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1、2022年高中化学第二章分子结构与性质第三节分子的极性第2课时课时作业新人教版选修目标导航1.能够根据“相似相溶”规律会分析物质在不同溶剂中的溶解性的变化。2.认识手性异构体的手性分子，会判断手性碳原子。3.学会常见无机含氧酸酸性的判断方法。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。
2、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。【议一议】1为什么NH3极易溶于水，而CH4难溶于水？答案NH3是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与H2O分子之间还可以形成氢键，使得NH3更易溶于水。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【议一议】2手性分
3、子有什么用途？答案(1)常见的手性分子：构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子，两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必含手性碳原子。(2)手性分子的应用：生产手性药物、生产手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。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。【议一议】3强酸溶液的酸性一定强于弱酸溶液的酸性吗？答案不一定。溶液的酸性取决于溶液中c(H)的大小，c(H)越大，溶液的酸性越强。一、手性分子【例1】下列物质中不存在手性异构体的是()ABrC
4、H2CHOHCH2OH CCH3CHOHCOOH DCH3COCH2CH3答案D解析若同一个碳原子上连接四个不同的原子或原子团，则该碳原子称为手性碳原子，含有手性碳原子的物质存在手性异构体，D项中不含手性碳原子，不存在手性异构体。规律总结1手性碳原子连接四个不同原子或原子团的碳原子，称为手性碳原子，常用*C表示：如R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。2手性分子具有完全相同的组成和原子排列的、互为镜像而不能重叠的一对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子(虽然两个分子的结构从平面上看一模一样，但在空间上构成了实物和镜像的关系，可以比作左右手的关系，所以叫手性分子)。手性分子
5、中的不对称碳原子称为手性碳原子。例如：CHBrClF是一个简单的手性分子，如下图1所示的两个分子互为镜像。又如，丙氨酸分子(手性碳原子上连接H、CH3、NH2、COOH)的手性可表示为下图2。变式训练1有机物具有手性，发生下列反应后，分子仍有手性的是()与H2发生加成反应与乙酸发生酯化反应发生水解反应发生消去反应A B C D答案B解析原有机物中与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；与乙酸发生酯化反应后，该碳原子所连四个取代基不同，仍具有手性；发生水解反应后，该碳原子所连四个取代基也不同，仍具有手性；当发生消去反应时，原手性碳原子生成双键后不再具有手
6、性。故选B。二、无机含氧酸的酸性【例2】20世纪60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(mn)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(mn)的关系如下表：mn0123含氧酸酸性强弱弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4试简要回答下列问题：(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为_。(2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构：_ _。(3)按此规则判断碳酸应属于_酸，与通常认为的碳酸的强
7、度是否一致？_，其可能的原因是_。答案(1)H3AsO4H2CrO4HMnO4(3)中强不一致溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3解析(1)根据题中非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可得：H3AsO4H2CrO4HMnO4mn 1 2 3酸性：H3AsO4H2CrO4H3AsO3，则H3PO3中非羟基氧原子的数目应大于H3AsO3中非羟基氧原子的数目，且H3AsO3为弱酸，所以可推知H3AsO3中没有非羟基氧原子，它们的分子结构分别为(3)H2CO3中非羟基氧原子数为1，应为中强酸，与通常认为的碳酸是弱酸不一致。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。规律总结比较含氧
8、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：HnROm：mn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SC，非金属性SC，所以酸性H2SO3H2CO3。4根据化学反应判断：相对强酸可以制备相对弱酸。如：H2SO4Na2SO3=Na2SO4H2OSO2，酸性：H2SO4H2SO3。变式训练2下列各组酸中，酸性依次增强的是()AH2CO3、H2SiO3、H3PO4BHNO3、H3PO
9、4、H2SO4CHI、HCl、H2SDHClO、HClO3、HClO4答案D解析A项中非金属性CSi，故酸性H2CO3H2SiO3；B项中非金属性NP，故酸性HNO3H3PO4；C项中酸性HIHClH2S；D项中HClO、HClO3和HClO4的非羟基氧原子数逐渐增多，故酸性逐渐增强。三、溶解性【例3】欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是()A酒精 B四氯化碳 C直馏汽油 D苯答案A解析单质碘(I2)是含有非极性键的非极性分子，根据“相似相溶”规律，可知碘易溶于非极性溶剂。而CCl4、直馏汽油(极性非常弱，可视为非极性分子)、C6H6等为非极性溶剂，且它们与水的密度差别较大，容易分层，所以B、
10、C、D选项可以作为碘的萃取剂。而酒精容易与水、碘互溶，不分层，故不能用作萃取剂。规律总结1“相似相溶”规律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”规律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。变式训练3碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为
