第二章第三节第2课时 溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性(3)

2019-04-09 15:26

数”,以二氧化碳为相对标准。下表有A~I共九种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数:

代号 A B C D E F G H I 物质 N2 O2 H2O CO2 CH4 N2O O3 CCl3F CCl2F2 大气中的含量(体积百分比) 78 21 1 0.03 2×104 -温室效应指数 0 0 0.1 1 30 160 2 000 21 000 25 000 3×105 -4×106 -2.8×108 -4.8×108 -结合表中列出的九种气体,试回答下列各题: (1)上表中A~E五种物质中,属于由极性键形成的极性分子的化学式是________。 (2)下列说法不正确的是________。

A.N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2分别互为等电子体 B.CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采用sp3方式杂化 C.CH4是目前引起温室效应的主要原因

D.H2O沸点是九种物质中最高的,是因为水分子间能形成氢键

(3)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,但却是强温室气体,下列推测不正确的是________。

A.NF3分子呈三角锥形

B.C3F8在CCl4中的溶解度比水中大 C.CHClFCF3存在手性异构 D.第一电离能:N<O<F

(4)水能与多种过渡金属离子形成络合物。已知某红紫色络合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O,该络合物中的中心离子钴离子在基态时核外电子排布式为____________,其配体除H2O外还可能为__________。

解析:(1)N2、O2、CO2、CH4、H2O五种分子中,N2、O2是以非极性键结合的非极性分子,CO2、CH4是以极性键结合的非极性分子。(3)N元素由于2p能级处于半充满状态,比较稳定,其第一电离能大于氧。

答案:(1)H2O (2)C (3)D (4)1s22s22p63s23p63d6 NH3、Cl

10.20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。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m-n)的关系如下表:

m-n 含氧酸酸性强弱 实例 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,则H3PO3和H3AsO3的分子结构分别为__________、__________。

(3)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得:

酸 m-n H3AsO4 1 H2CrO4 2 HMnO4 3 0 弱 HClO 1 中强 H3PO4 2 强 HNO3 3 很强 HClO4 酸性:H3AsO4<H2CrO4<HMnO4。 (2)因为酸性:H3PO3>H3AsO3,则H3PO3分子中非羟基氧原子的数目应大于H3AsO3分子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。

答案:(1)H3AsO4<H2CrO4<HMnO4

(2)

(3)中强 不一致 溶于水的那部分CO2不能完全转化为H2CO3

[能力提升]

11.(2017·华中师大附中检测)在有机物分子中,连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”,具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子,该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时,生成的

新有机物无光学活性的是( )

A.与新制银氨溶液共热 C.与金属钠发生置换反应

B.与甲酸发生酯化反应 D.与H2发生加成反应

解析:选D。若生成的新有机物为无光学活性的物质,则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项,反应后—CHO转

化为—COONH4,手性碳原子仍存在;B项,反应后—CH2OH转化为,

手性碳原子仍存在;C项,反应后—CH2OH转化为—CH2ONa,手性碳原子仍存在;D项,反应后—CHO转化为—CH2OH,与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同,不再存在手性碳原子。

12.已知磷酸分子中三个氢原子都可以与重水(D2O)中的D原子发

生交换,又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换,次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换,由此可推断出次磷酸分子的结构简式是( )

解析:选B。由题给信息可分析出能跟重水中的D原子发生交换的氢原子为羟基氢原子,由此可知次磷酸的分子结构中仅含有一个羟基,故选B项。

13.CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸ClCH2COOH中的—Cl 基团,属于吸电子基团,能使—OH上的氢原子具有更大的活性,有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上氢原子的活性,这些作用统称为“诱导效应”,据以上规律填写下列空白:

(1)已知HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是______________。

(2)已知CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是________。

(3)—C6H5属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH________(填“强”或“弱”)。

(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是________。

解析:据题给信息,与羟基相连的基团若为吸电子基团,则羧酸的酸性增强,若为斥电子基团,则羧酸的酸性减弱。所连的基团吸电子能力越强,羧酸的酸性越强。

答案:(1)吸 醛基(—CHO) (2)斥 甲基(—CH3) (3)强 (4)CF3COOH

14.PtCl2(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________(填“平面四边形”或“四面体形”)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____________,黄绿色固体____________。

(3)淡黄色固体物质由________________(填“极性分子”或“非极性分子”,下同)组成,黄绿色固体物质由________________组成。

(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大,原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 答案:(1)平面四边形

(2)

(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”原理可知,前者在水中的溶解度大于后者


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