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例題精講 · 第 00792 題 · 先定斷鍵方式,再用平衡常數回代水解程度

以自編示意乙酸乙酯在 H₂¹⁸O 中水解為材料,用酰氧斷裂判定 ¹⁸O 歸宿,並由平衡常數求水解量與產率,回代按完全水解處理的偏高量。

00792題號全 1000 篇 · 第 第132輪 / 第132冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

酯水解斷的是酰氧鍵還是烷氧鍵,決定 ¹⁸O 最後落在哪一半。酸催化下按酰氧斷裂:水裡的 ¹⁸OH 加到酰基上,生成帶標記的羧酸,醇一側不帶標記;若誤按烷氧斷裂,結論整個反過來。示蹤之外,水解可逆,不能默認 100% 完成。

自編示意:乙酸乙酯 0.1000 mol 在過量 H₂¹⁸O(水 1.000 mol)中水解,平衡常數 K = 4.00。濃度、K 與體系均為自編示意數值,不代表真實物質常數或工業數據。

二、逐題精講

題1

題1 判定 ¹⁸O 的歸宿,並由平衡常數求水解量 x 與產率。

解析

斷鍵:酰氧斷裂為 R–CO–O–R′ 中 C(酰基)–O 鍵斷開,H₂¹⁸O 的 ¹⁸OH 接到酰基碳上,產物為 R–CO¹⁸OH 與 R′–OH,故 ¹⁸O 只在羧酸側檢出 1 處、醇側 0 處;若按烷氧斷裂則羧酸側 0 處、醇側 1 處,兩類各 1 處、共 2 個可檢位點。平衡:設水解 x mol,則 K = x²/[(n₀−x)(w₀−x)] = 4.00,展開 (3)x² − 4.4x + 0.40 = 0,即 3x² − 4.4x + 0.40 = 0。判別式 = 14.56000、√ = 3.815757,取小於 n₀ 的合理根 x = (4.4 − 3.815757)/6 = 0.097374 mol(另一根大於投料量,捨去)。產率 = 0.097374/0.1000 = 97.4%。

答案 酰氧斷裂:¹⁸O 在羧酸側 1 處、醇側 0 處;x = 0.097374 mol,產率 97.4%。

採分點 斷鍵判定 1 分、兩類檢出位點 1 分、平衡式 1 分、二次方程 1 分、合理根 1 分、產率 1 分。

易錯點 把水解當不可逆直接取 x = n₀,或把 ¹⁸O 歸到醇側。

題2

題2 若按完全水解處理,產率會報成多少、偏高多少?說明為什麼不能靠改 K 湊。

解析

完全水解會報 100.0%,相對真實 97.4% 偏高 2.6 個百分點(絕對量 x 多算 0.002626 mol)。偏高來自「忽略逆反應」這個模型假設,不是讀數或取位問題;重複實驗抹不掉。若反過來調 K 去湊 100.0%,等價於令 K → ∞,與題面給定的 K = 4.00 衝突,屬用結論改條件。正確處置是保留平衡式、按 K 解合理根,或增大水量把平衡往右推——例如把水提到遠大於 1.000 mol,x 會逼近但永遠小於 0.1000 mol,仍不等於完全。另一處口徑提醒:示蹤結論只回答「¹⁸O 在哪一側」,不回答「水解了多少」;斷鍵方式與水解程度是兩個獨立問題,不能拿「¹⁸O 只在酸側檢出」去證明產率 100.0%。

答案 完全水解報 100.0%,偏高 2.6 個百分點;須按 K=4.00 解平衡,不能調 K 湊;示蹤與產率是兩本賬。

採分點 完全水解值 1 分、偏高量 1 分、多算物質的量 1 分、模型歸屬 1 分、不可調 K 1 分、示蹤與產率兩本賬 1 分。

易錯點 把「偏高 2.6 個百分點」寫成「偏高 2.6%」,或拿示蹤結論當產率證據。

三、規律小結與對照表

項酰氧斷裂烷氧斷裂(誤)數值
¹⁸O 在羧酸側1 處0 處—
¹⁸O 在醇側0 處1 處—
可檢位點——2
水解量 x按 K 解平衡—0.097374 mol
產率97.4%完全水解偏高 2.6 個百分點

小結:酰氧斷裂把 ¹⁸O 送進羧酸側;水解可逆,按 K 解合理根而非默認 100%,示蹤結論與產率是兩本賬,不能互證。

四、自測清單

  • 能判定酰氧斷裂的 ¹⁸O 歸宿
  • 能區分兩類斷鍵的檢出分佈
  • 能寫出水解平衡式
  • 能解二次方程並捨去不合理根
  • 能回代完全水解的偏高量
  • 能把示蹤結論與產率分開
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):配位滴定、結晶水測定、催化動力學、分佈係數與原電池相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·酯水解的斷鍵位置:¹⁸O 進酸還是進醇,看酰氧斷裂
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