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无机含氧酸分子的酸性
【方法与技巧】
1．无机含氧酸的结构
无机含氧酸分子之所以显示酸性，是因为其分子中含有－OH，而－OH上的O－H键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出H+而显示一定的酸性。在含氧酸中，氢离子是和酸根上的一个氧相连接的
2．无机含氧酸的酸性强弱的规律
思考与交流 氯元素能形成多种价态的含氧酸，且酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，比较它们酸性的强弱与中心原子化合价的关系
含氧酸 HClO HClO2 HClO3 HClO4
氯元素价态 ＋1 ＋3 ＋5 ＋7
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
结论 同种元素的含氧酸中，成酸元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强
(1)对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强
如：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4；HNO2＜HNO3；H2SO3＜H2SO4
解释：无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，R的正电性越高，导致R－O－H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下也就越容易电离出H＋，即酸性越强
(2)含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，即：(HO)mROn中，n值越大，酸性越强
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
含氧酸 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸
结构简式 Cl－OH
非羟基氧原子数 0 1 2 3
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
【微点拨】
①利用(HO)mROn比较酸性强弱时，n值越大酸性越强，当n相同时，可参考R元素的非金属性，如：H2CO3和H2SO3的n相同，但非金属性：S＞C，所以酸性：H2SO3＞H2CO3
②酸性强弱与－OH数目，即m数值大小无关
③酸的元数＝酸中羟基上的氢原子个数，不一定等于酸中的氢原子数，因为有的酸中有些氢原子不是连接在
氧原子上
(3)根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱
①同一主族，自上而下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱
②同一周期，从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强
5．掌握几种特殊含氧酸的结构
含氧酸 结构简式 几元酸 含氧酸 结构简式 几元酸
磷酸 三元弱酸 亚磷酸(H3PO3) 二元弱酸
次磷酸(H3PO2) 一元弱酸 亚砷酸(H3AsO3) 三元弱酸
【课时跟踪检测】
1．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，该元素的化合价越高，酸性越强
D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，它们的酸性相近，均为中强酸
2．下列各组物质中，酸性由强到弱排列顺序错误的是(　　)
A．HClO4　H2SO4　H3PO4 B．HClO4　HClO3　HClO2
C．HClO　HBrO4　HIO4 D．H2SO4　H2SO3　H2CO3
3．无机含氧酸的化学式可以用(HO)mXOn表示，n值越大，m值越小，则该酸的酸性就越强。硫酸和磷酸的结构分别为，则下列叙述正确的是(　　)
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
4．已知含氧酸可用通式(HO)mXOn表示，如X是S，n＝2，m＝2，则这个式子表示为H2SO4。一般而言，该式中n大的是强酸，n小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是(　　)
A．HClO3 B．H2SeO3 C．H2BO2 D．HMnO4
5．下列对分子的性质的解释中，不正确的是(　　)
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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所致
B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子
C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D．由上图知酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数
6．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是(　　)
A．HNO2 B．H2SO3 C．HClO3 D．HClO4
7．下列含氧酸中酸性最弱的是(　　)
A．HClO B．HNO3 C．H2SO4 D．HIO4
8．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
9．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)却不能再跟D2O发生氢交换，由此推断出次磷酸分子的结构是(　　)
10．下列物质的酸性强弱比较正确的是(　　)
A．HBrO4H2SO3
11．下列叙述正确的是(　　)
A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸。酸的分子中含有几个氢原子，它就是几元酸
B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸
C．同种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，含氧酸的酸性越强，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，但它们的酸性强弱不同，H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
12．小明同学在学习钠的化合物性质时，记录了以下四个化学反应方程式：
①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓
②Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
③Na2CO3＋H2SO3===Na2SO3＋H2O＋CO2↑
④Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
请你根据学过的知识判断4个反应中的4种含氧酸，其中酸性最强的是(　　)
A．H2SO4 B．H2SO3 C．H2SiO3 D．H2CO3
13．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸
含氧酸 Cl—OH
非羟基氧原子数 0 1 2 3
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又
有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为①_______________________，②_________________________
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：
①__________________________________________________________
②___________________________________________________________
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：______________________________________________，
写出化学方程式：_____________________________________________________
14．含氧酸的通式可写为(HO)mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n＝0为弱酸，n＝1为中强酸，n＝2为强酸，n＝3为最强酸。根据实验事实可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亚磷酸(H3PO3)是中强酸。
(1)这两种酸的结构简式为____________、____________
(2)亚磷酸是________元酸，它和过量的NaOH反应的化学方程式为________________
(3)次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，它的结构简式为______________
15．20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 0 1 2 3
含氧酸酸性强弱 弱 中强 强 很强
实例 HClO H3PO4 HNO3 HClO4
试回答下列问题：
(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，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强度是否一致？__________，其可能的原因是________________________________________
