高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析

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选修四

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

化学平衡常数

常温下,向饱和$\rm AgAc$溶液$\rm ($有足量$\rm AgAc$固体$\rm )$中滴加稀硝酸,调节体系$\rm pH$促进$\rm AgAc$溶解,总反应为$\rm AgAc{\rm (s)}+H^{+}(aq)\rightleftharpoons Ag^{+}(aq)+HAc{\rm (aq)}$,平衡时$\lg c{\rm (Ag^{+})}$、分布系数$\rm \delta(M)$$\rm pH$的变化关系如图所示〔其中$\rm M$代表$\rm HAc$$\rm Ac$$\delta{\rm (HAc)}=\dfrac{c{\rm (HAc)}}{c{\rm ({{H}^{+}})}+c{\rm (A{{c}^{-}})}}$$\rm Ag^{+}$水解忽略不计$\rm ]$

已知:常温下,$pK_{\rm sp}{\rm (AgAc)}={\rm -lg}K_{\rm sp}{\rm (AgAc)}=2.71$

下列叙述错误的是$\rm (\qquad)$

["

曲线Ⅰ代表$\\lg c{\\rm (Ag^{+})}$$\\rm pH$的关系

","

$\\rm pH=4.5$时,溶液中$c{\\rm (HAc)}\\lt c{\\rm (NO_{3}^{-})}$

","

$\\rm pH=6$时,溶液中$\\rm \\dfrac{\\delta (HAc)}{\\delta (A{{c}^{-}})}\\gt 10$

","

$\\rm AgAc{\\rm (s)}+H^{+}(aq)\\rightleftharpoons Ag^{+}(aq)+HAc{\\rm (aq)}$的平衡常数$K=10^{2.04}$

"]
[["C"]]

随着$\rm pH$增大,$c{\rm (H^{+})}$减小,$c{\rm (HAc)}$减小,$c{\rm (Ac^{-})}$增大,所以曲线Ⅱ对应$\rm HAc$的分布系数$\rm ($$\rm pH$增大而减小$\rm )$,曲线Ⅲ对应$\rm Ac^{-}$的分布系数$\rm ($$\rm pH$增大而增大$\rm )$,据此分析解题。

$\rm A$.随着$\rm pH$减小,$c{\rm (H^{+})}$增大,$\rm AgAc{\rm (s)}+H^{+}(aq)\rightleftharpoons Ag^{+}(aq)+HAc{\rm (aq)}$,平衡正向移动,随$\rm pH$减小${\rm lg}c{\rm (Ag^{+})}$增大,曲线$\rm I$代表${\rm lg}c{\rm (Ag^{+})}$$\rm pH$的关系,故$\rm A$正确。

$\rm B$.当$\rm pH=4.5$时,溶液中存在物料守恒$c{\rm (Ag^{+})}=c{\rm (Ac^{-})}+c{\rm (HAc)}$,电荷守恒$c{\rm (Ag^{+})}+c{\rm (H^{+})}=c{\rm (Ac^{-})}+c{\rm (NO_{3}^{-}​)}+c{\rm (OH^{-})}$,联立可得$c{\rm (HAc)}+c{\rm (H^{+})}=c{\rm (NO_{3}^{-})}+c{\rm (OH^{-})}$$\rm pH=4.5$时,$c{\rm (H^{+})}\gt c{\rm (OH^{-})}$,所以$c{\rm (HAc)}\lt c{\rm (NO_{3}^{-})}$,故$\rm B$正确。

$\rm C$$\rm pH=6$时,$c{\rm (H^{+})}=10^{-6}\rm \ mol/L$$K_{\rm a}{\rm (HAc)}=\dfrac{c{\rm ({{H}^{+}})}c{\rm (A{{c}^{-}})}}{c{\rm (HAc)}}$$\rm X$点时$\rm pH=4.75$$\delta{\rm (HAc)}=\dfrac{c{\rm (HAc)}}{c{\rm ({{H}^{+}})}c{\rm (A{{c}^{-}})}}=0.5$,即$c{\rm (A{{c}^{-}})}=c{\rm (HAc)}$$K_{\rm a}{\rm (HAc)}=c{\rm (H^{+})}=10^{-4.75}$,溶液中$\dfrac{\delta \rm (HAc)}{\delta\rm (A{{c}^{-}})}=\dfrac{c{\rm (HAc)}}{c{\rm (A{{c}^{-}})}}=\dfrac{c{\rm ({{H}^{+}})}}{K_{\rm a}\rm (HAc)}=\dfrac{{{10}^{-6}}}{{{10}^{-4.75}}}={{10}^{-1.25}}\lt 10$,故$\rm C$错误;

$\rm D$$\rm AgAc{\rm (s)}+H^{+}(aq)\rightleftharpoons Ag^{+}(aq)+HAc{\rm (aq)}$,平衡常数$K=\dfrac{c{\rm (HAc)}\cdot c{\rm (A{{g}^{+}})}}{c{\rm ({{H}^{+}})}}=\dfrac{c{\rm (HAc)}\cdot c{\rm (A{{g}^{+}})}\cdot c{\rm (A{{c}^{-}})}}{c{\rm ({{H}^{+}})}\cdot c{\rm (A{{c}^{-}})}}=\dfrac{K_{\rm sp}{\rm (AgAc)}}{K_{\rm a}\rm (HAc)}$$K_{\rm sp}{\rm (AgAc)}=10^{-2.71}$$K_{\rm a}\rm (HAc)=10^{-4.75}$,平衡常数$K=10^{2.04}$,故$\rm D$正确。

故选:$\rm C$

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