(2013•洛阳一模)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

(2013•洛阳一模)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0.20;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
c[(HA)2]
c2(HA)
=130,则反应向______方向进行.(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)
(4)在苯中,HA发生二聚:2HA⇌(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则△H2______0(填“>”、“<”或“=”).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.
safaw1 1年前 已收到1个回答 举报

天天6194 幼苗

共回答了17个问题采纳率:82.4% 举报

解题思路:(1)根据HA的电离度及初始浓度计算出25℃时溶液中c(A-)、c(H+)及c(HA),再根据电离平衡常数表达式计算出HA的电离平衡常数;
(2)根据溶液中氢离子浓度计算出溶液的pH;根据K=c(HA)B/c(HA)W=1.0及HA在水溶液中的物质的量浓度计算出苯体系中HA的转化率;
(3)计算出该温度下苯条件下中的平衡常数,然后
c[(HA)2]
c2(HA)
=130与平衡常数进行比较,若大小平衡常数,说明平衡向着逆反应方向移动,否则向着正反应方向移动;
(4)由反应来分析△S<0,再利用△H-T△S<0来分析有利于该反应自发进行判断反应的焓变;根据焓变及活化能与反应热数值判断图象正误;
(5)A、水溶液中促进了电离,平衡向着正向移动,苯体系中平衡向着分子数增大的方向移动;
B、弱电解质的电离为吸热反应,而在苯中HA发生二聚反应2HA⇌(HA)2为放热方向,温度对平衡常数影响不同;
C、用酸碱中和滴定的方法,可以测出HA的起始总浓度;
D、在饱和溶液中水和苯中HA的起始总浓度之比为3:4,否则不是;
(6)加入氢氧化钠溶液体积为0时,0.1000mol/L HA的溶液中氢离子浓度为0.02mol/L,计算出此时的pH;当加入氢氧化钠溶液体积为20mL时二者恰好反应,图象中出现突变区间,据此画出滴定曲线示意图.

(1)在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,HA的电离度为0.20,则溶液中电离的HA的物质的量浓度为:3.0×10-3 mol•L-1×0.2=6.0×10-4 mol•L-1,电离的c(A-)=c(H+)=6.0×10-4 mol•L-1,没有电离的HA的物质的量浓度为:3.0×10-3 mol•L-1×(1-0.2)=2.4×10-3 mol•L-1,25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=
6.0×10−4×(6.0×10−4)
2.4×10−3=1.5×10-4
故答案为:1.5×10-4
(2)由(1)可知,溶液中氢离子浓度为:c(H+)=6.0×10-4 mol•L-1,该溶液的pH=-lgc(H+)=-lg6.0×10-4=4-lg6=4-lg2-lg3=4-0.3-0.5=3.2;
水中HA的物质的量浓度为:3.0×10-3mol•L-1×0.8=2.4×10-3mol•L-1,由于以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1,所以苯体系中HA的浓度为2.4×10-3mol•L-1,发生转化的HA的物质的量浓度为:(4.0×10-3-2.4×10-3)mol/L=1.6×10-3mol•L-1,在苯体系中HA的转化率为:
1.6×10−3mol/L
4.0×10−3mol/L×100%=40%,
故答案为:3.2;40%;
(3)在苯中反应2HA⇌(HA)2的平衡常数为:K=
1.6×10−3×
1
2
(2.4×10−3)2≈138.9,由于
c[(HA)2]
c2(HA)=130<K,平衡向着正反应方向移动,
故答案为:正反应;
(4)由反应2HA⇌(HA)2可知,2mol反应物参加反应时生成1mol生成物,则△S<0,再由△H-T△S<0有利于该反应自发进行,且该反应在较低温度下自发进行,所以△H<0;
故答案为:<;B;
(5)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,浓度越小,电离程度越大,则上述平衡正移,且c(HA)减小;而苯溶液中加少量苯,稀释过程,平衡将向分子数增大方向移动,但c(HA)会减小,故A错误;
B、升高温度,HA的电离是吸热,平衡常数K1变大;2HA=(HA)2放热反应,其平衡常数K2变小,故B错误;
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,完全反应生成弱酸钠盐,虽然不是中性,但可用接近的指示剂变色判断,故C正确;
D、在25℃时,若再加入一定量的HA固体,饱和溶液则水和苯中HA的起始总浓度之比仍为3:4,不饱和溶液浓度会变大,所以无法判断,故D错误;
故答案为:ABD;
(6)滴定前溶液中氢离子浓度为:0.1mol/L×0.2=0.02mol/L,溶液的pH为:-lg0.02=2-lg2=1.7,即氢氧化钠溶液体积为0时,图象中的pH为1.7;二者浓度相同,当滴入氢氧化钠溶液体积在20mL时,图象中会出现pH突变区间,所以该滴定曲线示意图为:
故答案为:

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;反应热和焓变;中和滴定.

考点点评: 本题考查了化学平衡的计算、反应热和焓变、中和滴定及滴定曲线等知识,题目难度较大,注意掌握根据化学平衡进行的计算方法,明确自发反应条件与焓变和熵变的关系,能够根据题中滴定数据画出滴定曲线.

1年前

1
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.029 s. - webmaster@yulucn.com