题目
电池Pt, _(2)((p)^circ )|HCl(aq)|(O)_(2)((p)^0) (p^0), Pt的电池反应为 :Pt, _(2)((p)^circ )|HCl(aq)|(O)_(2)((p)^0) (p^0), Pt其 25℃时的Pt, _(2)((p)^circ )|HCl(aq)|(O)_(2)((p)^0) (p^0), Pt为1.229 V,则电池反应的标准平衡常数Pt, _(2)((p)^circ )|HCl(aq)|(O)_(2)((p)^0) (p^0), Pt为: 答案:A. 1.44×1083 B. 6.15×1020 C. 3.79×1041 D. 1.13×1018
电池

的电池反应为 :

其 25℃时的

为1.229 V,则电池反应的标准平衡常数

为: 答案:
A. 1.44×1083B. 6.15×1020
C. 3.79×1041
D. 1.13×1018
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:确定电池反应的标准电极电势
电池反应为:${H}_{2}({P}^{0})+\dfrac {1}{2}{O}_{2}({P}^{0})={H}_{2}O(l)$
在标准条件下,氢气和氧气的电极电势分别为:
${E}^{0}_{H_{2}/H^{+}} = 0.000 V$
${E}^{0}_{O_{2}/H_{2}O} = 1.229 V$
步骤 2:计算电池的标准电动势
电池的标准电动势 ${E}^{0}_{cell}$ 为:
${E}^{0}_{cell} = {E}^{0}_{O_{2}/H_{2}O} - {E}^{0}_{H_{2}/H^{+}} = 1.229 V - 0.000 V = 1.229 V$
步骤 3:计算标准平衡常数
标准平衡常数 ${K}^{0}_{eq}$ 可以通过以下公式计算:
${E}^{0}_{cell} = \dfrac {RT}{nF} \ln {K}^{0}_{eq}$
其中,$R$ 是气体常数,$T$ 是温度(25℃时,$T = 298.15 K$),$n$ 是电子转移数(本反应中$n = 2$),$F$ 是法拉第常数。
将已知值代入公式:
$1.229 V = \dfrac {8.314 J/(mol·K) \times 298.15 K}{2 \times 96485 C/mol} \ln {K}^{0}_{eq}$
解得:
${K}^{0}_{eq} = e^{(1.229 V \times 2 \times 96485 C/mol) / (8.314 J/(mol·K) \times 298.15 K)}$
${K}^{0}_{eq} = e^{(1.229 \times 2 \times 96485) / (8.314 \times 298.15)}$
${K}^{0}_{eq} = e^{24.77}$
${K}^{0}_{eq} = 3.79 \times 10^{41}$
电池反应为:${H}_{2}({P}^{0})+\dfrac {1}{2}{O}_{2}({P}^{0})={H}_{2}O(l)$
在标准条件下,氢气和氧气的电极电势分别为:
${E}^{0}_{H_{2}/H^{+}} = 0.000 V$
${E}^{0}_{O_{2}/H_{2}O} = 1.229 V$
步骤 2:计算电池的标准电动势
电池的标准电动势 ${E}^{0}_{cell}$ 为:
${E}^{0}_{cell} = {E}^{0}_{O_{2}/H_{2}O} - {E}^{0}_{H_{2}/H^{+}} = 1.229 V - 0.000 V = 1.229 V$
步骤 3:计算标准平衡常数
标准平衡常数 ${K}^{0}_{eq}$ 可以通过以下公式计算:
${E}^{0}_{cell} = \dfrac {RT}{nF} \ln {K}^{0}_{eq}$
其中,$R$ 是气体常数,$T$ 是温度(25℃时,$T = 298.15 K$),$n$ 是电子转移数(本反应中$n = 2$),$F$ 是法拉第常数。
将已知值代入公式:
$1.229 V = \dfrac {8.314 J/(mol·K) \times 298.15 K}{2 \times 96485 C/mol} \ln {K}^{0}_{eq}$
解得:
${K}^{0}_{eq} = e^{(1.229 V \times 2 \times 96485 C/mol) / (8.314 J/(mol·K) \times 298.15 K)}$
${K}^{0}_{eq} = e^{(1.229 \times 2 \times 96485) / (8.314 \times 298.15)}$
${K}^{0}_{eq} = e^{24.77}$
${K}^{0}_{eq} = 3.79 \times 10^{41}$