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疑难杂症 无机酸、有机酸酸性比较、多聚含氧酸
一、无氧酸的酸性比较
1、键的极性
H—X 键的极性大小取决于X 的电负性。X 的电负性越大,H—X 键的极性越强,H+越易电离出来,则
HX的酸性越强。如酸性:HF>H O>NH 。
2 3
2、键的强度
H—X键的强度取决于X的半径。X的半径越大,H—X键越弱,H+越易电离出来,则HX的酸性越强。
如酸性:HI>HBr>HCl
总结:无氧酸酸性比较规律
(1)同主族元素的氢化物水溶液的酸性自上而下增强。如酸性HFCH COOH>CH CH COOH
3 3 2
与羧基相连的基团含不饱和健的都具有吸电子效应,其强度随不饱和程度增加而增大。
二元羧酸的解离分两步进行,第一步解离时,要受另一个羧基的-I效应的影响,
两个羧基相距越近-I效应越大。
2、共轭效应
与诱导效应的作用相似,具有吸电共轭效应(-C)的原子或基团(如-NO 、-CN、-COOH、-CHO、-COR等),
2
将使分子的酸性增加;
反之,具有供电共轭效应(+C)的原子或基团(如-NH 、-NHR、-OH、-OR、-OCOR、-Cl、-Br),将使分
2
子的酸性降低。
3、氢键
4、空间位阻
3
学科网(北京)股份有限公司大体积的叔丁基把羧基挤的偏离了苯环平面,从而减小了共轭效应的影响。
较大的基团与羧基处在同一侧时,产生的空间上的挤压与排斥,使得羧基与双键间的共轭效应受到影
响,减少了烯键的+C共轭效应,导致顺式肉桂酸的酸性比反式的更强。
三、多聚含氧酸
思考:Si与C是同一主族,H SiO 的结构与H CO 相似吗?
2 3 2 3
Si与O不能像C与O之间形成稳定的双键,Si的原子半径(0.117 nm)是C的原子半径(0.077 nm)
的1.5倍 ,Si的3p轨道不能和O的2p轨道进行有效的重叠。
多聚硅酸:
硼酸(H BO ),类石墨的层状结构,层内的硼酸分子通过氢键相连。
3 3
OH OH
B + H 2 O B + H+
HO OH HO OH
HO
4
学科网(北京)股份有限公司OH
Al(OH)3 + H
2
O Al + H +
HO OH
HO
1、在固体硅酸盐中,SiO 4-四面体(如图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大
4
类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为______________,Si与O
的原子数之比为______________,化学式为________________
2、硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-含B、O、H 三种元素,球棍模型如图所示。
(1)在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型是什么?
(2)配位键存在于哪些原子之间?
(3)m =?
3、(4)已知KH PO 是次磷酸的正盐,H PO 的结构式为________,其中P采取________杂化方式。
2 2 3 2
(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸,如:
5
学科网(北京)股份有限公司如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则相应的酸根可写为___________。
4、对比HPBA 和NBP 的结构,说明常温下HPBA不稳定、易转化为NBP的主
要原因__________________________。
1.下列叙述正确的是
A.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
B.无机含氧酸分子中含有几个氢原子,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
D.H PO 和H CO 分子中非羟基氧的个数均为1,它们的酸性相同
3 4 2 3
2.科学研究表明,多聚磷酸的结构如图所示: 试从物质的结构分析,下列推测不
正确的是
A.多聚磷酸分子间存在氢键,可能为黏稠状的液体
B.焦磷酸(H P O )为常见多磷酸,可以由正磷酸分子间脱水而来
4 2 7
C.多磷酸钠(多磷酸对应的正盐)的化学式为Na P O
n+2 n 3n+1
6
学科网(北京)股份有限公司D.三聚磷酸分子中存在两种H原子,比例为2:3
