Question

醋酸是中學常用的一種弱酸。
（1）取0.10mol CH₃COOH作導電性實驗，測得其導電率隨加入的水量變化如圖所示：

①開始時導電率為0說明：           。
② 比較a、b點的相關性質（填“＞”、“<”、“=”）：n(H⁺)：a      b；c(CH₃COO^-)：a     b；完全中和時消耗NaOH的物質的量：a     b；
③若b點時，溶液中c(CH₃COOH)=0.10mol/L，c(H⁺)=1.3×10^-3mol/L，則此時c(CH₃COO^-)約為        mol/L；計算b點時醋酸的電離平衡常數，寫出計算過程                。
（2）已知：H⁺(aq) + OH^-(aq) = H₂O(l)                 △H₁="-57.3" kJ/mol
CH₃COOH(aq)  H⁺(aq) +CH₃COO^-(aq)  △H₂="+1.3" kJ/mol
寫出稀醋酸與稀燒堿溶液反應的熱化學方程式：                                                。
（3）室溫下，取濃度均為0.10mol/L的醋酸與醋酸鈉溶液等體積混合后，測得其pH<6，寫出混合溶液中的物料守恒關系式                                 ；并列出其中的離子濃度大小順序（由大到小）                                  。

Answer 1

（1）①醋酸為共價化合物，只在水溶液中才能電離（2分）；
②<；＞；=（3分，各1分）；
③1.3×10^-3 （1分）；  ="(" 1.3×10^-3)²/0.10 mol/L=1.7×10^-5 mol/L
（2）CH₃COOH(aq)+ OH^-(aq) = H₂O(l) +CH₃COO^-(aq) △H=-56.0kJ/mol  （3分）
（3）c(CH₃COOH)+c(CH₃COO^-)=2c(Na⁺)或c(CH₃COOH)+c(CH₃COO^-)=0.1mol/L；
c(CH₃COO^-)＞c(Na⁺⁾＞c(H⁺)＞c(OH^-) （4分；各2分）

試題分析：（1）①醋酸是共價化合物，液態醋酸中不存在自由移動的離子；
②對于弱電解質溶液而言，溶液越稀越易電離，所以b點醋酸的電離程度大于a點，H⁺的物質的量b點大于a點；盡管氫離子物質的量在增大，但增大的幅度不如溶液體積增大的多，所以離子濃度減小，因此b點醋酸根離子濃度小于a點；無論a還是b點，醋酸的物質的量不變，所以需要氫氧化鈉的物質的量相等；
③醋酸電離產生等濃度的CH₃COO^-和H⁺，所以此時c(CH₃COO^-)約為1.3×10^-3 mol/L；b點的平衡常數K= c(CH₃COO^-)·c(H⁺)/ c(CH₃COOH)=（ 1.3×10^-3 mol/L）²/0.10mol/L=1.7×10^-5 mol/L;
(2)將已知2個熱化學方程式相加得：CH₃COOH(aq)+ OH^-(aq) = H₂O(l) +CH₃COO^-(aq) △H=-56.0kJ/mol 即為稀醋酸與稀燒堿溶液反應的熱化學方程式；
（3）醋酸電離使溶液呈酸性，醋酸鈉水解使溶液呈堿性，濃度均為0.10mol/L的醋酸與醋酸鈉溶液等體積混合后，測得其pH<6，說明醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度。則混合液中的物料守恒有：醋酸和醋酸根離子的濃度和是鈉離子濃度的2倍，c(CH₃COOH)+c(CH₃COO^-)=2c(Na⁺)；或者混合液中醋酸和醋酸根離子的濃度和是0.10mol/L，c(CH₃COOH)+c(CH₃COO^-)=0.1mol/L；根據以上分析，醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度，所以混合液中離子濃度最大的是醋酸根離子，其次是鈉離子，再次是氫離子，最小是氫氧根離子，c(CH₃COO^-)＞c(Na⁺)c(H⁺)＞c(OH^-)。