题目内容

某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,当HA浓度为时,其电离度为0.20(电离度=已电离的HA分子数/起始HA的总分子数);在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1;其他信息如下:

25℃平衡体系

平衡常数

焓变

起始总浓度

在水中,HA

在苯中,2HA

 

回答下列问题:

(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=___________。

(2)25℃,该水溶液的pH为___________,(已知:1g2=0.3,lg3=0.5)在苯体系中HA的转化率为___________。

(3)在苯中,HA发生二聚:2HA(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则___________0。

(4)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足=130,则反应向___________方向进行。

 

【答案】

(1)mol/L   (2)3.2,  40%     (3)<    (4)正

【解析】

试题分析:(1)HA在水溶液中电离:HAH++A-,根据电离度为0.20,c(H+)=3.0×10-3mol/L×0.20=6.0×10-4mol•L‾1,则K=6.0×10-4mol•L‾1×6.0×10-4mol•L‾1÷(3.0×10-3mol•L‾1—6.0×10-4mol•L‾1)=1.5×10-4mol•L‾1。

(2)pH=-lg(H+)=-lg(6.0×10-4)=3.2;达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1,c(HA)=3.0×10-3mol•L‾1—6.0×10-4mol•L‾1=2.4×10-3mol•L‾1,转化的HA为4.0×10-3mol•L‾1—2.4×10-3mol•L‾1=1.6×10-3mol•L‾1,所以在苯体系中HA的转化率为,1.6×10-3mol•L‾÷4.0×10-3mol•L‾1×100% =40% 。

(3)该反应在较低温度下自发进行,T较小时,∆H-T∆S<0,因为反应物质的量减小,即∆S<0,所以∆H<0

(4)由(2)中数据可算出2HA(HA)2的平衡常数K=8.0×10-4mol•L‾1÷(2.4×10-3mol•L‾1)2=146,=130<K,所以反应向正反应方向进行。

考点:本题考查平衡常数的计算和应用、pH和转化率的计算、反应自发进行的分析。

 

练习册系列答案
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(15分)某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,HA的电离度为0.10;在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1∶1;已知:lg2=0.3,lg3=0.5  其他信息如下:

25℃平衡体系(苯、水、HA)
平衡常数
焓变
起始总浓度
在水中,HA  ===    H++A-
K1
△H1
3.0×10-3 mol·L-1
在苯中,2HA ==     (HA)2
K2
△H2
4.0×10-3 mol·L-1
回答下列问题:
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=            。
(2)25℃,该水溶液的pH为         ,在苯体系中HA的转化率为__________。
(3)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足,则反应向_______方向进行。
(4)在苯中,HA自发进行发生二聚:2HA(HA)2,已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的5/9 。下列能量关系图最合理的是          。

(5)下列有关该混合体系说法不正确的是          。
A.用分液漏斗分离得到水溶液和苯溶液,若水溶液中加入少量水,苯溶液中加少量苯,则上述平衡均正移,且c(HA)均减小。
B.升高温度,HA的电离平衡常数K1和2HA(HA)2的平衡常数K2均变大。
C.若用酸碱中和滴定的分析方法,可以测出HA的起始总浓度。
D.在25℃时,若再加入一定量的HA固体,则水和苯中HA的起始总浓度之比仍为3:4。
(6)在25℃时,用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HA水溶液,请在下图中画出滴定曲线示意图。

(15分)某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,HA的电离度为0.10;在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1∶1;已知:lg2=0.3,lg3=0.5   其他信息如下:

25℃平衡体系(苯、水、HA)

平衡常数

焓变

起始总浓度

在水中,HA  ===    H++A-

K1

△H1

3.0×10-3 mol·L-1

在苯中,2HA ==     (HA)2

K2

△H2

4.0×10-3 mol·L-1

回答下列问题:

(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=            。

(2)25℃,该水溶液的pH为          ,在苯体系中HA的转化率为__________。

(3)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足,则反应向_______方向进行。

(4)在苯中,HA自发进行发生二聚:2HA(HA)2, 已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的5/9 。下列能量关系图最合理的是           。

(5)下列有关该混合体系说法不正确的是           。

A.用分液漏斗分离得到水溶液和苯溶液,若水溶液中加入少量水,苯溶液中加少量苯,则上述平衡均正移,且c(HA)均减小。

B.升高温度,HA的电离平衡常数K1和2HA (HA)2的平衡常数K2均变大。

C.若用酸碱中和滴定的分析方法,可以测出HA的起始总浓度。

D.在25℃时,若再加入一定量的HA固体,则水和苯中HA的起始总浓度之比仍为3:4。

(6)在25℃时,用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HA水溶液,请在下图中画出滴定曲线示意图。

 

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