2.3微專題5無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性講義高二化學(xué)人教版選擇性必修2

無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性【方法與技巧】1．無(wú)機(jī)含氧酸的結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)含氧酸分子之所以顯示酸性，是因?yàn)槠浞肿又泻校璒H，而－OH上的O－H鍵在水分子的作用下發(fā)生斷裂而能夠解離出H+而顯示一定的酸性。在含氧酸中，氫離子是和酸根上的一個(gè)氧相連接的2．無(wú)機(jī)含氧酸的酸性強(qiáng)弱的規(guī)律思考與交流氯元素能形成多種價(jià)態(tài)的含氧酸，且酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，比較它們酸性的強(qiáng)弱與中心原子化合價(jià)的關(guān)系含氧酸HClOHClO2HClO3HClO4氯元素價(jià)態(tài)＋1＋3＋5＋7酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸結(jié)論同種元素的含氧酸中，成酸元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)(1)對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō)，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)如：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4；HNO2＜HNO3；H2SO3＜H2SO4解釋：無(wú)機(jī)含氧酸的通式可寫(xiě)成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，R的正電性越高，導(dǎo)致R－O－H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下也就越容易電離出H＋，即酸性越強(qiáng)(2)含氧酸的強(qiáng)度隨著分子中連接在中心原子上的非羥基氧的個(gè)數(shù)增大而增大，即：(HO)mROn中，n值越大，酸性越強(qiáng)含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系含氧酸次氯酸磷酸硫酸高氯酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式Cl－OH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸【微點(diǎn)撥】=1\*GB3①利用(HO)mROn比較酸性強(qiáng)弱時(shí)，n值越大酸性越強(qiáng)，當(dāng)n相同時(shí)，可參考R元素的非金屬性，如：H2CO3和H2SO3的n相同，但非金屬性：S＞C，所以酸性：H2SO3＞H2CO3=2\*GB3②酸性強(qiáng)弱與－OH數(shù)目，即m數(shù)值大小無(wú)關(guān)=3\*GB3③酸的元數(shù)＝酸中羥基上的氫原子個(gè)數(shù)，不一定等于酸中的氫原子數(shù)，因?yàn)橛械乃嶂杏行湓硬皇沁B接在氧原子上(3)根據(jù)元素周期律比較含氧酸的酸性強(qiáng)弱=1\*GB3①同一主族，自上而下，非金屬元素最高價(jià)含氧酸酸性逐漸減弱=2\*GB3②同一周期，從左到右，非金屬元素最高價(jià)含氧酸酸性逐漸增強(qiáng)5．掌握幾種特殊含氧酸的結(jié)構(gòu)含氧酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式幾元酸含氧酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式幾元酸磷酸三元弱酸亞磷酸(H3PO3)二元弱酸次磷酸(H3PO2)一元弱酸亞砷酸(H3AsO3)三元弱酸【課時(shí)跟蹤檢測(cè)】1．下列敘述中正確的是()A．無(wú)機(jī)含氧酸分子中含有幾個(gè)氫原子，它就屬于幾元酸B．同周期非金屬元素的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性從左到右依次增強(qiáng)C．同一元素的含氧酸，該元素的化合價(jià)越高，酸性越強(qiáng)D．H3PO4和H2CO3分子中非羥基氧的個(gè)數(shù)均為1，它們的酸性相近，均為中強(qiáng)酸2．下列各組物質(zhì)中，酸性由強(qiáng)到弱排列順序錯(cuò)誤的是()A．HClO4H2SO4H3PO4B．HClO4HClO3HClO2C．HClOHBrO4HIO4D．H2SO4H2SO3H2CO33．無(wú)機(jī)含氧酸的化學(xué)式可以用(HO)mXOn表示，n值越大，m值越小，則該酸的酸性就越強(qiáng)。硫酸和磷酸的結(jié)構(gòu)分別為，則下列敘述正確的是()A．硫酸和磷酸都是強(qiáng)酸B．硫酸是強(qiáng)酸，但酸性比磷酸弱C．磷酸是強(qiáng)酸，但酸性比硫酸弱D．硫酸是二元酸，磷酸是三元酸4．已知含氧酸可用通式(HO)mXOn表示，如X是S，n＝2，m＝2，則這個(gè)式子表示為H2SO4。一般而言，該式中n大的是強(qiáng)酸，n小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最強(qiáng)的是()A．HClO3B．H2SeO3C．H2BO2D．HMnO45．下列對(duì)分子的性質(zhì)的解釋中，不正確的是()A．水很穩(wěn)定(1000℃以上才會(huì)部分分解)是因?yàn)樗泻写罅康臍滏I所致B．乳酸()分子中含有一個(gè)手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相似相溶”原理解釋D．由上圖知酸性：H3PO4>HClO，因?yàn)镠3PO4中非羥基氧原子數(shù)大于次氯酸中非羥基氧原子數(shù)6．下列無(wú)機(jī)含氧酸分子中酸性最強(qiáng)的是()A．HNO2 B．H2SO3C．HClO3 D．HClO47．下列含氧酸中酸性最弱的是()A．HClOB．HNO3C．H2SO4D．HIO48．