11、()ACCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大BCCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子CCCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素DCCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子答案D解析根据相似相溶规律：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，所以碘单质在水溶液中溶解度很小，在CCl4中溶解度很大。1利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是()HCl易溶于水I2微溶于水Cl2能溶于水N
12、H3易溶于水A B C D答案A解析HCl、NH3、H2O均属于极性分子，I2、Cl2均属于非极性分子，根据“相似相溶”规律知HCl、NH3易溶于水，I2微溶于水，Cl2溶于水是因为Cl2与H2O反应生成HCl和HClO。2下列有机物分子具有手性异构体的是()ACCl4 BCH3CH2ClC DCH3CH2COOH答案C解析存在手性异构体的分子中一定存在至少一个连接着4个不同基团的碳原子，因此4个选项只有C项中标有“*”的碳原子是手性碳原子，其余碳原子均不是手性碳原子。3无机含氧酸的化学式可以用XOn(OH)m表示，n值越大，m值越小，则该酸的酸性就越强。硫酸和磷酸的结构分别为，则下列叙述正确
13、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，磷酸是三元酸答案D解析硫酸是二元强酸，磷酸是三元中强酸。4下列物质易溶于水的是_，易溶于CCl4的是_(均填编号)。NH3CH4HClC2H4Br2HNO3SO2答案解析根据“相似相溶”规律，水为极性溶剂，NH3、HCl、HNO3、SO2为极性分子，所以它们易溶于水。CCl4为非极性溶剂，CH4、C2H4、Br2为非极性分子，易溶于CCl4。5含氧酸的通式可写为(HO)mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n0为弱酸，n1为中强酸，n2为强酸，n3为超强酸。据实验
14、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，故其结构式为，而亚磷酸是中强酸，说明分子中有两个羟基，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，故为二元酸，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6双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图
15、所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为9352，而两个OH键与OO键的夹角均为9652。试回答：(1)H2O2分子的电子式为_，结构式为_。(2)H2O2分子中存在_键和_键，为_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)H2O2难溶于CS2，其原因是_。(4)H2O2分子中氧元素的化合价为_，原因是_。答案(1) HOOH(2)极性非极性极性(3)因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知H2O2难溶于CS2(4)1因为OO键为非极性键，OH键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显1价解析(1)H2O2分子的空间构型为不对称结
16、构，应为极性分子，含有OO非极性键和OH极性键。(2)根据“相似相溶”规律可知，H2O2难溶于非极性溶剂CS2。(3)共用电子对的偏移决定了元素在化合物中的化合价。经典基础题1下列化合物中含有手性碳原子的是()ACCl2F2 BCH3CH2OHC D答案D解析中心原子连有四个不同的原子或原子团，化合物的分子才具有手性。A中C原子只连有Cl、F两种原子，故A项错误；CH3CH2OH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；2下列无机含氧酸分子中酸性
17、最强的是()AHNO2 BH2SO3 CHClO3 DHClO4答案D解析对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HNO23HNO35；H2SO34H2SO46；HClO35HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数答案A解析水分子稳定的原因是因为水分子中HO键牢固，而与氢键无关。11下列说法中正确的是()ACH4、C2H2、HCN都是含有极性键的非极性分子BCO2与SO2的立体构型相似，都是非极性分子CCHCCHCH3CH=CHCH3分子中含有1个手性碳原子D无机含氧酸分子中有几个氢原子，它就属于几元酸答案C解析HCN是极性分子，SO2是极性
18、分子(V形)，A、B错；C中第3个(连CH3)碳原子是手性碳原子；H3BO3、H3PO3中均有3个氢原子，但前者为一元酸，后者为二元酸。能力提升题12(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是_(填“极性”或“非极性”)分子。(2)在苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有_(填序号)，CS2分子的立体构型是_。CO2与CS2相比，_的熔点较高。答案(1)非极性(2)直线形CS2解析(1)CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。(2)苯、CH3OH、HCHO
19、、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的立体构型都是直线形，根据结构相似，相对分子质量越大范德华力越大，熔、沸点越高，故CS2的熔点高于CO2。13短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb；C：csccp2c，A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子BC2BA4A2C2BE4中属于极性分子的是_(填序号)。(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，
