第2课时 溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性
学业要求 1.知道物质的溶解性与分子结构的关系,了解“相似相溶”规律。 2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。 3.会判断常见无机含氧酸酸性强弱。 素养对接 微观探析:键的极性和分子的极性。 模型认知:运用“相似相溶”规律判断物质的溶解性、运用无机含氧酸酸性强弱理论判断无机含氧酸酸性的强弱。
[知 识 梳 理]
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。如蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳,难溶于水。 2.影响物质溶解性的因素
(1)外界因素:主要有温度、压强等。
(2)氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好(填“好”或“差”)。 (3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越大。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显较小。
(4)溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大。如SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大。 【自主思考】
1.有机溶剂都是非极性溶剂吗?
提示 有机溶剂大多数是非极性溶剂,如CCl4、C6H6等,但也有少数的极性溶剂,如酒精。 二、手性 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,互称手性异构体。
2.手性分子
有手性异构体的分子叫做手性分子。如乳酸()分子。
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。 【自主思考】
2.强酸的水溶液酸性一定比弱酸的水溶液酸性强吗?
提示 不一定,如很稀的稀硫酸的酸性没有饱和亚硫酸溶液的酸性强,溶液的酸性强弱除与酸的强弱有关外,还与酸溶液浓度大小有关。
[自 我 检 测]
1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。 (1)卤化氢易溶于水,不易溶于四氯化碳。( ) (2)碘易溶于汽油,微溶于水。( )
(3)氯化钠易溶于水,也易溶于食用油。( ) (4)丁烷易溶于煤油,难溶于水。( )
(5)互为手性异构的分子组成相同,官能团不同。( ) (6)手性异构体的性质不完全相同。( ) (7)手性异构体是同分异构体的一种。( )
(8)利用手性催化剂合成可得到或主要得到一种手性分子。( ) (9)H3PO4的酸性比盐酸强。( ) (10)碳酸和亚硫酸的酸性不好比较。( ) (11)硝酸与磷酸的强度一样。( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)× (10)× (11)×
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”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。 答案 C
3.下列说法不正确的是( ) 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.手性异构体的分子组成相同 D.手性异构体的性质相同
解析 互为手性异构体的分子如同左右手一样互为镜像,A项正确;在手性催化剂的作用下,手性化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种稳定的过渡态,从而会诱导出一种手性分子,B项正确;手性异构体属于同分异构体,分子组成相同,C项正确;手性异构体的物理性质和化学性质都不相同,D项错误。 答案 D
4.下列含氧酸的酸性强弱顺序正确的是( ) A.HClO<HBrO<HIO C.HIO>HClO>HBrO
B.HClO>HBrO>HIO D.HBrO>HIO>HClO
解析 一般来说,同主族相同化合价的不同元素形成的含氧酸的酸性随元素原子半径的减小而增强,由于半径:Cl<Br<I,故酸性:HClO>HBrO>HIO。 答案 B
学习任务一 手性分子 【合作交流】
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:
1.手性碳原子连接的基团有何特点?
提示 手性碳原子连接四个不同的原子或原子团。
2.有机物
后,其产物还有手性吗?
具有手性,其与H2发生加成反应
提示 原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子,与H2加成后,该碳原子连有两个乙基,不再具有手性。 【点拨提升】
判断手性分子或手性异构体的方法关键
(1)判断手性异构体的关键是分子要有完全相同的组成和原子排列,互为镜像,在三维空间里不能重叠。注意使用左手与右手来模拟理解。
(2)判断分子是否为手性分子就要判断分子中是否含有手性碳原子。
如果1个碳原子所连接的4个原子或原子团各不相同,那么该碳原子称为手性碳
原子,用*C来表示,如团。
,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或原子
【例1】 在有机物分子中含有________
个手性碳原子。该有机物与乙酸发生酯化反应,生成的有机物的结构简式是________________,它________(填“有”或“没有”)光学活性。
解析 分子中连接CH3COOCH2—、—H、—CH2CHO、—CH2OH 4个不同原子团
的碳原子是手性碳原子;发生酯化反应后,—CH2OH变为,
原来的手性碳原子上连接了2个相同的基团,不再是手性碳原子,因而没有光学活性。
答案 1 没有
连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子。
【变式训练】
1.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 C.③
B.② D.②③
解析 ②号碳原子连接的为CH3—、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。 答案 B
2.下列物质中不存在手性异构体的是( )
A.BrCH2CHOHCH2OH C.CH3CHOHCOOH
B.
D.CH2===CH2
解析 判断一种有机物是否具有手性异构体,要看其是否含有手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子,饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。A项中
,2号碳原子是饱和碳原子,且连有四个不同的原
子或原子团,所以存在手性异构体。B项中带*的碳原子
是饱和碳原子,且连有四个不同的原子团,所以存在手性异构体。C项中
,2号碳原子是饱和碳原子,且连有四个不同的原子,所
以存在手性异构体。