下列物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱比較中，錯(cuò)誤的是()A．HClO4>HBrO4>HIO4B．HClO4>H2SO4>H3PO4C．HClO4>HClO3>HClOD．H2SO3>H2SO4>H2S2O39．已知磷酸分子中三個(gè)氫原子都可以與重水(D2O)中的D原子發(fā)生交換，又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O進(jìn)行氫交換，次磷酸鈉(NaH2PO2)卻不能再跟D2O發(fā)生氫交換，由此推斷出次磷酸分子的結(jié)構(gòu)是()10．下列物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱比較正確的是()A．HBrO4<HIO4B．H2SO4<H3PO4C．HClO3<HClOD．H2SO4>H2SO311．下列敘述正確的是()A．能電離出H＋的化合物除水外都是酸。酸的分子中含有幾個(gè)氫原子，它就是幾元酸B．無(wú)機(jī)含氧酸分子中含有幾個(gè)羥基，它就屬于幾元酸C．同種元素的含氧酸，該元素的化合價(jià)越高，含氧酸的酸性越強(qiáng)，氧化性也越強(qiáng)D．H3PO4和H2CO3分子中非羥基氧原子的個(gè)數(shù)均為1，但它們的酸性強(qiáng)弱不同，H3PO4是中強(qiáng)酸而H2CO3是弱酸12．小明同學(xué)在學(xué)習(xí)鈉的化合物性質(zhì)時(shí)，記錄了以下四個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式：①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓②Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑③Na2CO3＋H2SO3=Na2SO3＋H2O＋CO2↑④Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑請(qǐng)你根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)判斷4個(gè)反應(yīng)中的4種含氧酸，其中酸性最強(qiáng)的是()A．H2SO4B．H2SO3C．H2SiO3 D．H2CO313．判斷含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)。如下表所示：含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)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(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似，但它們的酸性差別很大，H3PO3是中強(qiáng)酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為①_______________________，②_________________________(2)H3PO3和H3AsO3與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：①__________________________________________________________②___________________________________________________________(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應(yīng)情況：______________________________________________，寫(xiě)出化學(xué)方程式：_____________________________________________________14．含氧酸的通式可寫(xiě)為(HO)mROn，酸的強(qiáng)度與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關(guān)，n越大，酸性越強(qiáng)。一般n＝0為弱酸，n＝1為中強(qiáng)酸，n＝2為強(qiáng)酸，n＝3為最強(qiáng)酸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亞磷酸(H3PO3)是中強(qiáng)酸。(1)這兩種酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________、____________(2)亞磷酸是________元酸，它和過(guò)量的NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________(3)次磷酸是一種一元酸，化學(xué)式為H3PO2，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________15．20世紀(jì)60年代美國(guó)化學(xué)家鮑林提出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則：設(shè)含氧酸的化學(xué)式為HnROm，其中(m－n)為非羥基氧原子數(shù)。鮑林認(rèn)為含氧酸的酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)(m－n)的關(guān)系如下表：m－n0123含氧酸酸性強(qiáng)弱弱中強(qiáng)強(qiáng)很強(qiáng)實(shí)例HClOH3PO4HNO3HClO4試回答下列問(wèn)題：(1)按此規(guī)則判斷H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)開(kāi)___________________(2)H3PO3和H3AsO3的形式一樣，但酸性強(qiáng)弱相差很大。已知H3PO3為中強(qiáng)酸，H3AsO3為弱酸，試推斷H3PO3和H3AsO3的分子結(jié)構(gòu)：__________________________________________。(3)按此規(guī)則判斷碳酸應(yīng)屬于__________酸，與通常認(rèn)為的碳酸的強(qiáng)度是否一致？