20、其原因是_。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为_、_。DE4在前者中的溶解性_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高以低的顺序为_(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_(填化学式)。答案(1)(2)H2O分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4CCl4CH4(5)HClO4HClO3HClO2HClO解析由s轨道最多可容纳2个电子，且A与B在不同周期可得：a1，bc2，即A为H，B为C，C为O，由D与B同主族，
21、且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为Cl。(1)、分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂(苯)中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4CCl4CH4。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO
22、4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m1；n0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4HClO3HClO2HClO。14均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2，3，4，6。A和C分子中两种元素的原子个数比均为11，B和D分子中两种元素的原子个数比均为12。D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题：(1)A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素的第一电离能由大到小排列的顺序为_(用元素符号回答)。(2)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是_。(3)B分子的空间构型为_形，该分子属于_分子(填“极性”或“非
23、极性”)。由此可以预测B分子在水中的溶解度较_(填“大”或“小”)。(4)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为_(填化学式)。若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱：HXO_HXO3_HXO4；H2YO3_H2YO4。(5)D分子中心原子的杂化方式是_，由该原子组成的单质分子中包含_个键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为_。答案(1)NOClS(2)HF分子之间存在氢键而HCl分子之间只存在范德华力(3)V极性大(4)HClO4H2SO4OClS。(2)A为HCl，因为HF的分子之间存在氢键和范德华力，而HCl分子之间只存在范德华力，
24、所以HF的熔、沸点高于HCl。(3)B分子为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O分子中O原子为sp3杂化，分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子。(4)A、B的中心原子为Cl和S，形成的酸为HClO4和H2SO4，因为非金属性ClS，所以酸性HClO4H2SO4；X、Y的化合价越高，酸性越强，所以HClOHClO3HClO4；H2SO3H2SO4。(5)D分子为N2H4，其结构为NHHNHH，N原子采取sp3杂化，N2的结构为NN，其中有1个键，2个键。15碘在不同的溶剂中会呈现不同的颜色。一般认为，溶液呈紫色表明溶解的“碘分子”并未和溶剂分子发生很强的作用。石蜡油属于石油分馏
25、产品，精制石蜡油是一种良好的有机溶剂。已知不同温度下，碘溶解在石蜡油中，溶液呈紫色或棕色。请回答：(1)碘单质易溶于石蜡油，下列原因分析中错误的是(用序号填空)_。碘分子与石蜡油中的分子之间能形成氢键碘分子与石蜡油中的分子之间的范德华力较大碘单质易跟石蜡油发生化学反应(2)碘的石蜡油溶液，温度低时溶液呈_色，温度高时溶液呈_色，呈现不同颜色的主要原因是_。答案(1)(2)棕紫温度低时范德华力大，碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力强，碘的石蜡油溶液颜色深；温度高时范德华力小，碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力弱，碘的石蜡油溶液颜色浅解析本题考查的是“相似相溶”规律。石油是多种烷烃、环烷烃、芳香烃
26、等的混合物，石蜡油属于石油分馏产物，因此，碘单质跟石蜡油通常不发生化学反应；碘分子与石蜡油中的分子也不具备形成氢键的条件。碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力是范德华力。温度升高，范德华力减小，温度降低，范德华力增大。由题中所提供的信息可知，当碘分子与溶剂分子之间的作用力较弱时，溶液呈紫色；当碘分子与溶剂分子之间的作用力较强时，溶液呈棕色。16PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体结构_。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的立体构型图：淡黄色固体_，
27、黄绿色固体_。(3)淡黄色固体物质由_组成，黄绿色固体物质由_组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是_。答案(1)平面正方形结构 (3)非极性分子极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶”规律可知前者在水中的溶解度大于后者解析(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面正方形结构，若为四面体结构则无同分异构体。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为由于淡黄色固体在水中的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为，则黄绿色固体为极性分子，其结构为。(3)根据“相似相溶”规律可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。
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