高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质第三节 分子的性质第3课时一课一练

第3课时　溶解性　手性　无机含氧酸分子的酸性

基础过关练

题组一　溶解性

1.根据“相似相溶”规律,你认为相同条件下,下列物质在水中溶解度较大的是(　　)

A.乙烯 B.二氧化碳

C.二氧化硫 D.氢气

2.相同条件下,下列化合物在水中的溶解度,排列顺序正确的是(　　)

a.HOCH2CH2CH2OH b.CH3CH2CH2OH

c.CH3CH2COOCH3 d.HOCH2CH(OH)CH2OH

A.d>a>b>c B.c>d>a>b

C.d>b>c>a D.c>d>b>a

3.相似相溶原理:一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于由极性分子组成的溶剂,由非极性分子组成的溶质易溶于由非极性分子组成的溶剂。以下事实中不能用相似相溶原理说明的是(　　)

A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4中

C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯中

4.(2020黑龙江哈尔滨三中高二上期末)根据实际和经验推知,下列叙述不正确的是(　　)

A.卤化氢易溶于水,不易溶于四氯化碳

B.碘易溶于汽油,微溶于水

C.氯化钠易溶于水,也易溶于食用油

D.丁烷易溶于煤油,难溶于水

5.下列三种有机物:①苯酚,②花生油,③木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH],常温下它们在水中的溶解度由大到小顺序正确的是(　　)

A.①>②>③ B.③>①>②

C.③>②>① D.②>①>③

6.用萃取法从碘水中分离碘,所用萃取剂应具有的性质是(　　)

①不和碘或水发生化学反应　②能溶于水　③不溶于水　④应是极性溶剂　⑤应是非极性溶剂

A.①②⑤ B.②③④

C.①③⑤ D.①③④

7.下列物质在水中的溶解度比在苯中的溶解度大的是(　　)

A.NH3 B.CH4 C.C2H4 D.CO2

8.溶质在溶剂中的溶解度取决于多种因素,请回答下列问题:

(1)实验发现:CH4极难溶于水,而HF极易溶于水,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                 。 

(2)通常条件下,1体积的水可溶解700体积的NH3,请说明三点理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　手性

9.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.手性异构体分子组成相同

D.手性异构体性质相同

10.(2019湖南临武一中、嘉禾一中高二联考)下列分子中含有“手性碳原子”的是(　　)

A.CBr2F2 B.CH3CH2CH2OH

C.CH3CH2CH3 D.CH3CH(NO2)COOH

11.在有机物分子中,若一个碳原子连接四个不同的原子或原子团,该碳原子称为手性碳原子,以*C表示。具有手性碳原子的有机物具有光学活性。下列分子中,没有光学活性的是(　　)

A.乳酸:CH3CH(OH)COOH

B.甘油:CH2(OH)CH(OH)CH2OH

C.脱氧核糖:CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH2CHO

D.核糖:CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO

12.下列物质中不存在手性异构体的是(　　)

A.CH3CBr(OH)CH2OH B.

C.CH3CHOHCOOH D.CH3COCH2CH3

13.含手性碳原子的分子称为手性分子,手性分子具有光学活性。如下图有机物具有光学活性(其中标有“*”的为手性碳原子),也能发生下列反应,请问发生哪种反应后,得到的有机物一定具有光学活性(　　)

A.消去反应 B.水解反应

C.银镜反应 D.酯化反应

14.下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　)

A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同

B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,具有不同的分子极性

C.Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子

D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同

15.下列有机化合物中含有手性碳原子的是(　　)

A.乙醇(CH3CH2OH)

B.

C.乳酸()

D.苯乙烯()

16.下列有机化合物中含有手性碳原子的是(　　)

A.CH3CH(CH3)2       B.CH3CH2OH

C.CH3CH(OH)CH2CH3 D.CH3CHO

17.下列化合物中含3个“手性碳原子”的是(　　)

A.

B.

C.

D.

