2024-2025學年高中化學第2章分子結構與性質第3節(jié)第2課時溶解性手性和無機含氧酸分子的酸性作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGE7-第2課時溶解性、手性和無機含氧酸分子的酸性A級·基礎鞏固練一、選擇題1．小明同學在學習鈉的化合物性質時，記錄了以下四個化學反應方程式：①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓②Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑③Na2CO3＋H2SO3=Na2SO3＋H2O＋CO2↑④Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑請你依據(jù)學過的學問推斷4個反應中的4種含氧酸，其中酸性最強的是(A)A．H2SO4 B．H2SO3C．H2SiO3 D．H2CO3解析：都是二元酸，H2SO4中非羥基氧原子個數(shù)最多。2．溴單質、碘單質在四氯化碳中比在水中溶解度大的緣由是(C)A．溴單質、碘單質和四氯化碳中都含有鹵素B．溴、碘是單質，四氯化碳是化合物C．Br2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子D．以上說法都不對解析：Br2、I2以及CCl4都是非極性分子，而水是極性分子，依據(jù)“相像相溶”規(guī)律可知溴、碘單質在四氯化碳中比在水中溶解度大。3．現(xiàn)已知O3分子為V形結構，O3在水中的溶解度和O2比較(C)A．O3在水中的溶解度和O2一樣B．O3在水中的溶解度比O2小C．O3在水中的溶解度比O2要大D．無法比較解析：因O3為V形結構，為極性分子，O2為非極性分子，依據(jù)“相像相溶”規(guī)律可知，O3在水中的溶解度比O2大，C項正確。4．下列有機物中含有兩個手性碳原子的是(B)解析：由有機物的結構可以看出，A、C、D三項中沒有手性碳原子；B項中每個與氯原子相連的碳原子都是手性碳原子。5．下列各組酸中，酸性依次增加的是(D)A．H2CO3、H2SiO3、H3PO4B．HNO3、H3PO4、H2SO4C．HI、HCl、H2SD．HClO、HClO3、HClO4解析：碳酸的酸性要強于硅酸，A錯；磷酸是中強酸，硝酸和硫酸是強酸，B錯；H2S是弱酸，C錯；對于同一種元素的含氧酸，該元素的化合價越高，對應酸的酸性越強，D正確。二、非選擇題6．3－氯－2－氨基丁酸的結構簡式為。一個3－氯－2－氨基丁酸分子中含有__2__個手性碳原子。其中一對對映異構體用簡潔的投影式表示為，則另一對對映異構體的簡潔投影式為和____。解析：依據(jù)手性碳原子四周連接四個不同的原子或原子團這一規(guī)律可以推斷該物質分子的手性碳原子個數(shù)；參照實例可以知道對映異構體關系就像我們照鏡子一樣，其另一種就是該種物質在鏡子中的“鏡像”。7．含氧酸的酸性強弱與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關，n越大，酸性越強。一般n＝0為弱酸，n＝1為中強酸，n＝2為強酸，n＝3為很強酸。依據(jù)試驗事實可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亞磷酸(H3PO3)是中強酸。(1)這兩種酸的結構式分別為____、____。(2)亞磷酸是__二__元酸，它與過量的NaOH溶液反應的化學方程式為__H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O__。(3)次磷酸是一種一元酸，化學式為H3PO2，它的結構式為____。解析：由題給信息可知，硼酸(H3BO3)是弱酸，故H3BO3分子中無非羥基氧原子，即3個O均以羥基形式存在，其結構式為，而亞磷酸是中強酸，說明其分子中有一個非羥基氧原子，則其結構式為，由結構式不難看出，亞磷酸分子中有兩個羥基，為二元酸。而次磷酸是一種一元酸，化學式為H3PO2，分子中含有一個羥基，故它的結構式為。8．推斷含氧酸酸性強弱的一條閱歷規(guī)律是：含氧酸分子結構中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強。如下表所示：含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數(shù)的關系次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸Cl—OH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強酸強酸最強酸(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相像，但它們的酸性強弱相差很大，H3PO3是中強酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可知它們的結構式分別為①____，②____。(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應的化學方程式分別是①__H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O__，②__H3AsO3＋3NaOH=Na3AsO3＋3H2O__。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應狀況__H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應，H3AsO3可與鹽酸反應__，寫出反應的化學方程式__As(OH)3＋3HCl=AsCl3＋3H2O__。