中小学个性化教育专家
精锐教育学科教师辅导讲义
年 级：高三 辅导科目：化学 课时数：3 课 题 教学目的 1、 知道溶剂的分类。 2、 理解不同溶剂中化学反应的原理。 3、 对酸、碱的再认识和理解。 教学内容 一、知识拓展 1．溶剂的分类 高中阶段的化学反应一般是在水中进行的，即研究的是溶剂为水的化学反应行为。但在化学研究中，很多化学反应并不是在水中进行的，而是在其他溶剂中，如可在液氨中，可在有机溶剂中。 溶剂可分为质子性溶剂和非质子性溶剂。其中质子性溶剂是能够电离出质子的溶剂，如H2O和NH3可作质子性溶剂： H2O NH3H++OH- H++NH2- 不同溶剂中的化学反应 由于液氨的介电常数比水低，预期在液氨中离子一溶剂间的作用力较水的弱。在液氨中，氨分子能失去一个质子，成为碱性的氨基离子；或得到一个质子，成为酸性的铵离子。 液氨中，NH4+和NH2-离子的许多化学反应，类似于H3O+及OH-离子在水中的反应，例如： 酸碱反应： HCl+KOH→KCl+ H2O (在水中)；NH4Cl+KNH2→KCl+2NH3（在液氨中）； 两性反应： ZnCl2 +2KOH→Zn(OH)2↓+2KCl；Zn(OH)2+2KOH→K2Zn(OH)4（在水中） ZnCl2+2KNH2→Zn(NH2)2↓+2KCl；Zn(NH2)2+2KNH2→K2Zn(NH2)4（在液氨中） 活泼金属置换酸中的氢的反应： Na+ H3O+→1/2H2↑+Na++ H2O（在水中） Na+NH4Cl→1/2H2↑+NaCl+NH3（在液氨中） 沉淀反应： 精锐教育网站：www.1smart.org 1 精锐教育·考试研究院
中小学个性化教育专家 2AgNO3 +2KOH→2AgOH↓+2KNO3；2AgOH→Ag2O+ H2O (在水中) AgNO3 +KNH2→AgNH2↓+KNO3（在液氨中） 水（氨）解反应： CH3COOC2H5+ H2O????CH3COOH+C2H5OH(在水中) CH3COOC2H5+NH3????CH3CONH2+C2H5OH(在液氨中) 由于液氨的碱性比水强，因此，大多数在水中的弱酸在液氨中却是强酸，如乙酸便是其中一例。少数化合物，如碱金属氢化物及氧化物等的碱性比氨基离子强，它们能从氨分子中夺走质子： LiH+NH3→LiNH2+H2↑；Na2O+NH3→NaNH2+NaOH 非水质子溶剂可分为碱性溶剂（如液氨）和酸性溶剂（如硫酸、醋酸等）。某些在水中表现为弱酸的物质能在液氨中表现为强酸，而在水中表现为强酸的物质在无水硫酸中则表现为弱酸（很少），甚至表现为两性或碱性。因此，物质的酸碱性是相对的，不是绝对的。同学们要正确认识酸碱概念。 又比如，无水HF是酸性很强的溶剂，其酸度与无水硫酸相当，但比氟磺酸弱。能够给予HF以质子的化合物是极少的。在水溶液中许多呈酸性的化合物在HF溶剂中却呈碱性或两性。在无水HF中： HNO3 +HFH2NO3++F-，此时硝酸为碱， NH4?H3O?而HClO4呈两性： HClO4+2HFHClO4+HFFSO3H+HF H2ClO4++HF2-（HClO4为碱） H2F++ClO4-（HClO4为酸） FSO3-+H2F+，此时氟磺酸为酸 非质子溶剂种类多、范围广，通常根据液态分子起支配作用的力可将溶剂分成三类： (a)范德华溶剂 一些非极性物质，如CS2、CCl4、正己烷、苯等都属于这类溶剂。 (b)Lewis碱溶剂 这类溶剂具有较突出的特点就是凸于分子平面之上的原子有孤对电子。如丙酮CH3COCH3(O上有孤对电子)、CH3SOCH3 (O上有孤对电子)。 (c)离子自递溶剂 溶剂分子极性高，容易发生溶剂分子之间、溶剂和溶质分子之间以及溶质分子之间的离子转移反应。如同学们熟悉的BrF3、SO2等都属于这类溶剂。在这类溶剂中，电离时，电负性大的阴离子如F-和O2-从一个溶剂分子传递到另一个溶剂分子，例如： BrF3 +BrF3BrF2++BrF4-； K=8×10-3 精锐教育网站：www.1smart.org 2 精锐教育·考试研究院
中小学个性化教育专家 IF5+IF5SO2+SO2IF4++IF6-； K=5×10-6 SO2++ SO32- 由此，我们可以得出结论： 若A物质在上述溶剂B中电离出来的阳离子与B溶剂电离出的阳离子相同，则A的B溶液是酸，相应的若A物质在上述溶剂B中电离出来的阴离子与B溶剂电离出的阴离子相同，则A的B溶液是碱。比如，HC1在水中能发生电离：HCl→H++Cl-，电离出的H+与H2O电离出的阳离子——H+相同，则HC1为酸。 2．物质溶解过程 物质的溶解包括两个过程：一是溶质溶解在溶剂中，是一个扩散过程，该过程吸收热量，是物理过程；另一个过程是扩散到溶剂中的溶质与溶剂分子形成溶剂化分子或溶剂化离子的过程，该过程放出热量，是一个化学过程。物质溶解时吸收热量还是放出热量，取决于这两个过程的热量差。