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  • 一道物化題求解

    一道物化題求解
    在18°C時,電池 (Pt)H2( pθ )│H2SO4(aq)│O2( pθ )(Pt) 的電動勢E = 1.229 V.試求:(1) 反應2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)在18°C時的標準平衡常數(shù); (2) 反應2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)在18°C時的標準平衡常數(shù),已知水在18°C時的蒸氣壓為2064 Pa; (3) 18°C時,飽和水蒸氣解離成H2和O2的解離度.
    化學人氣:474 ℃時間:2020-04-08 17:53:21
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)用標準電池電動勢計算標準平衡常數(shù) nFE(標)=RTlnK(標,1)
    (2)2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)設計過程為兩個過程
    (a):2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) 和(b):2H2O(l) → 2H2O(g)
    過程(a):標準吉布斯自由能變?yōu)椋?nFE(標)
    過程(b):設計為2H2O(l,pθ) → 2H2O(l,2064)→2H2O(g,2064)→2H2O(g,pθ)}
    標準吉布斯自由能變?yōu)?×18×0.0001(2064-pθ)+0+2RTln(pθ/2064)
    2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)的標準吉布斯自由能變?yōu)槎咧?-RTlnK(標,2)
    (3)反應 2H2O(g)→2H2(g) + O2(g)
    K(標,3)=1/K(標,2)
    假設初始H2O(g)為1mol,解離度為a,
    則平衡時H2O(g)為(1-a)mol,H2(g)為amol ,O2(g)為(a/2)mol,總物質(zhì)的量為(1+a/2)mol
    總壓等于外壓時,K(標,3)=[a/(1+a/2)]平方×[(a/2)/(1+a/2)]÷[(1-a)/(1+a/2)]
    即可求得解離度
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