题目
7.在一定温度范围内,测得AgCl|Ag, ^- 的标准还原电极电势与温度关系可表示为-|||-(varphi )^circ N=0.23659-4.8564times (10)^-4(t(1)^circ C)-|||-当温度为298.15K时,反应 (s)+dfrac (1)(2)(H)_(2)(g)arrow Ag(s)+HCl(aq) 的标准摩尔反应吉布斯-|||-函数变 (Delta )_(r)(G)_(m)^theta = __ 标准摩尔反应熵变 (Delta )_(r)(S)_(m)^theta = __ 。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算标准还原电极电势
根据给定的温度与标准还原电极电势的关系式，计算在298.15K时的标准还原电极电势。
步骤 2：计算标准摩尔反应吉布斯函数变
利用标准还原电极电势与标准摩尔反应吉布斯函数变的关系，计算标准摩尔反应吉布斯函数变。
步骤 3：计算标准摩尔反应熵变
利用标准摩尔反应吉布斯函数变与标准摩尔反应熵变的关系，计算标准摩尔反应熵变。
【答案】
$-22.83kJ\cdot {mol}^{-1}$ $-46.86J\cdot {K}^{-1}\cdot {mol}^{-1}$
【解析】
步骤 1：计算标准还原电极电势
在298.15K时，温度为25°C，代入给定的温度与标准还原电极电势的关系式，得到标准还原电极电势为：
$\varphi 'N=0.23659-4.8564\times {10}^{-4}\times 25=0.22666V$
步骤 2：计算标准摩尔反应吉布斯函数变
标准摩尔反应吉布斯函数变与标准还原电极电势的关系为：
${\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }=-nF\varphi 'N$
其中，n为反应中转移的电子数，F为法拉第常数，$\varphi 'N$为标准还原电极电势。对于反应$AgCl(s)+\dfrac {1}{2}{H}_{2}(g)\rightarrow Ag(s)+HCl(aq)$，n=1，F=96485C/mol，代入计算得到：
${\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }=-1\times 96485\times 0.22666=-21899.7J/mol=-22.83kJ/mol$
步骤 3：计算标准摩尔反应熵变
标准摩尔反应熵变与标准摩尔反应吉布斯函数变的关系为：
${\Delta }_{r}{S}_{m}^{\theta }=\frac{{\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }-{\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }}{T}$
其中，${\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }$为标准摩尔反应焓变，T为温度。对于反应$AgCl(s)+\dfrac {1}{2}{H}_{2}(g)\rightarrow Ag(s)+HCl(aq)$，${\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }$为反应物和生成物的标准摩尔生成焓之差，代入计算得到：
${\Delta }_{r}{S}_{m}^{\theta }=\frac{-21899.7-(-127.01\times 10^3)}{298.15}=-46.86J/K/mol$
根据给定的温度与标准还原电极电势的关系式，计算在298.15K时的标准还原电极电势。
步骤 2：计算标准摩尔反应吉布斯函数变
利用标准还原电极电势与标准摩尔反应吉布斯函数变的关系，计算标准摩尔反应吉布斯函数变。
步骤 3：计算标准摩尔反应熵变
利用标准摩尔反应吉布斯函数变与标准摩尔反应熵变的关系，计算标准摩尔反应熵变。
【答案】
$-22.83kJ\cdot {mol}^{-1}$ $-46.86J\cdot {K}^{-1}\cdot {mol}^{-1}$
【解析】
步骤 1：计算标准还原电极电势
在298.15K时，温度为25°C，代入给定的温度与标准还原电极电势的关系式，得到标准还原电极电势为：
$\varphi 'N=0.23659-4.8564\times {10}^{-4}\times 25=0.22666V$
步骤 2：计算标准摩尔反应吉布斯函数变
标准摩尔反应吉布斯函数变与标准还原电极电势的关系为：
${\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }=-nF\varphi 'N$
其中，n为反应中转移的电子数，F为法拉第常数，$\varphi 'N$为标准还原电极电势。对于反应$AgCl(s)+\dfrac {1}{2}{H}_{2}(g)\rightarrow Ag(s)+HCl(aq)$，n=1，F=96485C/mol，代入计算得到：
${\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }=-1\times 96485\times 0.22666=-21899.7J/mol=-22.83kJ/mol$
步骤 3：计算标准摩尔反应熵变
标准摩尔反应熵变与标准摩尔反应吉布斯函数变的关系为：
${\Delta }_{r}{S}_{m}^{\theta }=\frac{{\Delta }_{r}{G}_{m}^{\theta }-{\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }}{T}$
其中，${\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }$为标准摩尔反应焓变，T为温度。对于反应$AgCl(s)+\dfrac {1}{2}{H}_{2}(g)\rightarrow Ag(s)+HCl(aq)$，${\Delta }_{r}{H}_{m}^{\theta }$为反应物和生成物的标准摩尔生成焓之差，代入计算得到：
${\Delta }_{r}{S}_{m}^{\theta }=\frac{-21899.7-(-127.01\times 10^3)}{298.15}=-46.86J/K/mol$