2019_2020学年高中化学第2章分子结构与性质第3节分子的性质第3课时溶解性手性无机含氧酸分子的酸性课后限时作业含解析新人教版选修3.doc

第3课时 溶解性 手性 无机含氧酸分子的酸性
(建议用时：35分钟)
知识点
基础训练
能力提升
1.溶解性
1,2,8,9
12,13,14，15,16,17
2.手性判断
3,6,7
3.无机含氧酸酸性
4,5,10,11
[基础训练]
1．下列物质在水中溶解度的顺序正确的是(　　)
A．NH3＞HCl＞CO2＞SO2＞Cl2
B．SO2＞CS2＞H2S>S8
C．HOCH2(CHOH)4CHO＞C17H35COOH＞HCOOH
D．HF＞CO2＞CH4
D　解析 水为极性分子，能与水形成分子间氢键、与水反应的气体在水中溶解度大。CO2是非极性分子，SO2是极性分子，故SO2在水中的溶解度大于CO2，A项错误；CS2是非极性分子，溶解度小于SO2、H2S，B项错误；HCOOH与水形成氢键，能与水混溶，同类有机物的相对分子质量越大，极性越弱，在水中的溶解度越小，C项错误；HF与水形成氢键，CH4和CO2都是非极性分子，而CO2与水反应，故HF的溶解度最大，CH4最小，D项正确。
2．用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，据图分析，这两种液体分子的溶解性正确的是(　　)

A．A极易溶于水　　 B．B极易溶于水
C．A与B能相互溶解　　 D．A和B都难溶于水
B　解析 当带电体靠近时，极性分子形成的液体能偏移，故A为非极性分子形成的液体，B为极性分子形成的液体，根据“相似相溶”原理，可知B项正确。
3．下列说法不正确的是(　　)
A．互为手性异构的分子组成相同，官能团不同
B．手性异构体的性质不完全相同
C．手性异构体是同分异构体的一种
D．利用手性催化剂合成可得到或主要得到一种手性分子
A　解析 互为手性异构的分子，含有的官能团完全相同，只是在空间排列的方式不同。
4．已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，则m＝2，n＝2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸酸性最强的是 (　　)
A．HClO3　　 B．H2SeO3
C．H2BeO2 　　 D．HMnO4
D　解析 HClO3可写成ClO2(OH)，m＝2；H2SeO3可写成SeO(OH)2，m＝1；H2BeO2可写成Be(OH)2，m＝0；HMnO4可写成MnO3(OH)，m＝3，D项正确。
5．元素X和Y属于同一主族。元素X和氢组成的化合物(X显－2价)在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%，下列说法正确的是(　　)
A．两种元素分别为C和Si，且酸性：H2CO3>H2SiO3
B．两种元素分别为N和P，且酸性：HNO3>H3PO4
C．两种元素分别为O和S，且酸性：H2SO4>H2SO3
D．两种元素分别是Mg和Ca，且碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2
C　解析 根据题给信息可知元素X为O，则元素Y为S。根据非羟基氧原子数越多，酸的酸性越强，可知酸性：H2SO4>H2SO3。
6．有且只有一个手性碳原子的有机物分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)
①新戊烷[(CH3)4C]　②乳酸[CH3CH(OH)COOH]
③甘油HOCH2CH(OH)CH2OH　
A．①②③　　 B．②和④
C．①和③　　 D．②③④
B　解析 在②乳酸分子中与甲基相连的碳原子为手性碳原子，在④所示的分子中，连有羟基的碳原子为手性碳原子。
7．下列有机物中含有两个手性碳原子的是(　　)

B　解析 由有机物的结构可以看出，A、C、D三项中没有手性碳原子；B项中每个与氯原子相连的碳原子都是手性碳原子。
8．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
A　解析 H2O和酒精互溶，酒精不能用于萃取碘水中的碘。
9．374 ℃、22.1 MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－，由此可知超临界水(　　)
A．显中性，pH等于7
B．表现出非极性溶剂的特性
C．显酸性，pH小于7
D．表现出极性溶剂的特性
B　解析 超临界水仍然呈中性，但pH不为7，A、C项错误；一般来说，有机物极性均较小，根据“相似相溶”的规律，B项正确、D项错误。
10．下列无机含氧酸，酸性最强的是(　　)
A．HNO2　　 B．H2SO3　　　　
C．HClO3　　 D．HClO4
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，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，D项中HClO4中的Cl为＋7价，是Cl元素中的最高价，酸性最强。
11．(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①苯、②CH3OH、③HCHO、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。
(3)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“＝”)：
①H2SO4________H2SO3；②HNO2________HNO3；
③HClO________HClO2; ④H3PO4________H3PO3。
解析 (1)CCl4、CS2是非极性溶剂，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。(3)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。
答案 (1)非极性　 (2)①③　直线形　CS2　(3)①>　②<　③<　④>
[能力提升]
12．物质在不同溶剂中的溶解性一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置不宜用于HCl尾气吸收的是(　　)

