Question

某研究小組對一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯和水的混合體系中的溶解度進(jìn)行研究．25℃時(shí)，弱酸HA在水中部分電離，HA的電離度（電離度為已電離的溶質(zhì)的分子數(shù)占原有溶質(zhì)分子總數(shù)的百分率）為0.20；在苯中部分發(fā)生雙聚反應(yīng)，生成（HA）₂．該平衡體系中，一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯（B）和水（W）中的分配系數(shù)為K，K=

c(HA)B

c(HA)W

=1.0，即達(dá)到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水兩種溶劑中的比例為1：1．（已知：lg2≈0.3，lg3≈0.5）
其他相關(guān)信息如表：

25℃時(shí)的平衡體系（苯、水、HA）	平衡常數(shù)	焓變	起始總濃度/mol?L-1
在水中：HA?H++A-	K1	△H1	3.0×10-3
在苯中：2HA?（HA）2	K2	△H2	4.0×10-3

回答下列問題：
（1）25℃時(shí)，該水溶液的pH為

 

．
（2）25℃時(shí)，混合體系中HA在苯中發(fā)生雙聚反應(yīng)，若測得某時(shí)刻溶液中微粒的濃度滿足

c[(HA)2]

c2(HA)

=130，則反應(yīng)向

 

（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行．
（3）下列有關(guān)該混合體系的說法不正確的是

 

．
A．用分液漏斗分離得到水溶液和苯溶液，若水溶液中加入少量水，苯溶液中加入少量苯，則上述平衡均正向移動，且c（HA）均減小
B．升高溫度，HA的電離平衡常數(shù)K₁和2HA?（HA）₂的平衡常數(shù)K₂均變大
C．用酸堿中和滴定的分析方法可以測出HA的起始總濃度
D.25℃時(shí)，若再加入一定量的HA固體，則水和苯中HA的起始總濃度之比仍為3：4
（4）25℃時(shí)，用0.1000mol?L^-1的氫氧化鈉溶液滴定20.00mL 0.1000mol?L^-1 HA的水溶液，請?jiān)趫D中畫出滴定曲線示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)溶液中氫離子濃度計(jì)算出溶液的pH；根據(jù)K=c（HA）_B/c（HA）_W=1.0及HA在水溶液中的物質(zhì)的量濃度計(jì)算出苯體系中HA的轉(zhuǎn)化率；
（2）計(jì)算出該溫度下苯條件下中的平衡常數(shù)，然后

c[(HA)2]

c2(HA)

=130與平衡常數(shù)進(jìn)行比較，若大小平衡常數(shù)，說明平衡向著逆反應(yīng)方向移動，否則向著正反應(yīng)方向移動；
（3）A、水溶液中促進(jìn)了電離，平衡向著正向移動，苯體系中平衡向著分子數(shù)增大的方向移動；
B、弱電解質(zhì)的電離為吸熱反應(yīng)，而在苯中HA發(fā)生二聚反應(yīng)2HA?（HA）₂為放熱方向，溫度對平衡常數(shù)影響不同；
C、用酸堿中和滴定的方法，可以測出HA的起始總濃度；
D、在飽和溶液中水和苯中HA的起始總濃度之比為3：4，否則不是；
（4）加入氫氧化鈉溶液體積為0時(shí)，0.1000mol/L HA的溶液中氫離子濃度為0.02mol/L，計(jì)算出此時(shí)的pH；當(dāng)加入氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)二者恰好反應(yīng)，圖象中出現(xiàn)突變區(qū)間，據(jù)此畫出滴定曲線示意圖．

解答： 解：（1）在25℃時(shí)，弱酸HA在水中部分電離，HA的電離度為0.20，則溶液中電離的HA的物質(zhì)的量濃度為：3.0×10^-3 mol?L^-1×0.2=6.0×10^-4 mol?L^-1，電離的c（A^-）=c（H⁺）=6.0×10^-4 mol?L^-1，該溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg6.0×10^-4=4-lg6=4-lg2-lg3=4-0.3-0.5=3.2；
故答案為：3.2；
（2）在苯中反應(yīng)2HA?（HA）₂的平衡常數(shù)為：K=

1.6×10-3× 1 2

(2.4×10-3)2

≈138.9，由于

c[(HA)2]

c2(HA)

=130＜K，平衡向著正反應(yīng)方向移動，
故答案為：正反應(yīng)；
（3）A、用分液漏斗分離得到水溶液和苯溶液，若水溶液中加入少量水，濃度越小，電離程度越大，則上述平衡正移，且c（HA）減�。欢�苯溶液中加少量苯，稀釋過程，平衡將向分子數(shù)增大方向移動，但c（HA）會減小，故A錯(cuò)誤；
B、升高溫度，HA的電離是吸熱，平衡常數(shù)K₁變大；2HA=（HA）₂放熱反應(yīng)，其平衡常數(shù)K₂變小，故B錯(cuò)誤；
C、若用酸堿中和滴定的分析方法，可以測出HA的起始總濃度，完全反應(yīng)生成弱酸鈉鹽，雖然不是中性，但可用接近的指示劑變色判斷，故C正確；
D、在25℃時(shí)，若再加入一定量的HA固體，飽和溶液則水和苯中HA的起始總濃度之比仍為3：4，不飽和溶液濃度會變大，所以無法判斷，故D錯(cuò)誤；
故答案為：ABD；
（4）滴定前溶液中氫離子濃度為：0.1mol/L×0.2=0.02mol/L，溶液的pH為：-lg0.02=2-lg2=1.7，即氫氧化鈉溶液體積為0時(shí)，圖象中的pH為1.7；二者濃度相同，當(dāng)?shù)稳霘溲趸�鈉溶液體積在20mL時(shí)，圖象中會出現(xiàn)pH突變區(qū)間，所以該滴定曲線示意圖為：，
故答案為：
．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算、反應(yīng)熱和焓變、中和滴定及滴定曲線等知識，題目難度較大，注意掌握根據(jù)化學(xué)平衡進(jìn)行的計(jì)算方法，明確自發(fā)反應(yīng)條件與焓變和熵變的關(guān)系，能夠根據(jù)題中滴定數(shù)據(jù)畫出滴定曲線．