上篇 专题5 选择题突破5.2 “分布系数图像”的分析应用（word教参）-【创新教程】2025年高考化学大二轮专题增分方案（单选）

2.“分布系数图像”的分析应用 分布分数图像模型 1．(一氯乙酸和二氯乙酸|2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中，分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如： δ(CH2ClCOO－)＝] 下列叙述正确的是(　　) A．曲线M表示δ(CHCl2COO－)～pH的变化关系 B．若酸的初始浓度为0.10 mol·L－1，则a点对应的溶液中有c(H＋)＝c(CHCl2COO－)＋c(OH－) C．CH2ClCOOH的电离常数Ka＝10－1.3 D．pH＝2.08时，＝ 解析：D　[随着pH的增大，CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小，CH2ClCOO－、CHCl2COO－浓度增大，—Cl为吸电子基团，CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH，即Ka(CHCl2COOH)＞Ka(CH2ClCOOH)(含氯原子越多，酸性越强)，δ(酸分子)＝δ(酸根离子)＝0.5时的pH分别约为1.3、2.8，则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10－1.3，Ka(CH2ClCOOH)≈10－2.8，曲线M表示δ(CH2ClCOO－)～pH的变化关系，A、C错误；根据Ka(CHCl2COOH)＝，初始c0(CHCl2COOH)＝0.1 mol·L－1，若溶液中溶质只有CHCl2COOH，则c(CHCl2COO－)＝c(H＋)≈＝10－1.15mol·L－1，但a点对应的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，说明此时溶液中加入了酸性更强的酸，根据电荷守恒c(H＋)＞c(CHCl2COO－)＋c(OH－)，B错误；电离度α＝，n始＝n电离＋n未电离， 则α(CH2ClCOOH)＝δ(CH2ClCOO－)， α(CHCl2COOH)＝δ(CHCl2COO－)， pH＝2.08时，δ(CH2ClCOO－)＝0.15， δ(CHCl2COO－)＝0.85，D正确。] 2．(微粒分布曲线|2023·湖北卷)H2L为某邻苯二酚类配体，其pKa1＝7.46，pKa2＝12.4。常温下构建Fe(Ⅲ)－H2L溶液体系，其中c0(Fe3＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，c0(H2L)＝5.0×10－3mol·L－1。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数δ(X)＝，已知lg 2≈0.30，lg 3≈0.48。下列说法正确的是(　　) A．当pH＝1时，体系中c(H2L)＞c([FeL]＋)＞c(OH－)＞c(HL－) B．pH在9.5～10.5之间，含L的物种主要为L2－ C．L2－＋[FeL]＋ [FeL2]－的平衡常数的lg K约为14 D．当pH＝10时，参与配位的c(L2－)≈1.0×10－3mol·L－1 解析： C　[根据H2L的一级电离常数可以近似计算pH＝1时＝10－7.46，则溶液中c(HL－)＝5.0×10－9.46 mol·L－1，则平衡体系中c(H2L)≈5.0×10－3 mol·L－1，由图可知c([FeL]＋)＝2.0×10－4 mol·L－1×0.5＝1.0×10－4 mol·L－1，c(OH－)＝10－13 mol·L－1，因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]＋)>c(HL－)>c(OH－)(图像中不能比较大小，关键信息“pH＝1”“pKa1”“pKa2”及“c0(Fe3＋)”“c0(H2L)”是解题关键)，A错误；由Ka2＝，则＝＝，当pH在9.5～10.5之间时，<1，则c(L2－)<c(HL－)，因此当pH在9.5～10.5之间时，含L的物种主要为HL－(图像中不涉H2L、HL－、L2－微粒，抓住“pH在9.5～10.5”计算含L的微粒)，B错误；该反应的平衡常数K＝，由图像可知，当[FeL2]－与[FeL]＋分布系数相等时(准确计算值，要在图像中寻找明确坐标值的点)，可以将K简化为K＝，此时体系的pH＝4，由Ka1(H2L)·Ka2(H2L)＝×，可得c(L2－)＝＝＝5.0×10－14.86，则该络合反应的平衡常数K＝＝0.2×1014.86，即lg K≈14，C正确；根据图像，pH＝10时溶液中主要的含铁物种为[FeL3]3－和[FeL2(OH)]2－，其分布系数均为0.5，因此可以得到c([FeL3]3－)＝c([FeL2(OH)]2－)＝0.5×2×10－4 mol·L－1＝1×10－4 mol·L－1，此时形成[FeL3]3－消耗了3×10－4 mol·L－1的L2－，形成[FeL2(OH)]2－消耗了2×10－4 mol·L－1的L2－，共消耗了5×10－4 mol·L－1的L2－，即参与配位的c(L2－)≈5×10－4 mol·L－1，D错误。] 3．(2022·辽宁卷)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[如δ(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．NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数K＝10－11.65 D．c2(NHCH2COO－)<c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－) 解析：D　[A.NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH，所以甘氨酸溶液既有碱性又有酸性，故A正确；B.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；C.NHCH2COO－＋H2ONHCH2COOH＋OH－的平衡常数Kh＝，25℃时，根据a，b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知，pH＝2.35时，c(NHCH2COO－)＝c(NHCH2COOH)，则Kh＝＝10－11.65，故C正确；D.由C项分析可知，＝，根据b，c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO－NH2CH2COO－＋H＋的电离常数为Ka2＝10－9.78，＝＝，则×＝×<1，即c2(NHCH2COO－)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO－)，故D错误。] 1．(Mg2＋与CO的竞争反应图像|2023·北京卷)利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。 已知：ⅰ.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。 ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c(CO)＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1 mol·L－1，不同pH下c(CO)由图1得到]。 下列说法不正确的是(　　) A．由图1，pH＝10.25，c(HCO)＝c(CO) B．由图2，初始状态pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，无沉淀生成 C．由图2，初始状态pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1 D．由图1和图2，初始状态pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1，发生反应：Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋CO2↑＋H2O 解析：C　[A.水溶液中的离子平衡从图1可以看出pH＝10.25时，碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同，A项正确；B.从图2可以看出pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6时，该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方，不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀，B项正确；C.从图2可以看出pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2时，该点位于曲线Ⅱ的上方、曲线Ⅰ的下方，会生成碳酸镁沉淀，根据元素守恒，溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＜0.1 mol·L－1，C项错误；D.pH＝8时，溶液中主要含碳微粒是HCO，pH＝8，lg[c(Mg2＋)]＝－1时，该点位于曲线Ⅱ的上方、曲线Ⅰ的下方，会生成碳酸镁沉淀，因此反应的离子方程式为Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，D项正确。] 2．(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： 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)＝，下列表述正确的是(　　) A.＞ B．M点，c(Cl－)＋c(OH－)＋c(R－)＝2c(H2R＋)＋c(Na＋)＋c(H＋) C．O点，pH＝ D．P点，c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋) 解析：D　[M点c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，由此可知K1≈10－2.2，同理K2≈10－9.1，K3≈10－10.8，＝＝10－6.9，＝＝10－1.7，因此<，故A错误；M点存在电荷守恒：c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝2c(H3R2＋)＋c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，此时c(H3R2＋)＝c(H2R＋)，因此c(R－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝3c(H2R＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)，故B错误；O点c(H2R＋)＝c(R－)，因此＝1， 即＝＝1，因此c(H＋)＝，溶液pH＝－lg c(H＋)＝，故C错误；P点溶质为NaCl、HR、NaR，此时溶液呈碱性，因此c(OH－)>c(H＋)，溶质浓度大于水解和电离所产生的微粒浓度，因此c(Na＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，故D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$