18.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[CH3CH(OH)CH2CH3]

③　

④丙三醇　

A.只有① B.①和②

C.①②③ D.①②③④

题组三　无机含氧酸分子的酸性

19.下列叙述正确的是(　　)

A.能电离出H+的化合物除水外都是酸,分子中含有几个氢原子它就是几元酸

B.含氧酸分子中含有几个羟基,它就属于几元酸

C.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强

D.H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧原子的个数均为1,但它们的酸性不相近,H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸

20.下列酸(R相同)按其酸性由强至弱排列的一般顺序是(　　)

①HRO3　②(HO)RO3　③HRO　④(HO)RO

A.②>①>④>③ B.①>②>③>④

C.④>③>②>① D.③>①>④>②

21.下列物质的酸性强弱比较中,错误的是(　　)

A.HClO4>HBrO4>HIO4 

B.HClO4>H2SO4>H3PO4

C.HClO4>HClO3>HClO 

D.H2SO3>H2SO4>H2S2O3

22.下列各组含氧酸中,前者比后者酸性弱的是(　　)

A.H2SO4和H2SO3

B.(HO)2RO2和(HO)2RO3

C.HNO3和HNO2

D.H2SiO3和H4SiO4

23.20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的关系如下表。

试简要回答下列问题:

(1)按此规则写出H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由强到弱的顺序:　　　　　　　　　　　　　。 

(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酸性是否一致?　　　　,其可能的原因是　                     。 

能力提升练

1.(★★☆)物质在不同溶剂中的溶解性一般遵循“相似相溶”规律。下列装置不宜用于HCl尾气吸收的是(　　)

2.(2019四川乐山高二上期末,疑难,★★☆)下列说法正确的是(　　)

A.PCl3的空间构型为平面三角形

B.HF、HCl、HBr、HI的沸点依次升高

C.乳酸()有一对手性异构体,因为其分子中含有一个手性碳原子

D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列顺序为HClO>HClO2>HClO3>HClO4

3.(疑难,★★☆)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

B.极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大

C.碘易溶于四氯化碳,难溶于水,都可用“相似相溶”规律解释

D.由下图知酸性:H3PO4>HClO,因为H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数

4.(★★☆)下列叙述中正确的是(　　)

A.无机含氧酸分子中含有几个氢原子,它就属于几元酸

B.同周期非金属元素的氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强

C.同一元素的含氧酸中,该元素的化合价越高,酸性越强

D.H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧原子的个数均为1,它们的酸性相近,均为中强酸

5.(★★☆)无机含氧酸的酸性强弱规律:同一种元素的含氧酸,该元素的化合价越高,无机含氧酸的酸性越强。下列说法正确的是(　　)

A.根据这一规律可判断高氯酸是很强的酸

B.H3PO4的酸性比盐酸强

C.碳酸和亚硫酸的酸性不好比较

D.硝酸与磷酸的酸性一样

6.(疑难,★★☆)无机含氧酸的化学式可用(HO)mXOn表示,n值越大,m值越小,则该酸的酸性就越强,硫酸和磷酸的结构简式分别为、。下列叙述正确的是(　　)

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

7.(疑难,★★☆)利用相似相溶这一规律可说明的事实是(　　)

①HCl易溶于水　②NH3易溶于水　③N2难溶于水

④HClO4是强酸　⑤HCl是强酸　⑥氢氟酸是弱酸　⑦HF很稳定　⑧白磷难溶于水而易溶于二硫化碳

A.①④⑤⑥ B.①②③⑧

C.⑥⑦⑧ D.④⑤

8.(★★☆)科学家发现铂的两种化合物a和b,实验测得a和b具有不同的性质,a具有抗癌作用,而b没有。则下列关于a、b的叙述正确的是(　　)

a:　b:

A.a和b属于同一种物质

B.a和b属于手性异构体

C.a和b的空间构型是平面四边形

D.a和b的空间构型是四面体形

9.(★★☆)对于XOH型化合物,X是除H、O外的其他元素时,下列说法正确的是(　　)

A.当X是活泼的金属元素时,它一定是强碱

B.当X是非金属性很强的元素时,它一定是强酸

C.XOH为酸时不可能有强氧化性

D.XOH为共价化合物时的分子构型一定是直线形

答案全解全析

基础过关练

1.C　水是极性溶剂,C2H4、CO2、H2均为非极性分子,SO2是极性分子,根据“相似相溶”规律,C项正确。

2.A　相同条件下,题给物质中CH3CH2COOCH3 不能与水分子形成氢键,则溶解度最小;分子中含有羟基的数目越多,与水形成的氢键越多,溶解度越大,所以溶解度:HOCH2CH(OH)CH2OH>HOCH2CH2CH2OH>CH3CH2CH2OH>CH3CH2COOCH3,即d>a>b>c。

