题目
共轭酸碱对解离常数的关系为A. K a =K bB. K a K b =K wC. K a /K b =K wD. K b /K a =K wE. 以上均不对
共轭酸碱对解离常数的关系为
A. K a =K b
B. K a K b =K w
C. K a /K b =K w
D. K b /K a =K w
E. 以上均不对
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查共轭酸碱对的解离常数($K_a$和$K_b$)与水的离子积($K_w$)之间的关系,属于化学平衡中的核心知识点。
解题核心思路:
- 明确共轭酸碱对的定义:酸(HA)解离生成共轭碱(A⁻),碱(A⁻)与水反应生成共轭酸(HA)。
- 关键公式推导:通过酸的解离反应和共轭碱的解离反应,联立推导出$K_a \cdot K_b = K_w$。
- 排除干扰项:理解其他选项不符合基本公式推导的逻辑。
破题关键点:
- 联立酸碱解离反应,消去中间变量(如[HA]、[A⁻]),直接得到$K_a$与$K_b$的乘积关系。
- 水的离子积$K_w$是固定值,与温度相关,与溶液中其他物质无关。
公式推导过程
-
酸的解离反应:
$\text{HA} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{A}^-$
对应解离常数:
$K_a = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}$ -
共轭碱的解离反应:
$\text{A}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HA} + \text{OH}^-$
对应解离常数:
$K_b = \frac{[\text{HA}][\text{OH}^-]}{[\text{A}^-]}$ -
联立两式:
将$K_a$和$K_b$相乘:
$K_a \cdot K_b = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]} \cdot \frac{[\text{HA}][\text{OH}^-]}{[\text{A}^-]} = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = K_w$
因此,$K_a \cdot K_b = K_w$。
选项分析
- 选项B($K_a K_b = K_w$)符合推导结果,正确。
- 其余选项均不符合公式推导逻辑(如选项A仅在特定条件下成立,但非普遍关系)。