Question

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的溶解程度进行研究。在25℃时，弱酸HA在水中部分电离，当HA浓度为时，其电离度为0.20（电离度＝已电离的HA分子数/起始HA的总分子数）；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；其他信息如下：

25℃平衡体系	平衡常数	焓变	起始总浓度
在水中，HA
在苯中，2HA

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___________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯体系中HA的转化率为___________。

（3）在苯中，HA发生二聚：2HA（HA）₂，反应在较低温度下自发进行，则___________0。

（4）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＝130，则反应向___________方向进行。

Answer

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

【解析】

试题分析：（1）HA在水溶液中电离：HAH++A-，根据电离度为0.20，c（H+）=3.0×10-3mol/L×0.20=6.0×10-4mol•L‾1，则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；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，c（HA）=3.0×10-3mol•L‾1—6.0×10-4mol•L‾1=2.4×10-3mol•L‾1，转化的HA为4.0×10-3mol•L‾1—2.4×10-3mol•L‾1=1.6×10-3mol•L‾1，所以在苯体系中HA的转化率为,1.6×10-3mol•L‾÷4.0×10-3mol•L‾1×100% =40% 。

（3）该反应在较低温度下自发进行，T较小时，∆H-T∆S<0，因为反应物质的量减小，即∆S<0，所以∆H<0

（4）由（2）中数据可算出2HA（HA）2的平衡常数K=8.0×10-4mol•L‾1÷（2.4×10-3mol•L‾1）2=146，＝130