若物质扩散吸收的热量比溶质溶剂化形成溶剂化分子或溶剂化离子放出的热量小，则物质溶解放出热量。反之，物质溶解吸收热量。 3．影响物质溶解性大小的因素 主要与物质的本性有关。对于固态物质而言，其溶解性与温度和溶剂有关系；对于气态物质而言，其溶解性主要与温度和压强有关，可用亨利定律说明：s=KHP气。式中s表示某温度下某气体的溶解度(mol?L-1)，KH为亨利常数，P气是气体的分压。对于某一种溶剂而言，当温度一定时，则KH为常数。物质的溶解存在着一个相似相溶原则，即：溶质易溶于分子结构相似的溶剂中，而难溶于分子结构不同的溶剂中。如：水和酒精互溶，是由于它们均含有羟基(—OH)。 4．酸、碱定义的再认识 人们对酸和碱的认识经历了漫长的过程。最早是阿累尼乌斯酸碱理论，即电离出来的阳离子全部是H+的是酸，电离出来的阴离子全部是OH-的是碱；随后，人们认识到，这种认识比较片面，后来发展出了质子酸碱理论：能接受质子H+的分子或离子是碱，而提供质子H+的是酸；后来又发展了路易斯酸碱理论：能够提供孤对电子的是碱，能够接受电子或能够提供空轨道的是酸。若孤对电子的密度较大，则碱性越强。如NH3之所以是碱，是由于NH3中的N原子有一对孤对电子，能提供孤对电子，因而是碱。现在人们对酸碱的认识达到了比较高的水平，提出了软硬酸碱理论。软硬酸碱理论对物质之间的反应认识比较全面。（有关软硬酸碱理论，可以看一下相关的参考书。） 二、真题解析 【例1】(2010年北大)和水一样，酯也可以在氨中发生氨解反应，写出RCOOR’的氨解反应方程式。 解答：解答此题，我们要弄清楚H—OH和H—NH2的共同点，即都能够给出质子，只是在一般情况下，水给出质子的能力比NH3强，即水的酸性比氨强。根据类比，我们可以得出如下反应： RCOOR’+H—OH RCOOR’+H—NH2RCOOH+R’OH RCONH2 +R’OH 精锐教育网站：www.1smart.org 3 精锐教育·考试研究院
中小学个性化教育专家 两个反应均为取代反应。 需要说明的是：正确认识物质要用辩证法的观点，就拿NH3而言，我们通常说NH3是一种弱碱，而没有强调NH3有时是一种酸，非常片面。NH3是一种弱碱，是由于氨的氮原子上有孤对电子，能与缺电子微粒或具有空轨道的微粒发生路易斯酸碱反应，如： H+ + :NH3→NH4+（路易斯酸碱反应） NH3在某种条件下，也可以是一种酸，能给出质子：NH3 如Mg能在NH3(g)中反应：Mg+2NH3→Mg(NH2)2+H2 若Mg足量，则发生如下反应：Mg+NH3→MgNH+ H2 若以全面的观点认识某种物质，相信认识会更深刻。 【例2】(2010年北大)不同于水溶液，在液氨的环境中，“不活泼”金属可以将“活泼”金属置换出来，如Mg+2NaI→MgI2+2Na，解释为什么可以发生这样的反应。 解答：溶剂会影响化学反应行为，这是化学中的溶剂化学相关知识。金属在溶剂中的化学行为由多个因素决定。如升华能、电离能、溶剂化能等因素综合决定。如金属在水溶液中的化学行为就由上述三个方面因素决定，如Na的升华能、电离能较Mg小得多，因此Na形成水合离子的热效应（放热）就较Mg形成水合离子要大．即在水溶液中Na的还原性比Mg强。换言之，在水中Na比Mg活泼。而在液氨中，却发生相反的情况，即Mg比Na活泼，因此能发生上述反应，加之NaI没有MgI2稳定（可用阴阳离子半径大小说明），且Na能溶解在液氨中（形成蓝色溶液），根据勒沙特列原理，即可说明上述反应比较容易进行。 高中化学知识其实也间接说明了上述观点，如在酸性介质中，Mg比Al活泼（可用金属活动顺序表说明），而在碱性介质中，Al比Mg活泼，因为Al能与NaOH反应，而Mg却不能与NaOH反应。 【例3】(2009年武大)端基炔与银氨溶液反应，产生白色端基炔银沉淀，该反应常常用于鉴定端基炔。在这个反应中，端基炔的作用是 ( ) A．酸 B.碱 C.还原剂 D.氧化剂 解答：端基炔可以表示为RC-CH，由于C原子杂化是sp杂化，s成分较多，s电子云的钻穿能力较强，造成碳原子的电负性达到3. 25，其动态电负性较O原子还强，导致C—H键极性增强，使氢核裸露，此时端基炔的氢原子显酸性，发生如下反应： RC三CH+ Ag+→RC三CAg↓+H+。因此答案为A。 我们也可以这样进行理解：RC三C -离子半径较大，Ag+半径相对于H+而言要大很多，阴阳离子半径相差不大时，物质较稳定。 【例4】(2007年交大)酸碱质子理论认为，凡是能接受H+的分子或离子是碱，而提供H+的是酸，同时能提供H+又能接受H+的称为两性物质。下列各组物质中属于两性物质的是： ( ) ①NH3 ②H2PO4- ③SO2 ④H2O ⑤Al(OH)3 ⑥[Fe( H2O) 6]3+ A．①②③ B．②④⑥ C．①②④ D．③⑤⑥ 解答：①NH3既能给出质子，又能接受质子，因此是两性的。 精锐教育网站：www.1smart.org 4 精锐教育·考试研究院
H++NH2