第2课时 溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性
问题导学 1．溶解性
活动与探究1
请你完成下列两组实验，记录实验结果，并从分子结构的角度分析实验现象不同的原因。 实验一：按下图实验方案完成实验(加入试剂后振荡试管)。
实验二：按下图所示进行喷泉实验，哪个方案能获得成功？
迁移与应用
从碘水中提取碘，可供选择的有机试剂是( ) A．苯、酒精 B．汽油、甘油 C．四氯化碳、汽油 D．二硫化碳、乙醇
1．“相似相溶”原理是从分子结构的角度，通过实验的观察和研究而得出的关于物质溶解性的经验规律，也有不符合此规律的例外情况，如CO、NO等极性分子难溶于水。
2．“相似相溶”原理可以解释一些物质在某些溶剂中溶解的情况。
3．氢键影响物质的溶解性。如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3极易溶于水、C2H5OH与水能以任意比混溶，上述事实分别与NH3和H2O分子间、C2H5OH和H2O分子间形成氢键密切相关。
2．无机含氧酸的酸性 活动与探究2
(1)H3PO4、HClO4、H2SO4的酸性由强到弱的顺序是：________________；通过比较你得到什么结论？
(2)小明同学在网上查阅到酸性强弱的如下资料：酸性：HClO＞HBrO＞HIO，HClO2＞HBrO2＞HIO2，HClO3＞HBrO3＞HIO3，HClO4＞HBrO4＞HIO4。通过分析比较你能得到什么启示？
(3)根据(HO)mROn酸性强弱的判断方法，请你将①HNO2和HNO3；②HClO、HClO2、HClO3、HClO4改写成(HO)mROn的形式，比较n值，判断酸性由强到弱的顺序。
迁移与应用
判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：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。如下表所示：
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸 含氧酸 Cl—OH 非羟基氧 0 1 2 3 原子数 酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸 (1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性强弱相差很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可知它们的结构式分别为①__________，②__________。
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是①______________，②______________。
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：__________，写出反应的化学方程式：_________________________________________________________________。 比较含氧酸酸性强弱的方法：
1．根据元素周期表判断：元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
2．根据化合价判断：相同元素的含氧酸，成酸元素化合价越高，酸性越强。 3．根据非羟基氧原子数判断：
0 弱酸 如HClO??1 中强酸 如HSO
HRO：m－n＝?2 强酸 如HNO
??3 很强酸 如HClO
2
n
m
3
3
4
利用(HO)mROn比较酸性强弱时，当n相同时，可参考R元素的电负性，例如H2CO3
和H2SO3的n都是1，但电负性S＞C，非金属性S＞C，所以酸性H2SO3＞H2CO3。
4．根据化学反应判断：相对强酸可以制备相对弱酸。
如：H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，酸性：H2SO4＞H2SO3 3．手性
活动与探究3
下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A．CCl2F2 B．CH3CH2OH
C． D．
迁移与应用
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 ③A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④
手性原子的判断
判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。
当堂检测
1．下列物质中，属于易溶于水的一组是( ) A．CH4、CCl4、CO2 B．NH3、HCl、HBr C．Cl2、H2、N2 D．H2S、C2H6、SO2
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( ) ．．
④丙三醇
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＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 3．下列物质中不存在手性异构体的是( ) A．BrCH2CHOHCH2OH
B．
C．CH3CHOHCOOH D．CH2===CH2
4．下列物质易溶于水的是____________，易溶于CCl4的是____________。(均填编号)
①NH3 ②CH4 ③ ④HCl ⑤C2H4 ⑥Br2 ⑦HNO3 ⑧H2S
5．试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“＞”“＜”或“＝”)：H2SO4________H2SO3；HNO2________HNO3；HClO________HClO2；HClO3________HClO4；H3PO4________H3PO3。
参考答案
【问题导学】
活动与探究1：答案：实验一：①、④中蔗糖、碘分别溶解在H2O及CCl4中，而②、③蔗糖与碘没有完全溶解。由于蔗糖和水是极性分子，碘和四氯化碳是非极性分子，据“相似相溶”：蔗糖易溶于极性溶剂水中，不易溶于非极性溶剂四氯化碳；碘易溶于非极性溶剂四氯化碳，不易溶于极性溶剂水。
实验二：甲方案不能获得成功，乙方案能成功。
迁移与应用：C 解析：从碘水中提取碘要求碘在该有机试剂(萃取剂)中的溶解度比在水中的溶解度大，且有机溶剂与水互不相溶，只有这样才能使碘转移到有机溶剂中与水分离。碘属于非极性分子，易溶于苯、汽油、CCl4、乙醇等有机溶剂，但甘油、酒精由于分子中存在—OH，能与水互溶，所以不能用作萃取剂，故答案为C。
活动与探究2：答案：(1)HClO4＞H2SO4＞H3PO4 在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。
(2)在同一主族中，处于相同价态的不同元素，其含氧酸的酸性随成酸元素的原子序数递增，自上而下减弱。
(3)①HNO2：(HO)NO，n＝1；HNO3：(HO)NO2，n＝2。所以酸性：HNO3＞HNO2
②HClO：(HO)Cl，n＝0；HClO2：(HO)ClO，n＝1；HClO3：(HO)ClO2，n＝2；HClO4：(HO)ClO3，n＝3。所以酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。
迁移与应用：答案：(1)①
②
(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O ②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O
(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应 As(OH)3＋3HCl===AsCl3
＋3H2O
解析：(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。
活动与探究3：D 解析：中心原子连有四个不同的原子或基团，化合物的分子才具有
手性。A中C原子只连有Cl、F 2种原子，故A项错误；分子中两个
C原子分别连有2种和3种不同的原子或原子团，故B项错误；分子中1、
3号C原子结构对称，故2号C原子连有3种原子或原子团，1、3号相同连有2个氢原子，
3种不同原子或原子团，故C项错误；分子中2号C原子连有
—CH3、—H、—COOH、—OH 4种不同的原子或原子团，故D项正确。
迁移与应用：C 解析：写出各分子的结构简式： ①、②
、
③、④，可知①、②、
③中存在手性碳原子(用*标记的)，而④中中间的碳原子连有2个相同的—CH2OH，不是手性碳原子。
【当堂检测】
1．B 解析：水是极性溶剂，根据相似相溶原理，只有极性溶质才易溶于水。所以只有B项符合。
2．A 解析：根据S2Cl2的分子结构形状可知，它属于极性分子，选项A错误，B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＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，选项D正确。
3．D 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中
321，2号碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子或原子团，
BrCH2CHOHCH2OH所以存在手性异构体。B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中CH3CHOHCOOH，2号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。
4．答案：①④⑦⑧ ②③⑤⑥ 5．答案：＞ ＜ ＜ ＜ ＞
解析：本题考查无机含氧酸酸性强弱的比较，中心原子相同时，可比较(HO)mROn中n值大小，n越大，酸性越强。
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