　 　　A　　　　　　　B　 　　　 　C　　　　　　　　D
C　解析 HCl是极性分子，易溶于水而不溶于CCl4。C项装置易发生倒吸，而A、D项装置分别使用了倒置漏斗和球形干燥管，能防止倒吸；B项装置中HCl气体先通过CCl4，由于HCl不溶于CCl4，HCl经过CCl4后再被上层的水吸收，也可以有效防止倒吸。
13．下列对分子的性质的解释中，不正确的是(　　)
A．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致
B．乳酸分子中含有一个手性碳原子
C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D．由图知酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数

A　解析 水分子稳定的原因是水分子中H—O键牢固，而与氢键无关。
14．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
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4个取代基不同，仍具有手性；发生水解反应后，该碳原子所连4个取代基也不同，仍具有手性；当发生消去反应后，该碳原子与相邻碳原子形成双键，不再具有手性。
15．20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(m－n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸酸性的强弱与非羟基氧原子数(m－n)的关系如表。
m－n
0
1
2
3
含氧酸酸性强弱
弱
中强
强
很强
实例
HClO
H3PO4
HNO3
HClO4
试简要回答下列问题：
(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(2)按此规则判断碳酸应属于________酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？
________，其可能的原因是________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)根据题中非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可判断。(2)H2CO3中非羟基氧原子数目为1，应为中强酸，与通常认为它是弱酸不一致。
答案 (1)HMnO4>H2CrO4>H3AsO4　(2)中强　不一致
CO2在水中溶解度不大，形成的H2CO3又容易分解
16．(1)1848年巴斯德用手工在光学显微镜下把左型酒石酸盐晶体和右型酒石酸盐晶体分开的实验曾被选为化学史上十项最美的实验之首。请回答下列问题：
a．左型酒石酸盐晶体和右型酒石酸盐晶体的关系是___________________________。
b．下列化合物中具有与左、右型酒石酸盐的关系相同的是________。(填序号)
①丙烯酸甲酯　②葡萄糖　③CHClBrCH2F　④甘油　⑤2－氨基丙酸　⑥乳酸
(2)化学是一个美丽的学科，它向我们展示了微观世界中分子原子的规律。根据无机含氧酸的酸性规律，将下列四种无机含氧酸按酸性相近两两组成一组，它们是________和________，________和________。(填序号)
①H3PO4　②HClO　③H3BO3　④HNO2
解析 (1)左型酒石酸盐晶体和右型酒石酸盐晶体互为异构体，两者互为镜像，故为手性异构体。在分子中如果有手性碳原子则一定有手性异构体，在给定的六种物质中，②③⑤⑥四种物质中都有手性碳原子。(2)在无机含氧酸中，非羟基氧原子数越多，酸性越强，在①④中含有一个非羟基氧原子，在②③中没有非羟基氧原子。
答案 (1)手性异构体　②③⑤⑥　(2)①　④　②　③
17．回答下列问题：
(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。
下列因素与NH3的水溶性没有关系的是__________。(填字母)　
a．NH3和H2O都是极性分子
b．NH3在水中易形成氢键
c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
d．NH3是一种易液化的气体
(2)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构型。Ni(CO)4易溶于下列________。(填字母)
a．水　　　　 B．CCl4　　　　
c．C6H6(苯)　　　　 D．NiSO4溶液
(3)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下列分子中若有手性碳原子，请用“*”标出；若无手性碳原子，此小题不必作答。
A．　　 B．
C． D．CH3CHClCH2CHO
解析 (1)NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，及NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。(2)由题知Ni(CO)4为共价化合物分子，且是非极性分子，根据“相似相溶”规律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(3)从有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。(4)手性碳原子必须连有4个不同的原子或原子团。
答案 (1)d　(2)bc
(3)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O分子间形成氢键，而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键
(4)

- 6 -