根据“相似相溶”原理判断物质溶解性是高考化学的高频考点,其核心在于分析溶质与溶剂的极性、分子结构及相互作用力的匹配程度。以下是具体判断方法及实例解析:
1. 原理概述
相似相溶原理指出:极性相近的物质更容易互溶。极性分子易溶于极性溶剂(如水),非极性分子易溶于非极性溶剂(如苯、四氯化碳)。其本质是分子间作用力的匹配,例如:
极性溶剂与溶质:通过氢键、偶极-偶极作用结合(如HCl溶于水)。非极性溶剂与溶质:通过范德华力(色散力)结合(如I₂溶于CCl₄)。2. 判断溶解性的关键角度
(1) 极性匹配
极性溶剂(如水):易溶解离子型物质(如NaCl)、强极性分子(如H₂SO₄、NH₃)。非极性溶剂(如苯、CCl₄):易溶解非极性物质(如烃类、Br₂、I₂)。反例:某些偶极矩为0的分子(如草酸)可能因结构对称性被误判为非极性,但实际因局部极性仍溶于水。(2) 结构相似性
官能团匹配:含有相同或相似官能团的物质互溶性高。例如:水(含—OH)易溶解含羟基的物质(如乙醇、羧酸)。苯(非极性)易溶解苯的同系物(如甲苯)。烃基影响:烃基越长,非极性增强,水溶性下降。例如:溶解性顺序:CH₃OH > C₂H₅OH > C₅H₁₁OH(碳数越多,水溶性越低)。(3) 分子间作用力类型
氢键:若溶质和溶剂均可形成氢键(如NH₃与水),则溶解度大。范德华力:非极性物质间通过色散力互溶(如O₂在CCl₄中的溶解度高于H₂O)。3. 高考高频应用实例
(1) 常见物质溶解性判断
| 溶质 | 溶剂 | 判断依据 | 结果 |
|||--||
| 碘(I₂) | CCl₄ | 均为非极性分子,范德华力匹配 | 易溶 |
| 乙醇(C₂H₅OH) | 水 | 含—OH,与水形成氢键 | 任意比互溶 |
| 乙酸乙酯 | 水 | 酯基为弱极性,烃基为非极性 | 难溶 |
(2) 特殊现象与反例
苯酚(C₆H₅OH):虽含—OH,但苯环的非极性主导,仅微溶于水。氧气(O₂)在CCl₄中的溶解度:高于水中,因O₂和CCl₄均为非极性。4. 高考答题技巧
1. 快速判断极性:
极性分子:含—OH、—COOH、—NH₂等强极性基团。非极性分子:仅含C—H、C—C键的烃类、卤代烃(如CCl₄)。2. 注意例外情况:
分子对称性可能抵消偶极矩(如CO₂为非极性分子,但溶于水生成H₂CO₃)。3. 结合实验现象:
若物质与水混合后分层(如苯),则密度差异也需考虑(如溴苯密度>水)。5. 总结口诀
“极性相似易互溶,结构相近更相容;
亲水基多溶于水,烃基长大会下沉;
氢键范德同匹配,反常现象需思量。”
通过以上分析,考生可系统掌握相似相溶原理的应用,快速解决溶解性判断问题。建议结合真题练习,强化对反例和特殊情况的记忆。
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