题目

一道物化题求解
在18°C时,电池 (Pt)H2( pθ )│H2SO4(aq)│O2( pθ )(Pt) 的电动势E = 1.229 V.试求：(1) 反应2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)在18°C时的标准平衡常数； (2) 反应2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)在18°C时的标准平衡常数,已知水在18°C时的蒸气压为2064 Pa； (3) 18°C时,饱和水蒸气解离成H2和O2的解离度.

提问时间：2021-01-27

答案

(1)用标准电池电动势计算标准平衡常数 nFE(标)=RTlnK(标,1)
(2)2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)设计过程为两个过程
(a):2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) 和(b):2H2O(l) → 2H2O(g)
过程(a):标准吉布斯自由能变为：-nFE(标)
过程（b）：设计为2H2O(l,pθ) → 2H2O(l,2064)→2H2O(g,2064)→2H2O(g,pθ)}
标准吉布斯自由能变为2×18×0.0001（2064-pθ）+0+2RTln（pθ/2064）
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)的标准吉布斯自由能变为二者之和=-RTlnK(标,2)
(3)反应 2H2O(g)→2H2(g) + O2(g)
K(标,3)=1/K(标,2)
假设初始H2O(g)为1mol,解离度为a,
则平衡时H2O(g)为（1-a）mol,H2(g)为amol ,O2(g)为(a/2)mol,总物质的量为（1+a/2）mol
总压等于外压时,K(标,3)=[a/(1+a/2)]平方×[(a/2)/(1+a/2)]÷[(1-a)/(1+a/2)]
即可求得解离度