第二课时 溶解性 手性 无机含氧酸分子的酸性
课时演练·促提升
A组
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:因为HCl为极性分子,水分子也为极性分子,故根据“相似相溶”,氯化氢易溶于水,A项正确;碘分子为非极性分子,易溶于非极性溶剂,如苯、CCl4等,而难溶于水等极性溶剂,故C、D两项均正确;氯气易溶于NaOH溶液,因二者发生了化学反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,而不单纯是溶解过程,故选B。
答案:B
2.微波炉加热时,电炉内的 ( http: / / www.21cnjy.com )微波场以极高的频率改变电场的方向,使水分子迅速摆动而产生热效应。在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动的原因是( )
A.水分子具有极性共价键
B.水分子中有共用电子对
C.水由氢、氧两种元素组成
D.水分子是极性分子
解析:在外加电场的作用下,水分子会发生迅速摆动的原因是水是极性分子,这样才能受到外加电场的影响,选项D符合题意。
答案:D
3.下列说法中不正确的是( )
A.互为手性异构体的分子互为镜像
B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子
C.互为手性异构体的分子组成相同
D.互为手性异构体的分子性质相同
解析:互为手性异构体的分子的性质是有差别的。
答案:D
4.下列叙述中正确的是( )
A.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
B.无机含氧酸分子中含有几个羟基,它就属于几元酸
C.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
D.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,H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
解析:由NaHSO4、C ( http: / / www.21cnjy.com )H3COOH、H3BO3等示例可判断A、B项错误;由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C项错误;D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1,但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多,这是因为溶于水的CO2只有很少的一部分(约几百分之一)与水结合成碳酸的缘故。
答案:D
5.关于丙氨酸的下列说法,正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
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
解析: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。
答案:D
6.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n ( http: / / www.21cnjy.com )来表示,如X是S,m=2,n=2,则这个式子表示H2SO4。一般而言,该式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )
A.HClO2 B.H2SeO3
C.H3BO3 D.HMnO4
解析:根据信息:A项中HClO2可写成 ( http: / / www.21cnjy.com )ClO(OH),B项中H2SeO3可写成SeO(OH)2,C项中H3BO3写成B(OH)3,D项中HMnO4写成MnO3(OH),根据题意,m大的是强酸,m小的是弱酸,所以HMnO4是酸性最强的酸。
答案:D
7.下表所列是A、B、C、D、E五种短周期元素的相关数据:
A B C D E
化合价 -4 -2 -1 -2 -1
电负性 2.55 2.58 3.16 3.44 3.98
(1)元素A是形成有机物的主要元素,下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是 。
A.
B.CH4
C.CH2CHCH3
D.CH3CH2C≡CH
E.CH3CH3
(2)用氢键表示式写出E的氢化物的水溶液中存在的所有氢键: 。
(3)相同条件下,AD2与BD2分子在水中的溶解度较大的是 (化学式),理由是 。
(4)B、D形成的氢化物沸点: 更高,热稳定性 更强。(写化学式)
解析:(1)A是形成有机物的主要元 ( http: / / www.21cnjy.com )素,所以A是碳元素,碳原子采取sp和sp3杂化方式的分子空间构型分别为直线形、四面体形,故D项符合题意。(2)根据化合价可知B、D同主族,电负性D比B大,所以B是S,D是O;同理C是Cl,E是F。HF溶液中HF分子之间、H2O分子之间以及HF分子和H2O分子之间均能形成氢键。(3)CO2是非极性分子,SO2是极性分子,H2O是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2较易溶于水。(4)因H2O分子间能形成氢键,H2O的沸点高于H2S;氧的非金属性强于S,故H2O比H2S更稳定。
答案:( 1)D