__________，其可能的原因是________________________________________16．短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的最外層電子排布可表示為A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中電負(fù)性最大的元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4，其中屬于極性分子的是______(填序號(hào))(2)C的氫化物比下周期同族元素的氫化物沸點(diǎn)還要高，其原因是___________________(3)B、C兩元素都能和A元素組成兩種常見(jiàn)的溶劑，其分子式為_(kāi)_______、________。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的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)________________________(填化學(xué)式，下同)(5)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列舉的四種酸其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)____________________________________________17．均由兩種短周期元素組成的A、B、C、D四種化合物分子都含有18個(gè)電子，四種化合物分子中所含原子的數(shù)目依次為2、3、4、6。A和C分子中各元素原子的個(gè)數(shù)比均為1∶1，B和D分子中各元素原子的個(gè)數(shù)比均為1∶2。D可作為火箭推進(jìn)劑的燃料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A與HF相比，其熔、沸點(diǎn)較低，原因是____________________________________(2)B分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______形，該分子屬于______(填“極性”或“非極性”)分子(3)A、B兩種化合物分子的非氫元素原子的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)開(kāi)________________________________________________________________(用化學(xué)式表示)，設(shè)A分子的非氫元素原子為X，B分子的中心原子為Y，比較下列物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱：HXO________(填“>”“<”或“＝”，下同)HXO3________HXO4，H2YO3______H2YO4(4)D分子中心原子的雜化方式是________，由該原子組成的一個(gè)單質(zhì)分子中包含________個(gè)π鍵，與該單質(zhì)分子互為等電子體的常見(jiàn)分子的分子式為_(kāi)_______________________【無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性】答案1．C。解析：H3PO3的分子結(jié)構(gòu)為，它是二元酸，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)所述規(guī)律對(duì)非金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物才適合；C項(xiàng)是比較無(wú)機(jī)含氧酸酸性強(qiáng)弱的重要規(guī)律，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中H3PO4和H2CO3的非羥基氧原子數(shù)均為1，但H2CO3酸性弱于H3PO4，這是由于溶于水的CO2只有很少的一部分與水結(jié)合成碳酸。2．C。解析：不同中心元素的酸性比較時(shí)，非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，A項(xiàng)正確；無(wú)機(jī)含氧酸酸性強(qiáng)弱的判斷：同一元素時(shí)，價(jià)態(tài)越高，酸性越強(qiáng)，B項(xiàng)正確；HClO中的氯不是最高價(jià)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性：H2SO4(強(qiáng)酸)＞H2SO3(中強(qiáng)酸)＞H2CO3(弱酸)，D項(xiàng)正確。3．D。解析：硫酸是二元強(qiáng)酸，磷酸是三元中強(qiáng)酸。4．D。解析：HClO3可寫(xiě)成(HO)ClO2，n＝2；H2SeO3可寫(xiě)成(HO)2SeO，n＝1；H2BO2可寫(xiě)成(HO)2B，n＝0；HMnO4可寫(xiě)成(HO)MnO3，n＝3，故選D。5．A。解析：水分子穩(wěn)定的原因是因?yàn)樗肿又蠬—O鍵牢固，而與氫鍵無(wú)關(guān)。6．D。解析：對(duì)于同一種元素的含氧酸，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)，如Heq\o(N,\s\up6(＋3))O2<Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3；H2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3<H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4；Heq\o(Cl,\s\up6(＋5))O3<Heq\o(Cl,\s\up6(＋7))O4。觀察A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未達(dá)到其最高價(jià)，其酸性不夠強(qiáng)，只有D選項(xiàng)中的HClO4中的Cl元素為＋7價(jià)，是Cl元素的最高價(jià)，使H—O—ClO3中O原子的電子向Cl原子偏移，在水分子作用下，容易電離出H＋，酸性最強(qiáng)。7．A。