解析：(1)已知H3PO3為中強酸，H3AsO3為弱酸，依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個非羥基氧原子，H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過量NaOH溶液反應的化學方程式的書寫，需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸，從題給信息可知，含氧酸分子結構中含幾個羥基氫，則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸，H3AsO3為三元酸。(3)H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應；H3AsO3為兩性物質，可與鹽酸反應。B級·實力提升練一、選擇題1．下列對分子及其性質的說明中，不正確的是(C)A．碘易溶于四氯化碳、甲烷難溶于水都可用“相像相溶”規(guī)律說明B．乳酸[CH3CH(OH)COOH]中存在一個手性碳原子C．H2O比H2S穩(wěn)定是由于水分子間可以形成氫鍵D．已知酸性：H3PO4>HClO，是因為H3PO4分子中有1個非羥基氧原子，而HClO分子中非羥基氧原子數(shù)目為0解析：碘是非極性分子，易溶于非極性溶劑四氯化碳，甲烷屬于非極性分子，難溶于極性溶劑水，所以都可用“相像相溶”規(guī)律說明，A正確；碳原子連接四個不同的原子或原子團時，該碳原子為手性碳原子，所以中加“*”的碳原子為手性碳原子，B正確；H2O的沸點比H2S高是由于水分子間可以形成氫鍵，H2O比H2S穩(wěn)定是由于水分子中的H—O鍵比硫化氫分子中的H—S鍵強，C錯誤；H3PO4的非羥基氧原子數(shù)大于HClO的非羥基氧原子數(shù)，所以磷酸的酸性大于次氯酸，D正確。2．元素X和Y屬于同一主族。元素X的負二價氫化物在通常狀況下是一種液體，其中X的質量分數(shù)為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化合物。在這兩種化合物中，X的質量分數(shù)分別為50%和60%。下列說法正確的是(C)A．兩種元素分別為C和Si，且酸性H2CO3>H2SiO3B．兩種元素分別為N和P，且酸性HNO3>H3PO4C．兩種元素分別為O和S，且酸性H2SO4>H2SO3D．兩種元素分別是Mg和Ca，且堿性Ca(OH)2>Mg(OH)2解析：依據(jù)負二價的元素X與氫化合的產物在通常狀況下是一種液體，可知該元素為O，則Y為S元素；依據(jù)非羥基氧原子數(shù)越多，酸的酸性越強可知，酸性H2SO4>H2SO3。3.在水中，水分子可彼此通過氫鍵形成(H2O)n的小集團。在肯定溫度下(H2O)n的n＝5，每個水分子被4個水分子包圍著形成四面體。(H2O)n的n＝5時，下列說法中正確的是(B)A．(H2O)n是一種新的水分子B．(H2O)n仍保留著水的化學性質C．1mol(H2O)n中有2個氫鍵D．1mol(H2O)n中有4mol氫鍵解析：(H2O)n是H2O分子之間通過氫鍵結合而成的，氫鍵不屬于化學鍵，因此(H2O)n不是一種新的分子，(H2O)n仍保留著水的化學性質。(H2O)n中每個氫原子共享到一個氫鍵，折合每摩爾水有2NA個氫鍵，當n＝5時，1mol(H2O)5所含氫鍵數(shù)相當于5molH2O分子含有的氫鍵數(shù)，應為10NA個。4．科學家發(fā)覺鉑的兩種化合物(短線表示化學鍵)，a為，b為二者有不同的特性，a具有抗癌作用，而b沒有。a和b互為(A)A．同分異構體 B．同素異形體C．同位素 D．同一物質解析：視察a、b的組成和結構可知：二者分子式相同，空間結構不同，屬于同分異構體。5．下列說法不正確的是(C)A．HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增加B．蘋果酸含有1個手性碳原子C．HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的緣由之一是與H2O分子均形成氫鍵D．以極性鍵結合的分子不肯定是極性分子解析：HCl與H2O不能形成氫鍵。二、非選擇題6．如圖所示是過氧化氫(H2O2)分子的空間結構示意圖。(1)寫出過氧化氫分子的電子式____。(2)下列關于過氧化氫的說法中正確的是(填序號)__①②__。①分子中有極性鍵②分子中有非極性鍵③氧原子的軌道發(fā)生了sp2雜化④O—O共價鍵是p—pσ鍵⑤分子是非極性分子(3)過氧化氫分子之間易形成氫鍵，該氫鍵的表示式是__O—H…O—__。(4)過氧化氫難溶于二硫化碳，主要緣由是__H2O2分子是極性分子CS2分子是非極性分子__；過氧化氫易溶于水，主要緣由是__H2O2分子與H2O分子之間形成氫鍵__。(5)過氧乙酸也是一種過氧化物，它可以看作是過氧化氫分子中的一個氫原子被乙?；?)取代的產物，是一種常用的殺菌消毒劑。在酸性條件下過氧乙酸易發(fā)生水解反應生成過氧化氫。①寫出過氧乙酸發(fā)生水解反應的化學方程式(有機物用結構簡式表示)：____。②過氧乙酸用作殺菌消毒劑的緣由是__過氧乙酸分子中有O—O鍵，有強氧化性__。解析：在H—O—O—H分子中，H—O鍵是極性鍵，O—O鍵是非極性鍵。由于H2O2分子具有圖中所示的空間結構，所以H2O2分子是極性分子。借助H2O分子中氧原子發(fā)生的原子軌道雜化可知，H2O2分子中氧原子的原子軌道雜化方式是sp3，所以O—O共價鍵不是p－pσ健。H—O—O—H分子中的O—H鍵確定了H2O2分子之間存在氫鍵。H2O2分子是極性分子，CS2分子是非極性分子，所以過氧化氫難溶于二硫化碳，可用“相像相溶”原理說明。H2O2分子和H2O分子中都含有O—H鍵，所以H2O2分子與H2O分子之間可形成氫鍵，氫鍵的形成能增大物質的溶解度。7．(1)1848年巴斯德用手工在光學顯微鏡下把左型酒石酸鹽晶體和右型酒石酸鹽晶體分開的試驗曾被選為化學史上十項最美的試驗之一。請回答下列問題：a．左型酒石酸鹽晶體和右型酒石酸鹽晶體的關系是__手性異構體__。b．下列化合物中含有手性碳原子的是__②③⑤⑥__(用序號表示)。①丙烯酸甲酯：CH2=CHCOOCH3(2)化學是一門漂亮的學科，它向我們展示