3.已知:官能团相连的碳原子称为α-碳原子,α-碳相连的氢原子(α-H)较其它碳原子相连的氢原子活泼。
中标号1、2、3的碳原子上的氢原子被取代时,空间位阻最小的是___________(填标号),反
应⑤中实际是标号1的碳原子上的氢原子被取代,原因是___________。
4.(3)钒的含氧酸有正钒酸(H VO )、偏钒酸(HVO )等,正钒酸、偏钒酸的酸性由强到弱的顺序是
3 4 3
_____________(用分子式表示),原因为_______________________________________。
(4)钒的多种含氧酸根离子的结构如图所示,图3为一种无限长单链结构的多聚钒酸根,其化学式为
______________。
5.硅酸盐中Si元素一般显+4价,如下图所示是一种无限长单键的多聚硅酸根离子的结构,其中“ ”表示
Si原子,“o”表示氧原子,则该长链硅酸根离子的通式为______________。
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学科网(北京)股份有限公司答案及解析
1、【答案】sp3 1:3 SiO 2- 或 (SiO ) 2n-
3 3 n
2、【答案】(1)2:sp2杂化; 4:sp3杂化;(2)4和5之间;(3)m = 2。
O
3、【答案】H P OH sp3 P O n―
n 3n
H
4、【答案】 HPBA中烃基的空间位阻较大,使得羟基较为活泼,常温下不稳定、易转化为NBP 。
1、【答案】C
【解析】A.同周期元素非金属性从左向右增强,则最高价氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强,
不是最高价含氧酸无此规律,故A错误;
B.无机含氧酸分子中含有几个氢原子,不一定就属于几元酸,例如亚磷酸H PO 只有Na HPO 、NaH PO
3 3 2 3 2 3
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学科网(北京)股份有限公司两种钠盐,为二元酸,酸的元数是根据1分子电离出H+的个数确定,与分子含有H原子数目无关,故B错
误;
C.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,分子中非羟基氧的个数一般越多,其酸性越强,例如高
氯酸的酸性强于次氯酸的酸性,故C正确;
D.H PO 和H CO 分子中非羟基氧的个数均为1,但磷酸为中强酸,而碳酸为弱酸,故D错误。
3 4 2 3
2、【答案】D
【解析】A.多聚磷酸中存在非金属性较强的 O 原子,分子间存在氢键,可能为黏稠状的液体,故 A
正确;
473K-573K
B.焦磷酸(H P O )为常见多磷酸,可以由正磷酸分子间脱水而来,2H PO ===== H P O +H O,故
4 2 7 3 4 4 2 7 2
B正确;
C.由多聚磷酸的结构可得多聚磷酸的化学式为 H P O ,多磷酸钠的化学式为 Na P O ,故 C
n+2 n 3n+1 n+2 n 3n+1
正确;
D.三聚磷酸 分子中存在两种H原子,比例为4:1,故D错误。
3、【答案】3 1号碳原子与羰基相连,为α-碳原子,其上的氢原子较其他碳原子上的氢原子更活泼。
【解析】根据结构简式可知,空间位阻最小的为 3 号碳原子,但是 1 号碳原子与羰基相连,为 α-碳原
子,其上的氢原子较其他碳原子上的氢原子更活泼,因此反应⑤实际是标号1的碳原子上的氢原子被取代。
4、【答案】(3) HVO >H VO 钒的含氧酸改写成(HO) VO ,分别为(HO)VO 和(HO) VO,n值越大,V
3 3 4 m n 2 3
的正电性越高,导致 V-O-H 中 O 的电子向 V 偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易电离出 H+,酸性
越强
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学科网(北京)股份有限公司(4)V O n―或VO ―
n 3n 3
5、【答案】(Si O )(2n+2)−
n 3n+1
【解析】该长链硅酸根离子每个单元为四面体结构,根据图示可知:若一个单环状离子中Si原子数为
n,则含有 n 个四面体结构,含有的氧原子数为(3n+1)个,即含有 n 个 Si,则含有(3n+1)个 O,带有的负电
荷为n×(+4)+(3n+1) ×(−2)=−(2n+2),则其化学式为(Si O )(2n+2)−。
n 3n+1
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