北师大考研无机化学复习题
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北师大考研无机化学复习题
第 5 章
酸碱和酸碱反应
一、基本要求
1.理解布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论的意义和要点;
2.掌握一元弱酸、弱碱的pH的计算公式;
3.掌握缓冲溶液pH的计算;
4.盐的水解及其溶液pH的计算。
二、要点
1.酸
酸是(1)含氢的化合物,在适当的条件下产生氢离子(阿累尼乌斯理论);(2)质子受
体(布朗斯特-劳瑞理论);(3)能够接受电子对的原子、离子或分子,形成共价键(路
易斯理论)。
2.碱
碱是(1)在水溶液中能够产生氢氧根离子的化合物(阿累尼乌斯理论);(2)质子接受
体(布朗斯特-劳瑞理论);(3)能够给出电子对的原子、离子或分子,形成共价键(路
易斯理论)。
3.中和
中和反应是指酸和碱作用生成水和盐的反应。
4.共轭酸
布朗斯特-劳瑞碱得质子产生共轭酸,相对每一个碱都有其共轭酸。
5.共轭碱
布朗斯特-劳瑞酸失质子产生共轭碱,相对每一个酸都有其共轭碱。
6.强、弱酸
水溶液中可完全离解成离子的酸是强酸,而部分解离的酸是弱酸。 7.强、弱碱
水溶液中可完全离解成离子的碱是强碱,而部分解离的碱是弱碱。
8.酸性常数,θa K
是指弱酸质子转移反应的平衡常数。又叫酸的解离常数。
9.碱性常数,θb K
是指弱碱质子转移反应的平衡常数,又叫碱的解离常数。
10.两性现象
是指一些氧化物和羟基化合物既可作酸也可作碱。
11.水合氢离子
水溶液中质子的存在形式。
12.水的质子自递常数
在纯水或水溶液中,氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积称作水的质子自递常数,它仅随温度的变化而变化,25 ℃时,
K= 1.0 × 10-14,又称作“水的离子积”。
w
13.自身解离
自身解离是一类酸碱反应,其中一个分子作为酸提供质子给另一个作为碱的分子而
完成中和反应。 14. 区分效应
基于酸碱质子理论,较溶剂水而言,以难于接受质子的溶剂可分辨出物质酸性强弱。对于要区分的物种,该溶剂称作分辨试剂,其作用具有区分效应。 15. 含氧酸的分类
在水溶液中能给出羟基质子的布朗斯特酸,均含有氧原子,因而叫含氧酸,其按组成可分为三类:1. 水合酸 – 水合酸的酸质子处在与金属离子配位的水分子中;2. 羟合酸 – 羟合酸的酸质子处在相邻位置上没有氧基的羟基上;3. 氧合酸 – 氧合酸的酸质子也处在羟基上,但与羟基相连的中心原子上带有若干个氧基。 16. 鲍林规则
鲍林提出的可用来粗略估算氧合酸O p E(OH)q (p 和q 分别代表氧基和羟基的数
目)θ a p K 的两条规则:1. 电中性氧合酸的θa p K ≈ 8 – 5p 。2. 多元酸 (q > 1) 多步质
子转移反应的θa p K 值逐级增加5。
17. 软硬酸碱
硬酸 – 路易斯酸,具有体积小、正电荷多、不易变形和失去电子、易形成离子性较强的键的物质;软酸 – 路易斯酸,具有体积大、正电荷少、易变形、易失去电子、易形成共价性较强的键的物质;硬碱 –
路易斯碱,具有电负性大,不易变形、不易失去电子、而且其低能轨道已饱和、易形成离子性较强的键的物质;软碱 – 路易斯碱,具有电负性小、易变形、易失去电子,其低能轨道不饱和,易形成共价性较强的键的物质。 18. 盐的水解
盐在水溶液中使水的电离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度,这种作用称作盐的水解。当水解达到平衡时,溶液中各离子浓度的乘积项为一常数,称作水解平衡常数。 19. 缓冲溶液
由弱酸与其共轭碱或者弱碱与其共轭酸组成的酸碱系统,它能阻止外加的少量酸、碱(或反应过程中产生的少量酸、碱,或一定范围内稀释作用)使系统的pH 产生剧烈变化。 20. 电离度
弱酸及弱碱在溶液中电离出的百分数称作其电离度。物质的起始浓度越小,电离度越大。 21. 电离平衡
也称离子平衡, 化学平衡的一种。指在水溶液弱电解质分子和离子之间的动态平衡, 例如醋酸的电离平衡。
三、 学生自测练习题
1. 是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×”)
1. 1 0.20 mol·dm -3 HAc 溶液中c [H +]是0.10 mol·dm -3 HAc
溶液中c [H +]的2倍。 ( ) 1. 2 H 2S 溶液中c [H +]是c [S 2-]的2倍。 ( ) 1. 3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。 ( ) 1. 4同离子效应可以使溶液的pH 值增大,也可以使pH 值减小,但一定会使电解质的
电离度降低。 ( ) 1. 5 pH = 7的盐的水溶液,表明该盐不发生水解。 ( )
