MCAT物理:溶解度和溶液平衡

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例子问题

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问题1:溶解度和溶液平衡

下列哪一种化合物会在溶液中形成弱电解质?

可能的答案:

正确答案:

解释

强电解质是一种在溶液中导电的化合物。这是因为它在溶液中产生了许多带电离子。因为我们需要一种弱电解质,所以答案就是在溶液中不会形成很多离子的化合物。NH3.是一种不能完全解离的弱碱。因此,它在溶液中产生的离子很少,使其成为弱电解质。

其他选项代表离子化合物或强酸,它们会在溶液中完全解离。

问题1:溶解度和溶液平衡

以下哪一种化合物是最不有效的电解质?

可能的答案:

碳酸铵

溴化镁

氯化银

氯化钠

正确答案:

氯化银

解释

电解质是一种在溶液中产生离子的物质。这些化合物通过向水溶液提供离子而导电得很好。最差的电解质是在溶液中产生最少离子的化合物。氯化银在溶液中相对不溶,这意味着它会在给定的选项中产生最少的离子。

范霍夫因子在确定电解质的有效性方面也很有用,但在这个特殊的问题中是无关的。

问题1:溶解度和溶液平衡

在氰化钠溶液中有下列哪一项?

可能的答案:

离子和分子,但不是离子

分子,但几乎没有离子

离子和分子,但不是离子

离子,但几乎没有分子

离子,离子,分子

正确答案:

离子,但几乎没有分子

解释

盐是一种强电解质,就像强酸和强碱一样。强电解质溶解在水中时完全分解成离子(或“电离”)。氰化钠溶液中几乎全是钠离子和氰化物离子,没有盐分子。

问题4:溶解度和溶液平衡

氟化钡在溶液中的溶解公式如下:

足够的BaF2加入一升饱和水溶液。

假设溶液中加入0.5M的NaF。BaF的溶解度是多少2在新的解决方案中?

可能的答案:

正确答案:

解释

当加入0.5M NaF时,溶液中氟离子的数量增加。因此,我们可以预期盐的溶解度会降低(这是普通离子效应的结果)。

为了确定溶解度会降低多少,我们必须使用溶解度乘积常数表达式与新发现的氟化物浓度。方程的表达式是。请记住,纯固体和液体(如固体氟化钡不包括在这个表达式中)。

由于氟化物的起始浓度为0.5M,因此预测Ba离子浓度会增加2 +和F-现在分别是X和(0.5 + X)。我们可以把这些变量代入方程。

由于X的值将远远小于0.5,因此可以将方程中的氟化物部分简化为(0.5)。2

问题5:溶解度和溶液平衡

氟化钡在溶液中的溶解公式如下:

假设水溶液中BaF饱和2。BaF的溶解度是多少2

可能的答案:

这取决于BaF的浓度2在溶液中。

正确答案:

解释

当溶液饱和时,我们可以测定盐在溶液中的溶解度。我们可以通过使用溶解度乘积常数来确定溶解度,并将其与盐溶解过程中预计产生的离子数量进行比较。自从BaF溶解后2将产生1ba2 +离子和2f-离子,我们可以把它们的增长分别表示为X和2X。把这个代入溶解度乘积常数的方程,得到下面的计算。

问题6:溶解度和溶液平衡

氢氧化钪,,有一个。的价值。它的溶解度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

氢氧化钪根据下面的反应分解。

这个解离的表达式如下。注意,固体被排除在方程之外。

如果的数量这就形成了电离之后,然后的数量根据化学计量学形成的。

解这个方程得到的是

这个值是氢氧化钪的溶解度。

问题7:溶解度和溶液平衡

哪种物质在盐酸中比氢氧化钠更容易溶解?

可能的答案:

正确答案:

解释

虽然我们问的是在强酸和强碱中的溶解度,这是一个酸碱化学问题。

相反,我们讨论的是溶解度,它直接受到溶解度积常数的影响。每个选项的溶解度乘积常数如下所示。

盐酸会增加氢离子和氯离子的浓度,而氢氧化钠会增加钠离子和氢氧化钠离子的浓度。氢碘酸的溶解度积常数包含氢离子,而氢氧化铅(II)的溶解度积常数包含氢离子。

增加离子浓度会产生共离子效应。化合物在已经含有有助于其溶解度乘积常数的离子的溶液中较难溶解。因此,我们可以得出结论,氢氧化铅(II)在氢氧化钠中不容易溶解,因为氢氧化钠提供了一个公共离子。

问题8:溶解度和溶液平衡

电负性是物理化学中的一个重要概念,经常用于帮助定量偶极矩极性化合物。极性化合物与纯非极性或纯离子型化合物不同。氯化钠(NaCl)和有机分子(R-C-OH)的对比就是一个例子。前者纯粹是离子,后者是极性共价

当比较多个极性共价分子时,我们使用偶极矩值来帮助我们确定极性的相对强度。然而,偶极矩取决于构成键的原子的电负性。电负性是所讨论的原子固有的性质,而偶极矩是它们之间的键的性质。

例如,氧的电负性是3.44,氢的电负性是2.20。换句话说,氧与氢成键时更能吸引电子。这导致氧氢键有偶极矩。

将分子中所有极性键的偶极矩相加,得到分子偶极矩,如下式所示。

偶极矩=电荷*分离距离

根据文中描述的水的O-H键的极性,K是多少sp下面反应的表达式,假设它发生在水环境中?

可能的答案:

正确答案:

解释

Ksp是溶质溶解反应的标准平衡常数。因此,它遵循平衡常数的标准公式,不包括纯液体和固体(如水和硫酸钙!)。

问题9:溶解度和溶液平衡

氟化钡在溶液中的溶解公式如下:

写出溶解度积常数(Ksp)的反应。

可能的答案:

正确答案:

解释

当写一个反应的溶解度积时,重要的是要记住,固体和液体化合物不包括在表达式中。因此,氟化钡不包括在内,因为它是固体。就像质量作用定律一样,系数是表达式中的指数。

由于表达式中只使用了生成物(反应物为纯固体),因此写成

问题2:溶解度和溶液平衡

关于饱和溶液,下列哪项是正确的?

可能的答案:

溶质会继续溶解。

盐会自发地从溶液中析出

溶液处于平衡状态

电离产物大于Ksp

正确答案:

溶液处于平衡状态

解释

饱和溶液是处于平衡状态的溶液。电离产物等于Ksp在饱和溶液中,正反应的速率等于逆反应的速率。在不饱和溶液中,溶质继续溶解直到达到平衡。在过饱和的溶液中,盐会从溶液中“崩溃”或沉淀。

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