。
特别提醒 (1)利用元素周期律中的非金属性强弱比较的是最高价含氧酸的酸性，元 素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强。低价态的含氧酸不符 合此规律。 (2)酸(HO)mROn的酸性强弱与m的大小无关。 (3)含氧酸在水中电离出的H＋来源于酸分子中的—OH原子团，与中心原 子相连的氢原子不能电离成H＋。
含氧酸分子式
非羟基氧原子数
酸性
HClO
0
极弱
H3PO4
1
HNO3
2
HClO4
3
中强 强
最强
(1) 按 此 规 律 判 断 H3AsO4 、 H2CrO4 、 HMnO4 酸 性 由 强 到 弱 的 顺 序 为 _H__M__n_O_4_＞__H_2_C_r_O_4_＞__H_3_A_s_O__4 _。 解析 H3AsO4的非羟基氧有1个，H2CrO4和HMnO4分别有2个和3个，故
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2.用萃取法从碘水中分离碘，所用萃取剂应具有的性质是
①不和碘或水起化学反应 ②能溶于水 ③不溶于水 ④应是极性溶剂
⑤应是非极性溶剂
A.①②⑤
√C.①③⑤
B.②③④ D.①③④
解析 碘是非极性分子，水是极性分子，碘不溶于水。萃取法是利用物 质的溶解性规律来进行物质的提纯的方法。
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按题给规律，酸性：HMnO4＞H2CrO4＞H3AsO4。
(2)若已知亚磷酸(H3PO3)是中强酸，亚砷酸(H3AsO3)是极弱酸，试写出 H3PO3、H3AsO3的结构简式。
答案
解析 根据亚磷酸(H3PO3)是中强酸，结合信息可得到亚磷酸分子中有一 个非羟基氧和两个羟基氧与中心原子磷原子相连，剩余的原子直接与中 心原子磷原子相连，同理可推出亚砷酸的结构。
解析 根据相似相溶规律可以得出结论。
2.油漆是非极性分子，有机溶剂如乙酸乙酯也是非极性溶剂，而水为极 性溶剂，用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆的依据是 “__相__似__相__溶__”__规__律__。
归纳总结 “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。
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
解析 硫酸是二元强酸，磷酸是三元中强酸。
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，则下列
5.下列对分子的性质的解释中，不正确的是
√A.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致
√ A.CH4、CCl4、CO2 B.NH3、HCl、HBr
C.Cl2、H2、N2
D.H2S、NO、SO2
解析 水是极性分子溶剂，根据相似相溶原理，只有极性分子的溶质才 易溶于水。所以只有B项符合。
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2.一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非
内
二、手性
容
索
三、无机含氧酸分子的酸性
引
随堂验收练习
课时对点练
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。
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”规律解释 D.由图知酸性：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
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。
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6.数十亿年来，地球上的物质不断地发生变化，大气的成分也发生了变 化。下表是原始大气和目前空气的成分：
B.H2SeO3
C.H2BO2
√D.HMnO4
解析 HClO3可写成(HO)ClO2，n＝2，H2SeO3可写成(HO)2SeO，n＝1； H2BO2可写成(HO)2B，n＝0；HMnO4可写成(HO)MnO3，n＝3，故选D。
2.判断含氧酸酸性强弱的一条规律是：在含氧酸分子中非羟基氧原子数
越多，酸性越强；非羟基氧原子数越少，酸性越弱。例如：
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解析 H＋有空轨道，与它形成配位键的分子应有孤电子对。根据
和
知，NH3和H2O可以和H＋以配位键结合成 NH＋4 和
H3O＋。
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(4)沸点最高的是_H__2O__，用所学知识解释其沸点高的原因：_液__态__水__分__子__ _间__存__在__氢__键__，__使__分__子__间__作__用__力__增__强__，__沸__点__升__高__。 (5)分子中不含孤电子对的分子(除稀有气体外)有_C_H__4、__C__O_2_，它的立体 构型为_正__四__面__体__、__直__线__形__。