身障特考四等考試-化學工程有機化學概要110 年第 5 題單選題
下列各化合物結構中所指定的氫(加底線者),何者有最高的 pKa 值?
A$CH_{3}COO-\underline{H}$
BHO-H
C$H_{2}N-H$正確答案
D$\mathrm{HC} \equiv \mathrm{C}-\underline{\mathrm{H}}$
C正確答案
酸性越弱 pKa 越大。NH3 (pKa~38) 酸性最弱,因 N 電負度低且無共振穩定。
為什麼答案是 C
NH3 的 pKa ≈ 38,N 電負度比 O 小,NH2⁻ 對負電荷穩定能力差,且無共振,酸性最弱、pKa 最大,即為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 酸性越弱 pKa 越大。NH3 (pKa~38) 酸性最弱,因 N 電負度低且無共振穩定。
背四大 pKa:CH3COOH ~4.76 < H2O ~15.7 < HC≡CH ~25 < NH3 ~38。最大選 NH3。
逐選項分析
A✕
CH3COOH 的 pKa ≈ 4.76,共軛鹼 CH3COO⁻ 有共振穩定(負電荷分散在兩個氧上),酸性最強、pKa 最小。
B✕
H2O 的 pKa ≈ 15.7,O 電負度高,OH⁻ 能穩定負電荷,酸性中等,pKa 排第二小。
C✓ 正確
NH3 的 pKa ≈ 38,N 電負度比 O 小,NH2⁻ 對負電荷穩定能力差,且無共振,酸性最弱、pKa 最大,即為正解。
D✕ 陷阱
HC≡CH 的 pKa ≈ 25,sp 碳 s 成分 50% 電負度較高,可穩定乙炔負離子,酸性比 NH3 強。考生常誤以為 C-H 最弱。
四大常見 pKa 排行榜(務必背熟)
| 化合物 | pKa 值 | 共軛鹼 | 穩定因素 |
|---|
| CH3COOH | ~4.76 | CH3COO⁻ | 共振分散負電 |
| H2O | ~15.7 | OH⁻ | O 電負度高 |
| HC≡CH | ~25 | HC≡C⁻ | sp 雜化(50% s) |
| NH3 | ~38 | NH2⁻ | N 電負度低、無共振 → 最不穩定 |
題目問「最高 pKa」= 酸性最弱,許多考生看到「最高」直覺選酸性最強者而錯選 A。此外易誤判 D (C-H) 最難解離,但末端炔因 sp 雜化比 NH3 酸性強,NH3 才是最弱酸。