(2)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
(3)SO2 CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中的溶解度较大
(4)H2O H2O
8.含氧酸的酸性强弱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为很强酸。根据实验事实可知硼酸(H3BO3)是弱酸,而亚磷酸(H3PO3)是中强酸。
(1)这两种酸的结构式分别为 、 。
(2)亚磷酸是 元酸,它和过量的NaOH溶液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 。
解析:由题给信息可知,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,其结构式为,而亚磷酸是中强酸,说明其分子中有两个羟基,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,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。
答案:(1)
(2)二 H3PO3+2NaOHNa2HPO3+2H2O
(3)
B组
1.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是( )
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
解析:根据“相似相溶”原理,水是极性分子 ( http: / / www.21cnjy.com ),CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,故A项错误、B项正确;由于CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,故C项错误;NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有极性外,还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键,故D项错误。
答案:B
2.S2Cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气味,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.为非极性分子
B.分子中既含有极性键又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似,熔、沸点S2Br2>S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
解析:根据S2Cl2的分子结构形状可知,它属于极性分子,选项A项错误,B项正确;由于与S2Br2结构相似,而相对分子质量S2Br2大,则熔、沸点S2Br2>S2Cl2,选项C项正确;由少量泄漏会产生窒息性气味,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液可知与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl,选项D项正确。
答案:A
3.下列说法中正确的是( )
A.极性分子组成的溶质一定易溶于极性分子组成的溶剂之中,非极性分子组成的溶质一定易溶于非极性分子组成的溶剂中
B.溴分子和水分子是极性分子,四氯化碳分子是非极性分子,所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳
C.白磷分子是非极性分子,水分子是极性分子,而二硫化碳是非极性分子,所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳
D.水分子是极性分子,二氧化碳可溶于水,因此二氧化碳是极性分子
解析:很多有机物分子都是极性分子,但因为极性很弱,所以大部分难溶于水,而有机物之间的溶解度却很大,所以A项错误。溴分子是非极性分子,故B项错误。二氧化碳(OCO)是非极性分子,D项错误。
答案:C
4.有机物具有手性,发生下列反应后,分子仍有手性的是( )
①与H2发生加成反应 ②与乙酸发生酯化反应 ③发生水解反应 ④发生消去反应
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
解析:原有机物中与—OH相连的碳原子 ( http: / / www.21cnjy.com )为手性碳原子,与H2加成后,连有两个乙基,不再具有手性;与乙酸发生酯化反应后,所连四个取代基不同,仍具有手性;发生水解反应后,所连四个取代基也不同,该碳原子仍具有手性;当发生消去反应时,原手性碳生成双键后不再具有手性。
答案:B
5.(1)CrO2Cl2常温下为深红色 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
(2)在①苯、②CH3OH、③ ( http: / / www.21cnjy.com )HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有 (填序号),CS2分子的空间构型是 。CO2与CS2相比, 的熔点较高。
解析:(1)CCl4、CS2是非极性溶 ( http: / / www.21cnjy.com )剂,根据相似相溶原理,CrO2Cl2是非极性分子。(2)苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的空间构型都是直线形,根据结构相似,相对分子质量越大范德华力越大,CS2的熔点高于CO2。