16．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的最外层电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4，其中属于极性分子的是______(填序号)
(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是___________________
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。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的沸点从高到低的顺序为_________________________(填化学式，下同)
(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_____________________________________________
17．均由两种短周期元素组成的A、B、C、D四种化合物分子都含有18个电子，四种化合物分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中各元素原子的个数比均为1∶1，B和D分子中各元素原子的个数比均为1∶2。D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题：
(1)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是____________________________________
(2)B分子的立体构型为________形，该分子属于______(填“极性”或“非极性”)分子
(3)A、B两种化合物分子的非氢元素原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为_________________________________________________________________(用化学式表示)，设A分子的非氢元素原子为X，B分子的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱：HXO________(填“>”“<”或“＝”，下同)HXO3________HXO4，H2YO3______H2YO4
(4)D分子中心原子的杂化方式是________，由该原子组成的一个单质分子中包含________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为________________________
【无机含氧酸分子的酸性】答案
1．C。解析：H3PO3的分子结构为，它是二元酸，所以A项错误；B项所述规律对非金属元素的最高价氧化物对应的水化物才适合；C项是比较无机含氧酸酸性强弱的重要规律，C项正确；D项中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。
2．C。解析：不同中心元素的酸性比较时，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，A项正确；无机含氧酸酸性强弱的判断：同一元素时，价态越高，酸性越强，B项正确；HClO中的氯不是最高价，C项错误；酸性：H2SO4(强酸)＞H2SO3(中强酸)＞H2CO3(弱酸)，D项正确。
3．D。解析：硫酸是二元强酸，磷酸是三元中强酸。
4．D。解析：HClO3可写成(HO)ClO2，n＝2；H2SeO3可写成(HO)2SeO，n＝1；H2BO2可写成(HO)2B，n＝0；HMnO4可写成(HO)MnO3，n＝3，故选D。
5．A。解析：水分子稳定的原因是因为水分子中H—O键牢固，而与氢键无关。
6．D。解析：对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HO27．A。解析：含氧酸的通式可写为(HO)mROn，酸的强弱与酸中的非羟基氧原子数n有关，n值越大，酸性越强。一般n＝0时为弱酸，n＝1时为中强酸，n＝2时为强酸，n＝3时为最强酸。选项中各种酸可依次写为(HO)Cl、(HO)NO2、(HO)2SO2、(HO)IO3，即n分别为0、2、2、3，所以分别为弱酸、强酸、强酸、最强酸。
8．D。解析：同一主族元素从上到下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱，A正确；同一周期元素从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强，B正确；对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，所以C正确；H2SO4的酸性大于H2SO3，D不正确，虽然我们不熟悉H2S2O3，但不影响判断。
9．B。解析：此题是信息题，考查利用信息综合分析、推断的能力。由题给信息首先分析出H3PO4中共价键形式，3个H分别和3个O形成共价单键，与H相连的3个O与P形成3个共价键，从而得出能跟D原子发生交换的条件，由此同理对次磷酸结构作出判断。
10．D。解析：同一主族从上到下非金属性依次减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱，A项错；同一周期从左到右非金属性依次增强，最高价含氧酸的酸性依次增强，所以B项错；同一元素不同价态的含氧酸中非羟基氧原子越多，酸性越强，所以C项错，D项正确。]
11．D。解析：由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等可判断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。
12．A
13．(1)①　②
(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O
②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O
(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应　H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O
解析：此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考查同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力。(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。
14．(1)
(2)二　H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O
(3)
解析：由题目所给出的信息可知，硼酸(H3BO3)是弱酸，故H3BO3分子中无非羟基氧原子，即3个O均以羟基形式存在，故其结构简式为，而亚磷酸是中强酸，说明分子中只有一个非羟基氧原子存在，则其结构简式为。由结构简式不难看出，亚磷酸分子中有两个羟基，故为二元酸，而次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，分子中含有一个羟基，故它的结构简式为。
15．(1)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得：
H3AsO4　　 H2CrO4　　 HMnO4
m－n　　1　　　　　2　　　　　3
酸性：H3AsO4(2)因为酸性H3PO3>H3AsO3，则H3PO3中非羟基氧原子的数目应大于H3AsO3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并不能完全转化为H2CO3。
16．(1)③　
(2)H2O分子间形成氢键
(3)C6H6　H2O　大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO
解析：由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。
(1)①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。
(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。
(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。
(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mROn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
17．(1)HF分子间存在氢键　
(2)V　极性
(3)HClO4>H2SO4　<　<　<　
(4)sp3杂化　2　CO(合理即可)
解析：根据四种18电子化合物分子中的原子个数及其他已知条件可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。(1)A为HCl，因为HF的分子之间存在氢键和范德华力，而HCl分子之间只存在范德华力，所以HF的熔、沸点高于HCl。(2)B为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O的立体构型为V形，所以H2S分子的立体构型也为V形，属于极性分子。(3)A、B分子的非氢元素原子分别为Cl和S，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为HClO4和H2SO4，因为非金属性：Cl>S，所以酸性：HClO4>H2SO4；X、Y的化合价越高，对应含氧酸的酸性越强，所以酸性：HClOPAGE

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