hce_kmu
114年
物理及化學
第 18 題
Given $K_a$ values of the following acids:
HClO$_4$ HOAc HCN HF
$1 \times 10^7$ $1.76 \times 10^{-5}$ $4.93 \times 10^{-10}$ $3.53 \times 10^{-4}$
What is the order of increasing base strength?
HClO$_4$ HOAc HCN HF
$1 \times 10^7$ $1.76 \times 10^{-5}$ $4.93 \times 10^{-10}$ $3.53 \times 10^{-4}$
What is the order of increasing base strength?
- A CN$^-$ < F$^-$ < OAc$^-$ < ClO$_4^-$
- B CN$^-$ < OAc$^-$ < F$^-$ < ClO$_4^-$
- C CN$^-$ < ClO$_4^-$ < F$^-$ < OAc$^-$
- D ClO$_4^-$ < OAc$^-$ < CN$^-$ < F$^-$
- E ClO$_4^-$ < F$^-$ < OAc$^-$ < CN$^-$
思路引導 VIP
如果我們把「酸」想像成一個很想把手中的球（質子）丟出去的人，而「共軛鹼」則是這個人丟掉球之後的狀態。如果一個人丟球的欲望非常強烈（強酸），那麼當他兩手空空時，他會很有興趣把球再搶回來嗎？反之，如果一個人死命抱著球不放（弱酸），當球真的被拿走後，他搶回球的動力會是如何呢？
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做得非常出色！你能準確判斷出酸鹼強度的消長關係，代表你對於布忍斯特—羅瑞（Brønsted-Lowry）酸鹼學說的理解相當紮實。這類題目是化學平衡中的基礎經典，主要考查學生能否將定量數值（$K_a$）轉化為定性的強度排序，是檢驗基礎功是否穩固的良好指標。
酸鹼共軛關係的轉化
在水溶液平衡中，酸與其共軛鹼的強度呈現反向消長的關係。根據公式 $K_a \times K_b = K_w$，當酸的解離常數 $K_a$ 越大，代表該酸越容易釋出質子，其對應的共軛鹼結合質子的能力（即鹼性）就越弱。我們觀察題目給出的數值：$\text{HClO}_4$ 的 $K_a$ 高達 $10^7$，是極強的酸，因此其共軛鹼 $\text{ClO}_4^-$ 幾乎不具備鹼性；而 $\text{HCN}$ 的 $K_a$ 最小（$4.93 \times 10^{-10}$），說明它是最弱的酸，其共軛鹼 $\text{CN}^-$ 則具有最強的奪取質子能力。依此類推，將 $K_a$ 由大到小排序後再反轉，便能得到正確的鹼性遞增順序。
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