1. 6阳离子水解总是显酸性,而阴离子水解必定显碱性。( )
1. 7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用。( )
1. 8 H2PO4-和HS- 既是酸又是碱。( ) 2.选择题(选择正确答案的题号填入)
2.1 将浓度相同的NaCl,NH4Ac, NaAc和NaCN溶液,按它们的c[H+]从大到小排列的
顺序为:( )
a NaCl > NaAc > NH4Ac > NaCN
b NaAc> NaCl ≈NH4A
c > NaCN
c NaCl ≈NH4Ac > NaAc> NaCN
d NaCN > NaAc > NaCl≈NH4Ac
2.2 中性(pH = 7)的水是( )
a 海水
b 雨水
c 蒸馏水
d 自来水
2.3 已知KθHF = 6.7×10-4,KθHCN = 7.2×10-10,KθHAc =
1.8×10-5。可配成pH = 9的缓冲
溶液的为( )
a HF 和NaF
b HCN和NaCN
c HAc和NaAc
d 都可以
2.4 下列各种物质中,既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是( )
a B2H6
b CCl4
c H2O
d SO2Cl2 2.5 在Hac —NaAc组成的缓冲溶液中,若c(Hac) > c(Ac-),则缓冲溶液抵抗酸或碱的
能力为( )
a 抗酸能力>抗碱能力
b 抗酸能力﹤抗碱能力
c 抗酸碱能力相同
d 无法判断
2.6 已知H3PO4的p Kθa1= 2.12, p Kθ
a2=7.20, pKθ
a3
= 12.36, 0.10 mol·dm-3 Na2HPO4溶液的
pH约为( )
a 4.7
b 7.3
c 10.1
d 9.8
2.7 不是共轭酸碱对的一组物质是( )
a NH3, NH
2
b NaOH , Na+
c HS- , S2-
d H2O , OH-
2.8 已知相同浓度的盐NaA, NaB, NaC, NaD的水溶液pH依次增大,则相同浓度的下列
稀酸中离解度最大的是( )
a HD
b HC
c HB
d HA
3.填空题 3.1已知:Kθa(HNO2)=7.2×10-4,当HNO2溶液的解离度为20%时,其浓度为
mol·dm-3, c[H+]= mol·dm-3。
3.2 浓度为0.010 mol·dm-3的某一元弱碱(Kθ
b
=1.0×10-8)溶液,其pH = ,此碱的溶液与等体积的水混和后,pH = 。
3.3 在0.10mol·dm-3 HAc溶液中加入固体HAc后,HAc的浓度,电离度,
pH值。
3.4 将下列物质在水溶液中的按酸性由强到弱排列,为:。
H2SO4, HClO4, C2H5OH, NH3, NH+
4
, HSO4-
3.5 已知18℃时水的Kθ
w
=6.4×10-15,此时中性溶液中c[H+]为,pH为
3.6 现有浓度相同的四种溶液HCl, HAc(Kθ
a
=1.8×10-5), NaOH和NaAC,欲配制pH = 4.44的缓冲溶液,可有三种配法,每种配法所用的两种溶液及其体积比分别为:,,。
3.7 已知,S2- + H2O HS- + OH-的p Kθ
a1= 6.3×10-8, p Kθ
a2
= 4.4×10-13, 则其平衡常数
Kθ=,共轭酸碱对为。
3.8 依Pauling规则,可以判断出H3PO4, H2PO-
4,和HPO-2
4
的p K a分别为 和。
3.9 H3PO4和Na2HPO4在水溶液中混和时主要反应的平衡方程式为:
CO2和CaCO3的是。
3.10 (CH3)2N—PF2有两个碱性原子P和N,与BH3形成配合物时,原子与B结
合。与BF3形成配合物时,原子与B相结合。
4.计算题
4.1求把0.10 dm-3,0.20 mol·dm-3 HAc与0.050 dm-3, 0.20
mol·dm-3NaOH溶液混合后的pH
值[已知:Kθ
a
(HAc)=1.8×10-5].
4.2已知Kθ
a
(HCN)=7.2×10-10,计算0.20 mol·dm-3NaCN溶液的c(OH-)和水解度αh。
4.3欲配制450 cm3, pH = 4.70的缓冲溶液,取实验室中0.10
mol·dm-3的HAc和0.10
mol·dm -3的NaOH 溶液各多少混合即成?
自测练习题答案
1. 是非题
1.1 (×) 1.2 (×) 1.3 (×) 1.4 (√) 1.5 (×) 1.6 (×) 1.7 (√) 1.8 (√)
2. 选择题
2.1 (c ) 2.2 (c ) 2.3 (b) 2.4 (a) 2.5 (b) 2.6 (d) 2.7 (b) 2.8 (d)
3. 填空题
3.1 1.4×10-2 , 2.8×10-3 3.2 9.0 , 8.85
3.3 不变, 减小,增大 3.4 HClO 4, HSO 4-, NH +
4, H 2SO 4, C 2H 5OH, NH 3
3.5 8×10-8 , 7.10