《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

[思考]　请根据H₂C₂O₄的两级电离常数，推理论证上述③中结论。
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答案： $H_{2}C_{2}O_{4}\rightleftharpoons H^{+}+HC_{2}O_{4}^{-}$,$HC_{2}O_{4}^{-}\rightleftharpoons H^{+}+C_{2}O_{4}^{2 -}$,$K_{a1}\cdot K_{a2}=\frac{c(C_{2}O_{4}^{2 -})\cdot c^{2}(H^{+})}{c(H_{2}C_{2}O_{4})}$,由于交点O时,$c(H_{2}C_{2}O_{4})=c(C_{2}O_{4}^{2 -})$,$c^{2}(H^{+})=K_{a1}\cdot K_{a2}=10^{-pH_{1}}\cdot 10^{-pH_{2}}$,两边取负对数,即可得,$pH_{3}=\frac{pH_{1}+pH_{2}}{2}$。

对点训练
1.(2020·海南，12)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
　　　　　。:
　　　　饰0.40
　　　　　　
　　　　　0.20
　　　　　0.00102.0³.040pH⁵0607.08.0
A.该酸 -lg Ka≈4.7
B.NaA的水解平衡常数Kh=$\frac{1}{Ka}$
C.当该溶液的pH=7.0时，c(HA)＜c(A⁻)
D.某c(HA)∶c(A⁻)=4∶1的缓冲溶液，pH≈4

答案： 1.B

2.(2022·辽宁，15)甘氨酸(NH₂CH₂COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时，NH₃⁺CH₂COOH、NH₃⁺CH₂COO⁻和NH₂CH₂COO⁻的分布分数[如δ(A²⁻)=$\frac{c(A²⁻)}{c(H₂A)+c(HA⁻)+c(A²⁻)}$]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是 ( )
　　　　
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH₂CH₂COO⁻
C.NH₃⁺CH₂COO⁻+H₂O⇌NH₃⁺CH₂COOH+OH⁻的平衡常数K=10⁻¹¹.⁶⁵
D.c²(NH₃⁺CH₂COO⁻)＜c(NH₃⁺CH₂COOH)·c(NH₂CH₂COO⁻)

答案： 2.D [$NH_{2}CH_{2}COOH$中存在—COOH和—$NH_{2}$,所以甘氨酸既有酸性又有碱性,故A正确;氨基具有碱性,在酸性较强时会结合氢离子,羧基具有酸性,在碱性较强时与氢氧根离子反应,故曲线a表示$NH_{3}CH_{2}COOH$的分布分数随溶液pH的变化,曲线b表示$NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-}$的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示$NH_{2}CH_{2}COO^{-}$的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;$NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons NH_{3}^{+}CH_{2}COOH + OH^{-}$的平衡常数$K=\frac{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COOH)\cdot c(OH^{-})}{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})}$,25℃时,根据a、b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知,$pH = 2.35$时,$c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})=c(NH_{3}^{+}CH_{2}COOH)$,则$K=\frac{K_{w}}{c(H^{+})}=10^{-11.65}$,故C正确;由C项分析可知,$\frac{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COOH)}{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})}=\frac{10^{-11.65}}{c(OH^{-})}$,根据b、c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡$NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-}\rightleftharpoons NH_{2}CH_{2}COO^{-}+H^{+}$的电离常数$K = 10^{-9.78}$,$\frac{c(NH_{2}CH_{2}COO^{-})}{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})}=\frac{10^{-9.78}}{c(H^{+})}$,则$\frac{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COOH)}{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})}\times\frac{c(NH_{2}CH_{2}COO^{-})}{c(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})}=\frac{10^{-11.65}}{c(OH^{-})}\times\frac{10^{-9.78}}{c(H^{+})}＜1$,即$c^{2}(NH_{3}^{+}CH_{2}COO^{-})＞c(NH_{3}^{+}CH_{2}COOH)\cdot c(NH_{2}CH_{2}COO^{-})$,故D错误。]

3.(2021·山东，15改编)赖氨酸[H₃N⁺(CH₂)₄CH(NH₂)COO⁻，用HR表示]是人体必需氨基酸，其盐酸盐(H₃RCl₂)在水溶液中存在如下平衡：H₃R²⁺$\stackrel{K₁}{\rightleftharpoons}$H₂R⁺$\stackrel{K₂}{\rightleftharpoons}$HR$\stackrel{K₃}{\rightleftharpoons}$R⁻。向一定浓度的H₃RCl₂溶液中滴加NaOH溶液，溶液中H₃R²⁺、H₂R⁺、HR和R⁻的分布系数δ(X)随pH变化如图所示。已知δ(X)=$\frac{c(X)}{c(H₃R²⁺)+c(H₂R⁺)+c(HR)+c(R⁻)}$，下列表述正确的是 ( )
　　　　　
A.$\frac{K₂}{K₁}$＞$\frac{K₃}{K₂}$
B.M点，c(Cl⁻)+c(OH⁻)+c(R⁻)=2c(H₂R⁺)+c(Na⁺)+c(H⁺)
C.O点，pH=$\frac{lgK₂+lgK₃}{2}$
D.P点，c(Na⁺)＞c(Cl⁻)＞c(OH⁻)＞c(H⁺)

答案： 3.D