第8章 高考题型专项突破 水溶液中图像与平衡常数的综合考查-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（新教材，创新版）

　(2022·辽宁高考)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时， NHCH2COOH、NHCH2COO－和 NH2CH2COO－的分布分数与溶液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．NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65 D．c2(NHCH2COO－)＜c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－) [解题思路分析]　NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH，所以溶液既有酸性又有碱性，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NHCH2COOH的分布分数随溶液pH的变化，曲线b表示NHCH2COO－的分布分数随溶液pH的变化，曲线c表示NH2CH2COO－的分布分数随溶液pH的变化，故B正确；NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝，25 ℃时，根据曲线a、b交点坐标(2.35，0.50)可知，pH＝2.35时，c(NHCH2COO－)＝c(NHCH2COOH)，则K＝c(OH－)＝＝10－11.65，故C正确；由C项分析可知，＝，根据曲线b、c交点坐标(9.78，0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为K1＝10－9.78，＝＝，则×＝×＜1，即c2(NHCH2COO－)＞c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－)，故D错误。 [答案]　D 　(2020·全国卷Ⅰ)以酚酞为指示剂，用0.1000 mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。 下列叙述正确的是(　　) A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA－) B．H2A溶液的浓度为0.2000 mol·L－1 C．HA－的电离常数Ka＝1.0×10－2 D．滴定终点时，溶液中c(Na＋)<2c(A2－)＋c(HA－) [解题思路分析]　根据图像，曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐减小，曲线②代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐增大，粒子的分布系数只有1个交点；当加入40 mL NaOH溶液时，溶液的pH发生突变，且曲线②代表的粒子分布系数达到最大值，接近1.0，根据反应2NaOH＋H2A===Na2A＋2H2O，c(H2A)＝＝0.1000 mol·L－1；没有加入NaOH时，曲线①②代表的粒子分布系数之和为1，说明H2A第一步完全电离，第二步部分电离，曲线①代表δ(HA－)，曲线②代表δ(A2－)，故A、B错误；根据曲线③当δ(HA－)＝δ(A2－)时溶液的pH＝2，则HA－的电离平衡常数Ka＝＝c(H＋)＝1×10－2，C正确；用酚酞作指示剂，酚酞变色的pH范围为8.2～10，终点时溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，溶液中的电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，则c(Na＋)＞2c(A2－)＋c(HA－)，D错误。 [答案]　C 一、分布系数图像与平衡常数 1．分布系数曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。 一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以草酸H2C2O4为例) 注：pKa为电离常数的负对数 注：pKa1、pKa2为电离常数的负对数 续表 δ0为CH3COOH分布系数 δ1为CH3COO－分布系数 δ0为H2C2O4分布系数 δ1为HC2O分布系数 δ2为C2O分布系数 随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式 同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH条件下的微粒分布系数和酸的分析浓度，就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度 2.解答分布系数图像题应注意的三点 明标 要想理清溶液中粒子浓度关系，首先看各纵、横坐标表示的含义，尤其多维坐标图像更应注意 理线 根据坐标内曲线的变化趋势，理清每条曲线、每部分表示的含义，判断曲线所代表的粒子 求点 要注意图像内的各种交点，通过交点建立不同粒子间的等量关系，由已知量代替未知量，简化求解过程 二、对数或负对数图像与平衡常数 1．常考有关对数、负对数举例 (1)pC：类比pH，即为C离子浓度的负对数，规律是pC越大，C离子浓度越小。 (2)pK：平衡常数的负对数，规律是pK越大，平衡常数越小，对于一元弱酸(HX)：pKa＝pH－lg ，lg 越大，HX的电离程度越大。 (3)AG＝lg ，氢离