解析：含氧酸的通式可寫(xiě)為(HO)mROn，酸的強(qiáng)弱與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關(guān)，n值越大，酸性越強(qiáng)。一般n＝0時(shí)為弱酸，n＝1時(shí)為中強(qiáng)酸，n＝2時(shí)為強(qiáng)酸，n＝3時(shí)為最強(qiáng)酸。選項(xiàng)中各種酸可依次寫(xiě)為(HO)Cl、(HO)NO2、(HO)2SO2、(HO)IO3，即n分別為0、2、2、3，所以分別為弱酸、強(qiáng)酸、強(qiáng)酸、最強(qiáng)酸。8．D。解析：同一主族元素從上到下，非金屬元素最高價(jià)含氧酸酸性逐漸減弱，A正確；同一周期元素從左到右，非金屬元素最高價(jià)含氧酸酸性逐漸增強(qiáng)，B正確；對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō)，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)，所以C正確；H2SO4的酸性大于H2SO3，D不正確，雖然我們不熟悉H2S2O3，但不影響判斷。9．B。解析：此題是信息題，考查利用信息綜合分析、推斷的能力。由題給信息首先分析出H3PO4中共價(jià)鍵形式，3個(gè)H分別和3個(gè)O形成共價(jià)單鍵，與H相連的3個(gè)O與P形成3個(gè)共價(jià)鍵，從而得出能跟D原子發(fā)生交換的條件，由此同理對(duì)次磷酸結(jié)構(gòu)作出判斷。10．D。解析：同一主族從上到下非金屬性依次減弱，最高價(jià)含氧酸的酸性依次減弱，A項(xiàng)錯(cuò)；同一周期從左到右非金屬性依次增強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性依次增強(qiáng)，所以B項(xiàng)錯(cuò)；同一元素不同價(jià)態(tài)的含氧酸中非羥基氧原子越多，酸性越強(qiáng)，所以C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確。]11．D。解析：由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等可判斷A、B均錯(cuò)誤；由HClO的酸性很弱而氧化性很強(qiáng)可判斷C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中H3PO4和H2CO3的非羥基氧原子數(shù)均為1，但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多，這是因?yàn)槿苡谒腃O2只有很少一部分與水結(jié)合成H2CO3。12．A13．(1)①②(2)①H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH=Na3AsO3＋3H2O(3)H3PO3為中強(qiáng)酸，不與鹽酸反應(yīng)，H3AsO3可與鹽酸反應(yīng)H3AsO3＋3HCl=AsCl3＋3H2O解析：此題屬于無(wú)機(jī)含氧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)推斷題，考查同學(xué)們運(yùn)用題給信息推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的能力。(1)已知H3PO3為中強(qiáng)酸，H3AsO3為弱酸，依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個(gè)非羥基氧原子，H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，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(jié)構(gòu)中含幾個(gè)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(qiáng)酸，不與鹽酸反應(yīng)；H3AsO3為兩性物質(zhì)，可與鹽酸反應(yīng)。14．(1)(2)二H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O(3)解析：由題目所給出的信息可知，硼酸(H3BO3)是弱酸，故H3BO3分子中無(wú)非羥基氧原子，即3個(gè)O均以羥基形式存在，故其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，而亞磷酸是中強(qiáng)酸，說(shuō)明分子中只有一個(gè)非羥基氧原子存在，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不難看出，亞磷酸分子中有兩個(gè)羥基，故為二元酸，而次磷酸是一種一元酸，化學(xué)式為H3PO2，分子中含有一個(gè)羥基，故它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。15．(1)H3AsO4<H2CrO4<HMnO4(2)(3)中強(qiáng)不一致溶于水的那部分CO2并不能完全轉(zhuǎn)化為H2CO3解析：(1)根據(jù)題中非羥基氧原子數(shù)與酸性強(qiáng)弱的關(guān)系可得：H3AsO4H2CrO4HMnO4m－n123酸性：H3AsO4<H2CrO4<HMnO4。(2)因?yàn)樗嵝訦3PO3>H3AsO3，則H3PO3中非羥基氧原子的數(shù)目應(yīng)大于H3AsO3中非羥基氧原子的數(shù)目，且H3AsO3為弱酸，所以可推知H3AsO3中沒(méi)有非羥基氧原子，它們的分子結(jié)構(gòu)分別為。(3)H2CO3中非羥基氧原子數(shù)為1，應(yīng)為中強(qiáng)酸，與通常認(rèn)為的碳酸是弱酸不一致。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全轉(zhuǎn)化為H2CO3。16．(1)③(2)H2O分子間形成氫鍵(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4>CCl4>CH4(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO解析：由s軌道最多可容納2個(gè)電子可得：a＝1，b＝c＝2，即A為H，B為C，C為O。由