3.C　HCl是极性分子,H2O是极性分子,A项不符合题意;I2是非极性分子,CCl4是非极性分子,B项不符合题意;Cl2是非极性分子,H2O是极性分子,故不符合相似相溶原理,C项符合题意;NH3是极性分子,苯是非极性分子,D项不符合题意。

4.C　根据相似相溶原理,卤化氢是极性分子,易溶于极性溶剂水,不易溶于非极性溶剂四氯化碳,A正确;碘是非极性分子,易溶于汽油,微溶于水,B正确;氯化钠是离子化合物,易溶于水,不溶于食用油,C错误;丁烷是有机物,易溶于煤油,难溶于水,D正确。

5.B　苯酚以及木糖醇都含有羟基,可与水分子形成氢键,分子中含有羟基数目越多,越易溶于水,故溶解度③>①;花生油为酯,难溶于水,三者比较,花生油在水中溶解度最小。

6.C　本题主要考查“相似相溶”原理。I2是非极性分子,易溶于非极性溶剂中。

7.A　已知水为极性溶剂,物质在水中的溶解度比在苯中的溶解度大,说明该物质为极性分子,NH3为极性分子,CH4、C2H4、CO2为非极性分子,所以符合条件的为NH3。

8.答案　(1)CH4是非极性分子,水是极性溶剂,所以CH4极难溶于水;HF是极性分子且能与水分子形成氢键,所以HF极易溶于水

(2)NH3与H2O均为极性分子;NH3与H2O分子间易形成氢键;NH3与H2O易反应生成NH3·H2O

解析　(1)CH4是非极性分子,而H2O、HF是极性分子且HF能与水分子形成氢键;(2)分子极性、氢键和反应均会影响溶解性。

9.D　手性异构体旋光性不同,化学性质可能有差异,D不正确。

10.D　在有机物分子中,当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时,该碳原子被称为“手性碳原子”,题给4个选项中,只有CH3CH(NO2)COOH的第2个C原子连接了4个不同的原子或原子团,故D项正确。

11.B　乳酸分子、脱氧核糖分子、核糖分子中都含有手性碳原子,有光学活性,故A、C、D不符合题意;甘油分子中没有连接四个不同原子或原子团的碳原子,没有光学活性,故B符合题意。

12.D　,存在手性碳原子,A不符合题意;,存在手性碳原子,B不符合题意;,存在手性碳原子,C不符合题意;CH3COCH2CH3中不存在手性碳原子,D符合题意。

13.C　发生消去反应,得到的产物是CH3COOCH2C(CHO)CH2,无手性碳原子,不具有光学活性,A错误;发生水解反应,得到的产物可能是CH3COOH和HOCH2CH(CHO)CH2OH,无手性碳原子,不具有光学活性,B错误;醛基发生银镜反应,产物是CH3COOCH2CH(CH2OH)COONH4,有手性碳原子,具有光学活性,C正确;与乙酸发生酯化反应,得到的产物是OHCCH(CH2OOCCH3)2,不含手性碳原子,不具有光学活性,D错误。

14.D　手性异构体只是在物理性质上有很大的不同,其化学键和分子极性都是相同的。

15.C　分子中中间碳原子连接氢原子、羟基、甲基和羧基,为手性碳原子,C正确。

16.C　连接4个不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子。CH3CH(CH3)2、CH3CH2OH、CH3CHO中都不含手性碳原子,CH3CH(OH)CH2CH3中含1个手性碳原子,故选C。

17.C　A中含有1个手性碳原子,A错误;B中含有两个手性碳原子,B错误;C中含有3个手性碳原子,C正确;D中不含手性碳原子,D错误。

18.C　写出各分子的结构简式:①*　　、②*　　　、③　*、④,可知①②③中存在手性碳原子(用*标记的),而④中无手性碳原子。

19.D　由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B均错误;由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C错误;D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1,但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多,这是因为溶于水的CO2只有很少一部分与水结合成H2CO3。