答案:(1)非极性 (2)①③ 直线形 CS2
6.如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)写出过氧化氢分子的电子式 。
(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是(填序号) 。
①分子中有极性键 ②分子中有非极性键 ③氧原子的轨道发生了sp2杂化 ④O—O共价键是p-p σ键 ⑤分子是非极性分子
(3)过氧化氢分子之间易形成氢键,该氢键的表示式是 。
(4)过氧化氢难溶于二硫化碳,主要原因是 ;过氧化氢易溶于水,主要原因是 。
(5)过氧乙酸也是一种过氧化物,它可以看作是过氧化氢分子中的一个氢原子被乙酰基()取代的产物,是一种常用的杀菌消毒剂。在酸性条件下过氧乙酸易发生水解反应生成过氧化氢。
①写出过氧乙酸发生水解反应的化学方程式(有机物用结构简式表示): 。
②过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是 。
解析:在H—O—O—H分子中,H—O键是极 ( http: / / www.21cnjy.com )性键,O—O键是非极性键。由于H2O2分子具有图中所示的空间结构,所以H2O2分子是极性分子。借助H2O分子中氧原子发生的原子轨道杂化可知,H2O2分子中氧原子的原子轨道杂化方式是sp3,所以O—O共价键不是p-p σ键。H—O—O—H分子中的O—H键决定了H2O2分子之间存在氢键。H2O2分子是极性分子,CS2分子是非极性分子,H2O2分子和CS2分子之间不能形成氢键,H2O2和CS2不发生化学反应,所以过氧化氢难溶于二硫化碳,可用“相似相溶”原理解释。H2O2分子和H2O分子中都含有O—H键,所以H2O2分子与H2O分子之间可形成氢键,氢键的形成能增大物质的溶解度。
答案:(1)H
(2)①②
(3)O—H…O—
(4)H2O2分子是极性分子,CS2分子是非极性分子 H2O2分子与H2O分子之间形成氢键
(5)①+H2OCH3COOH+H2O2
②过氧乙酸分子中有O—O键,有强氧化性
7.下图是元素周期表中的前四周期,①~⑥为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
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(1)根据元素原子的外围电子排布特征,元素周期表可划分为五个区域,①元素位于周期表的 区。
(2)②⑤两元素形成的化合物的立体构型为 ,其中心原子的杂化类型为 。
(3)元素④的氢化物是 分子(填“极性”或“非极性”)。
(4)①③两元素形成的最简单的化合物与 (写微粒符号)互为等电子体。
(5)元素⑥的氢氧化物不溶于水,但可溶于氨水中,该元素的离子与NH3间结合的作用力为 。
解析:①元素是H位于s区,② ( http: / / www.21cnjy.com )⑤两元素形成的化合物BF3的立体构型为平面三角形,其中心原子的杂化类型为sp2,NH3分子是极性分子,①③两元素形成的最简单的化合物CH4与N互为等电子体,元素⑥的离子Zn2+与NH3间结合的作用力为配位键。
答案:(1)s
(2)平面三角形 sp2杂化
(3)极性
(4)N
(5)配位键第二课时 溶解性 手性 无机含氧酸分子的酸性
教学建议
利用【新知导学·夯基础】,帮助学生进行知识梳理,形成知识体系,通过“练一练”,解决学生存在的难点、障碍点和辨析清相关的概念等问题。
以学生熟悉的氨的喷泉实验为讨论对象,利用思考题引导学生探讨影响物质溶解性的因素。结合例题和变式训练巩固基础知识。
以乳酸分子的手性异构与左右手对比关系,探 ( http: / / www.21cnjy.com )讨手性原子判断方法,以及手性分子之间的结构差异,并且了解手性分子的用途。利用例题和变式训练巩固基础知识。
以CH3COOH、H2CO3、H2SiO3酸性强弱比较实验和思考题为依据,探讨无机含氧酸的酸性强弱比较方法。利用例题和变式训练巩固基础知识。
参考资料
生命的手性之分
作为生命的基本结构单元,氨基酸也有手性之分。也就是说,生命最基本的东西也有左右之分。惊人的发现——组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋氨基酸。
我们已经发现的氨基酸约有20种,除了最简单的甘氨酸以外,其他氨基酸都有另一种手性对映体。检验手性的最好方法就是让一束偏振光通过它,使偏振光发生左旋的是左旋氨基酸,反之则是右旋氨基酸。通过这种方法的检验,人们发现了一个令人震惊的事实,那就是除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外,组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋氨基酸。
因为人是由左旋氨基酸组成的生命体,它不能很好地代谢右旋分子,所以食用含有右旋分子的药物就会成为负担,甚至造成对生命体的损害。
在手性药物未被人们认识以前,欧洲一些医生曾给孕妇服用没有经过拆分的消旋体药物“反应停”作为镇静剂,很多孕妇服用后,生出了无头或缺腿的先天畸形儿,这就是被称为“反应停”的惨剧。后来经过研究发现,“反应停”的R-对映体有镇静作用,但是S-对映体对胚胎有很强的致畸作用。
正是有了这个教训,所以现在的药物在研制成功后,都要经过严格的生物活性和毒性实验,以避免其中所含的另一种手性分子对人体的危害。
