Question

某研究小組對(duì)一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯和水的混合體系中的溶解程度進(jìn)行研究。在25℃時(shí)，弱酸HA在水中部分電離，當(dāng)HA濃度為時(shí)，其電離度為0.20（電離度＝已電離的HA分子數(shù)/起始HA的總分子數(shù)）；在苯中部分發(fā)生雙聚，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；其他信息如下：

25℃平衡體系	平衡常數(shù)	焓變	起始總濃度
在水中，HA
在苯中，2HA

 

回答下列問(wèn)題：

（1）計(jì)算25℃時(shí)水溶液中HA的電離平衡常數(shù)K₁＝___________。

（2）25℃，該水溶液的pH為_(kāi)__________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯體系中HA的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________。

（3）在苯中，HA發(fā)生二聚：2HA（HA）₂，反應(yīng)在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行，則___________0。

（4）25℃混合體系中，HA在苯中發(fā)生二聚，若測(cè)得某時(shí)刻溶液中微粒濃度滿足＝130，則反應(yīng)向___________方向進(jìn)行。

 

Answer 1

【答案】

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

【解析】

試題分析：（1）HA在水溶液中電離：HAH⁺+A^-，根據(jù)電離度為0.20，c（H⁺）=3.0×10^-3mol/L×0.20=6.0×10^-4mol•L‾¹，則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；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，c（HA）=3.0×10^-3mol•L‾¹—6.0×10^-4mol•L‾¹=2.4×10^-3mol•L‾¹，轉(zhuǎn)化的HA為4.0×10^-3mol•L‾¹—2.4×10^-3mol•L‾¹=1.6×10^-3mol•L‾¹，所以在苯體系中HA的轉(zhuǎn)化率為,1.6×10^-3mol•L‾÷4.0×10^-3mol•L‾¹×100% =40% 。（3）該反應(yīng)在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行，T較小時(shí)，∆H-T∆S<0，因?yàn)榉磻?yīng)物質(zhì)的量減小，即∆S<0，所以∆H<0。（4）由（2）中數(shù)據(jù)可算出2HA（HA）₂的平衡常數(shù)K=8.0×10^-4mol•L‾¹÷（2.4×10^-3mol•L‾¹）²=146，＝130<K，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。

考點(diǎn)：本題考查平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用、pH和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的分析。