題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
摩爾電導率 Λm 隨濃度降低而升高。強電解質在稀溶液裡滿足 Λm = Λ∞ − K√c,把 Λm 對 √c 作圖是一條直線,截距就是無限稀釋摩爾電導率 Λ∞。
示意數據(自編示意,非真實物質常數):c = [0.01, 0.0225, 0.04] mol/L,對應 √c = [0.1, 0.15, 0.2],Λm = [120.0, 115.0, 110.0](統一單位 S·cm²/mol 的示意數值)。另給電導率 κ=1.20e-03 S/cm 與 c=0.0100 mol/L 用於單位換算核驗。
二、逐題精講
題1
題1 由第 1、3 組數據求斜率 K 與截距 Λ∞,再用第 2 組回代;並說明 κ→Λm 的單位換算。
解析
兩組點 (√c, Λm):(0.1000, 120.0) 與 (0.2000, 110.0)。斜率 K = (110.0−120.0)/(0.2000−0.1000) = -100.0;截距 Λ∞ = Λm₁ − K√c₁ = 120.0 − (-100.0)×0.1000 = 130.0。
第 2 組回代:Λm₂ = Λ∞ + K√c₂ = 130.0 + (-100.0)×0.1500 = 115.0,與題給 115.0 一致 ✓(注意 K 取負值,式中寫作 −K√c 時 K 為正的斜率絕對值,本講 K 直接帶符號)。
單位換算:κ 用 S/cm、c 用 mol/L 時,Λm = κ×1000/c(1000 是 cm³/L 的換算)。本例 κ=1.20e-03 S/cm、c=0.0100 mol/L 得 Λm = 1.20e-03×1000/0.0100 = 120.0,與第 1 組 120.0 閉合。若漏乘 1000 會得 0.120,差 1000 倍,屬單位口徑錯誤而非數據錯誤。
答案 K = -100.0(帶符號),Λ∞ = 130.0;第 2 組回代 115.0 ✓;Λm = κ×1000/c
採分點 兩點求斜率 2 分;截距 2 分;第三點回代 2 分;單位換算係數 2 分
易錯點 把 K 的正負號寫反導致 Λ∞ 偏小;另需避免 κ 以 S/cm 計時漏乘 1000
題2
題2 (1) 用離子獨立移動定律(自編示意 λ⁺=50.0、λ⁻=80.0)獨立核驗 Λ∞;(2) 說明為什麼弱電解質不能用這條直線外推 Λ∞。
解析
(1) 科爾勞施離子獨立移動定律:Λ∞ = λ⁺ + λ⁻ = 50.0 + 80.0 = 130.0,與題 1 外推所得 130.0 一致,兩條獨立路徑互驗 ✓。
(2) 弱電解質在稀釋時電離度顯著增大,Λm 隨 √c 不再呈線性,把強電解質的直線硬外推到 c→0 會嚴重低估 Λ∞。正確做法是用離子獨立移動定律由強電解質的 Λ∞ 組合求出,或改用更稀區間並配合 Ostwald 稀釋定律處理;不能拿本例三點數據直接外推。回代:本例三點在 Λm–√c 上嚴格共線(斜率恆為 -100.0),正是「強電解質」這一前提的體現,前提一換結論即不成立。
答案 (1) Λ∞ = 130.0,與外推值 130.0 互驗一致;(2) 弱電解質電離度隨稀釋變化,Λm–√c 非線性,不可直接線性外推
採分點 離子獨立移動定律 2 分;互驗一致 2 分;弱電解質非線性原因 3 分;前提說明 1 分
易錯點 把強電解質結論套到弱電解質;另需避免把「共線」當成普遍性質
三、規律小結與對照表
| 量 | 公式 | 本例 | 易錯 |
|---|---|---|---|
| κ→Λm | Λm=κ×1000/c | 120.0 | 漏乘 1000 |
| 線性式 | Λm=Λ∞−K√c | K=-100.0 | 符號寫反 |
| 外推截距 | c→0 | Λ∞=130.0 | 拿弱電解質硬外推 |
| 離子獨立移動 | λ⁺+λ⁻ | 130.0 | 與外推值混用 |
| 第三點回代 | Λ∞+K√c₂ | 115.0 | 不驗自洽 |
小結:Λm–√c 直線只屬強電解質。K=-100.0、Λ∞=130.0、第三點 115.0、離子加和 130.0 四處閉合,κ 換算係數 1000 單獨登記。以上電導數據均為自編示意,不代表真實物質常數。
四、自測清單
- 能寫出 Λm=κ/c 並說明 1000 的換算係數
- 能由兩點求 K 與 Λ∞
- 能用第三點回代自洽
- 能用離子獨立移動定律獨立核驗
- 能說明弱電解質不可線性外推的原因
- 能回代 Λ∞=130.0 與加和值 130.0