对于质子传递平衡 mathrm(HB) + mathrm(H)_2mathrm(O) leftharpoons mathrm(H)_3mathrm(O)^+ + mathrm(B)^-，mathrm(K)_mathrm(a)的表达式正确的是A. mathrm(K)_mathrm(a) = (mathrm([HB][H)_2mathrm(O]) / (mathrm([B)^- mathrm([H)_3mathrm(O)^+])B. mathrm(K)_mathrm(a) = (mathrm([B)^- mathrm([H)_3mathrm(O)^+]) / (mathrm([HB][H)_2mathrm(O])C. mathrm(K)_mathrm(a) = mathrm([HB]) / (mathrm([B)^- mathrm([H)_3mathrm(O)^+])D. mathrm(K)_mathrm(a) = (mathrm([B)^- mathrm([H)_3mathrm(O)^+]) / mathrm([HB])
A. $\mathrm{K}_\mathrm{a} = (\mathrm{[HB][H}_2\mathrm{O]} / (\mathrm{[B}^- \mathrm{[H}_3\mathrm{O}^+])$
B. $\mathrm{K}_\mathrm{a} = (\mathrm{[B}^- \mathrm{[H}_3\mathrm{O}^+]) / (\mathrm{[HB][H}_2\mathrm{O]}$
C. $\mathrm{K}_\mathrm{a} = \mathrm{[HB]} / (\mathrm{[B}^- \mathrm{[H}_3\mathrm{O}^+])$
D. $\mathrm{K}_\mathrm{a} = (\mathrm{[B}^- \mathrm{[H}_3\mathrm{O}^+]) / \mathrm{[HB]}$
题目解答
答案
解析
本题考查酸碱质子理论中酸解离常数（$\mathrm{K}_\mathrm{a}$）表达式的书写。解题思路是根据化学平衡常数的定义，结合质子传递平衡的特点来确定$\mathrm{K}_\mathrm{a}$的表达式。
对于一般的化学反应 $\mathrm{aA} + \mathrm{bB} \rightleftharpoons \mathrm{cC} + \mathrm{dD}$，其平衡常数 $\mathrm{K}$ 的表达式为 $\mathrm{K} = \frac{[\mathrm{C}]^{\mathrm{c}}[\mathrm{D}]^{\mathrm{d}}}{[\mathrm{A}]^{\mathrm{a}}[\mathrm{B}]^{\mathrm{b}}}$，其中 $[\mathrm{X}]$ 表示物质 $\mathrm{X}$ 的平衡浓度。
在质子传递平衡 $\mathrm{HB} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}_3\mathrm{O}^+ + \mathrm{B}^-$ 中，$\mathrm{HB}$ 是酸，$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ 是碱，$\mathrm{H}_3\mathrm{O}^+$ 是酸给出质子后形成的共轭碱，$\mathrm{B}^-$ 是碱接受质子后形成的共轭酸。
由于在稀溶液中，水的浓度 $[\mathrm{H}_2\mathrm{O}]$ 可视为常数，将其并入平衡常数中，所以酸解离常数 $\mathrm{K}_\mathrm{a}$ 的表达式为：
$\mathrm{K}_\mathrm{a} = \frac{[\mathrm{B}^-][\mathrm{H}_3\mathrm{O}^+]}{[\mathrm{HB}]}$