20.A　本题考查无机含氧酸的酸性强弱判断。将各化学式都改写为(HO)mROn形式,则①~④的非羟基氧原子数分别为2、3、0、1,n越大,酸性越强。

21.D　同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱,所以非金属性Cl>Br>I,酸性HClO4>HBrO4>HIO4,A正确;同周期主族元素,从左到右非金属性增强,所以非金属性Cl>S>P,酸性HClO4>H2SO4>H3PO4,B正确;由同种元素形成几种不同的含氧酸,其酸性随着非羟基氧原子数的递增而增强,所以酸性HClO4>HClO3>HClO,H2SO4> H2SO3>H2S2O3,C正确、D错误。

22.B　同一种元素的含氧酸中,含有非羟基O原子个数越多,其酸性越强。硫酸中非羟基氧原子个数为2,亚硫酸中非羟基氧原子个数是1,所以酸性:硫酸强于亚硫酸,A错误;前者非羟基氧原子个数是2,后者非羟基氧原子个数是3,所以酸性前者比后者弱,B正确;硝酸中非羟基氧原子个数是2,亚硝酸中非羟基氧原子个数是1,所以酸性前者强于后者,C错误;H2SiO3中非羟基氧原子个数是1,H4SiO4中没有非羟基氧原子,所以酸性前者强于后者,D错误。

23.答案　(1)HMnO4>H2CrO4>H3AsO4

(2)、

(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知,酸性强弱依次为HMnO4>H2CrO4>H3AsO4。(2)已知H3PO3为中强酸,H3AsO3为弱酸,根据表中信息可推出H3PO3含一个非羟基氧原子,H3AsO3不含非羟基氧原子,由此可写出两者的结构简式。(3)H2CO3中非羟基氧原子数目为1,应为中强酸,这与通常认为它是弱酸不一致,原因是溶于水的那部分CO2不能完全转化为H2CO3。

能力提升练

1.C　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。

2.C　PCl3分子的空间构型是三角锥形而不是平面三角形,A错误;HF分子间存在氢键使其沸点比HCl大,HCl、HBr、HI三者沸点依次增大,B错误;中间碳原子上连有四个不一样的原子或基团,是手性碳原子,存在手性异构体,C正确;氯的各种含氧酸的酸性由弱到强排列顺序为HClO、HClO2、HClO3、HClO4,D错误。

3.A　水稳定是由于H—O键牢固,氢键只影响物质的物理性质,A项错误。

4.C　H3PO3分子的结构简式为,它是二元酸,故A项错误;同周期非金属元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强,故B项错误;H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1,但H2CO3酸性弱于H3PO4,这是由于溶于水的CO2只有很少的一部分与水结合成碳酸,故D项错误。

5.A　氯元素的最高正化合价为+7价,高氯酸的酸性很强。由已学过的知识,可以判断B、C、D说法都不符合客观事实,H3PO4酸性弱于盐酸,碳酸酸性弱于亚硫酸,硝酸酸性强于磷酸。

6.D　H2SO4是二元强酸,H3PO4是三元中强酸。

7.B　①HCl属于极性分子,易溶于极性溶剂水,正确;②NH3属于极性分子,易溶于极性溶剂水,正确;③N2属于非极性分子,难溶于极性溶剂水,正确;④HClO4在溶液中完全电离,是强酸,与相似相溶原理无关,错误;⑤HCl在溶液中完全电离,是强酸,与相似相溶原理无关,错误;⑥HF在溶液中部分电离,是弱酸,与相似相溶原理无关,错误;⑦HF很稳定,是因为H—F键键能很大,不易被破坏,与相似相溶原理无关,错误;⑧白磷属于非极性分子,难溶于极性溶剂水,二硫化碳是直线形结构,属于非极性分子,因此白磷易溶于非极性溶剂二硫化碳,正确;故选B。

8.C　a和b的分子式相同,具有不同的性质,属于不同物质,故A错误;a和b不是镜像对称,所以a和b不互为手性异构体,故B错误;a和b的空间构型若是平面四边形,两个氯原子就存在相邻和相间之分,a和b的空间构型若是四面体形,两个氯原子就不存在相邻和相间之分,a和b则为同一种物质,而a和b属于不同物质,故C正确,D错误。

9.A　对元素X分两种情况进行讨论:非金属元素和金属元素。当X为非金属性很强的元素时,XOH不一定是强酸,如HClO具有强氧化性和弱酸性;当X为活泼的金属元素时,XOH易电离出OH-而显强碱性,如NaOH、KOH等。XOH为共价化合物时,氧原子上有孤电子对,分子构型不可能为直线形。