题目
下列化合物中酸性最大的是A. 碳酸B. 水C. 乙醇D. 苯酚
下列化合物中酸性最大的是
A. 碳酸
B. 水
C. 乙醇
D. 苯酚
题目解答
答案
A. 碳酸
解析
本题考察不同化合物酸性强弱的比较,核心思路是通过分析化合物失去质子(H⁺)的能力,或比较其共轭碱的稳定性来判断酸性大小。具体解析如下:
1. 酸性强弱的判断依据
化合物的酸性强弱取决于其给出H⁺的能力,通常可通过以下方式判断:
- 共轭碱的稳定性:酸性越强,其共轭碱(失去H⁺后的产物)越稳定。
- 分子结构:如羟基(-OH)连接的基团的电子效应(吸电子/给电子)会影响O-H键的极性,吸电子基团使O-H键极性增强,更易解离出H⁺,酸性增强。
2. 各选项酸性分析
A. 碳酸(H₂CO₃)
碳酸的结构为HO-C(=O)-OH,分子中存在两个羟基(-OH),且羰基(C=O)是强吸电子基团。吸电子的羰基会拉走羟基中O的电子云,使O-H键极性显著增强,H⁺更易解离。
碳酸在水中的解离常数:$K_{a1}≈4.3×10^{-7}$。
B. 水(H₂O)
水的结构为H-O-H,羟基直接连接H,无吸电子基团。O-H键极性较弱,解离H⁺的能力远弱于碳酸。
水的解离常数:$K_w≈1.0×10^{-14}$(可视为$K_a≈1.0×10^{-14}$)。
C. 乙醇(CH₃CH₂OH)
乙醇的结构为CH₃CH₂-O-H,羟基连接乙基(-CH₂CH₃),乙基是给电子基团(通过诱导效应推电子),会增加O的电子云密度,使O-H键极性减弱,更难解离H⁺。
乙醇的解离常数:$K_a≈1.0×10^{-16}$,酸性比水还弱。
D. 苯酚(C₆H₅OH)
苯酚的结构为C₆H₅-O-H,羟基连接苯环,苯环通过共轭效应(p-π共轭)分散O的负电荷,但苯环的吸电子能力弱于碳酸中的羰基。
苯酚的解离常数:$K_a≈1.0×10^{-10}$,酸性弱于碳酸。
3. 酸性强弱排序
综合解离常数:碳酸($10^{-7}$)>苯酚($10^{-10}$)>水($10^{-14}$)>乙醇($10^{-16}$),故酸性最大的是碳酸。