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第3课时溶解性手性无机含氧酸分子的酸性
▍课标要求▍
1.了解物质溶解性及其影响因素。
2.了解分子手性与物质性质之间的关系。
3.掌握无机含氧酸的酸性判断方法。
要点一溶解性
1.“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于溶剂,极性溶质一般能溶于溶剂。
2.影响物质溶解性的因素
(1)外界因素主要有、等。
(2)分子结构的角度:“相似相溶”。如CH3OH中的—OH与H2O的—OH相似,甲醇能与H2O,而CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大,其中的—OH跟水分子中的—OH相似的因素小得多,因而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(3)氢键角度:如果溶质与溶剂之间能形成,则溶解度增大,且作用力越大,溶解度越大。
(4)反应角度:如果溶质与水发生反应时可其溶解度,如SO2与H2O发生反应生成H2SO3,NH3与H2O发生反应生成NH3·H2O等。
思考1:是否所有的极性分子都溶于极性溶剂?
要点二手性
1.手性异构体
具有完全相同的和的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体。
2.手性分子
有的分子叫作手性分子。如乳酸分子。
思考2:手性分子的性质相同吗?
要点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,其含氧酸的酸性。
2.含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值,酸性。
思考3:无机含氧酸能否以含H原子的个数判断其为几元酸?
考点一“相似相溶”规律的适用范围
1.“相似相溶”中“相似”指的是分子的极性相似。如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。相反,无氢键作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
2.“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。低级的羧酸(如甲酸、乙酸等)可以与水以任意比例互溶,而高级脂肪酸(如硬脂酸、软脂酸和油酸等)不溶于水。
3.如果溶质与水发生化学反应,则可以增大其溶解度。
【例题1】碘单质在水中的溶解度很小,但在CCl4中的溶解度很大,这是因为()
A.CCl4与I2的相对分子质量相差较小,而H2O与I2的相对分子质量相差较大
B.CCl4与I2都是直线形分子,而H2O不是直线形分子
C.CCl4和I2中都不含有氢元素,而H2O中含有氢元素
D.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子
【变式1】下列物质在水中的溶解度最大的是()
A.HCl B.HBr
C.CO2 D.NH3
考点二手性碳原子和手性分子的确定
1.手性原子和手性碳原子的确定
如,其中*C即为手性碳原子。不饱和碳原子(如等中的碳原子)一定不是手性碳原子。
2.手性分子的确定
(1)观察实物与其镜像能否重合,如果不能重合,说明是手性分子。如图:
(2)观察有机物分子中是否有手性碳原子,如果只含有一个手性碳原子,则该有机物分子就是手性分子,具有手性异构体。含有两个手性碳原子的有机物分子不一定是手性分子。
【例题2】下列化合物中含有手性碳原子的是()
A.CCl2F2 B.
C.CH3CH2OH D.
【变式2】丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子,它存在对映异构,如图所示。
下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是()
A.Ⅰ和Ⅱ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都属于非极性分子
D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
考点三无机含氧酸的酸性强弱规律
1.无机含氧酸分子的结构
无机含氧酸分子中含有—OH,—OH在水分子的作用下断裂H—O键生成H+而显示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式。
2.无机含氧酸的酸性强弱判断方法与规律
(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。如H2SO4与HNO3是强酸,其—OH上的H能够完全电离成H+;而H2SO3和HNO2却是弱酸。其他含氧酸也有类似的情况,如酸性强弱HClO<HClO2<HClO3<HClO4。
(2)把含氧酸的通式写成(HO)mROn的形式,成酸的元素R相同时,n值越大,R的正电性越高,R—O—H中O的电子越向R偏移,在水分子的作用下越容易电离出H+,酸性越强。如H2SO3可写成(HO)2SO,n=1;H2SO4可写成(HO)2SO2,n=2;HNO2可写成(HO)NO,n=1;HNO3可写成(HO)NO2,n=2。而对氯元素
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