Jerry Chiu asked in 科學化學 · 10 years ago

高中電化學問題!!!~~急

請問各位大大,這是我在做化學題本時遇到的問題

Q6:請問這個電位能要如何算?? ((我一直算錯

Q8:請給予詳細解釋..

Q9:請加以解釋,為何會有多種電位能??

Q11:可附上反應方程式和解釋嗎?

Q13:同樣是電位能的計算..

Q15:對A的答案有疑惑,懷疑有錯?!

Q22:C選項,平衡常數為何變大?

Q25:D、E選項,遇上NaCl和Na2S的反應

感謝各位大大,我將題目放在我的部落格

http://tw.myblog.yahoo.com/and86802/gallery

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  • 10 years ago
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    有一些題目我也需要研究一下; 先把我現在就能答的答了.

    6.

    我想你把半電池的系數乘上去時, 也把電勢也乘上去了?

    這是不需要的.

    Au ----> Au(3+) + 3e- E = -1.42V

    例如把系數乘3, 變成

    3Au ----> 3Au(3+) + 9e- E = -1.42V

    電勢還是保持不變的.

    所以, 先把氯離子的式掉轉:

    Cl2 + 2e- ----> 2Cl(-) E = +1.36V

    然後合併, 總電勢 = (-1.42) + (+1.36) = -0.06V

    8.

    A: 氟比氯活潑, 氟會把氯離子氧化.

    B: 鋅比銅活潑; 會反應生成鋅離子和金屬銅.

    C: 你去查電勢表好了; 要是鈷的還原電位比鋅的高, 就有反應.

    D: 銀比銅不活潑; 金屬銀不能把銅離子置換出來.

    E: Ni Zn 兩者皆為離子, 誰也不能氧化誰; Cl Br 兩者皆為離子, 誰也還原不了誰.

    9.

    這題頗要點洞察力.

    把那三道半方程順次序命名為X, Y, Z; 依系數去建立方程 ----

    3Y - X: E = +0.18V

    2X - 3Y: E = +0.09V

    2Y - Z: E = +0.27V

    詭異的地方在於, 用三道中任何兩道半方程, 也能拼出

    3Au(+) ----> 2Au + Au(3+)

    共有三個可能的組合方式, 自然也有三個可能的電位.

    11.

    半電池的電位, 其實也是平衡常數的另一個表達方式.

    平衡常數越大, 表示反應放熱越多, 電位也就會改變.

    檢視半反應式:

    A: Br2 + 2e- <====> 2Br(-)

    B: MnO2 + 4H(+) + 2e- <====> Mn(2+) + 2H2O

    C: Fe(2+) <====> Fe(3+) + e-

    D: C2O4(2-) <====> 2CO2 + 2e-

    當中只有B 的方程中牽涉到氫離子; 氫離子的濃度改變時, 平衡狀態就會被擾動.

    例如氫離子濃度增加時, 根據 Le Chatelier's Principle, 正向反應會增多; 即是說, 此半反應更傾向吸收電子.

    13.

    回頭再說.

    應該與平衡常數有關...

    15.

    注意字眼!!

    「電流」和「電子流向」的方向恰好相反.

    電子 (electron) 由負極流向正極;

    電流 (current) 由正極流向負極.

    22.

    A: 只說明反應是放熱, 不一定會自然發生.

    你考慮了活化能了沒有? 紙張在空氣中不會自行燃燒吧?

    C: 電勢差越大, 反應更趨向前, 產生更多產物; 產物濃度提高, 而反應物濃度更趨下降.

    平衡常數 = 產物濃度 / 反應物濃度 ....

    25.

    C: 考慮平衡常數. K = [Zn(2+)] / [Ag(+)]^2

    兩者濃度各減半時, 平衡常數會下降一半.

    D: 氯離子與鋅離子無反應; 會與銀離子生成沉澱物, 因而降低銀離子濃度.

    繼續考慮Le Chatelier's Principle, 反應會向左偏移, 電位也下降.

    (想像一般用的電池: 正反應進行時會提供電力, 反應越多, 提供的電力也越多)

    E: 陽離: 鋅半電池的一邊.

    加入硫離子, 會與(電池反應中生成的)鋅離子反應, 生成硫化鋅沉澱物;

    因此, 產物濃度下降.

    繼續考慮Le Chatelier's Principle, 反應會向右偏移, 電位也下降.

    2011-06-30 16:54:19 補充:

    13.

    是很轉折的問題.

    先列出兩道半反應式:

    6OH(-) + Br(-) ----> BrO3(-) + 3H2O + 6e- E = -0.61V

    2OH(-) + Br(-) ----> BrO(-) + H2O + 2e- E = -0.76V

    現求: 4OH(-) + BrO(-) ----> BrO3(-) + 2H2O + 4e- E = yV

    2011-06-30 17:01:28 補充:

    你得用筆寫寫, 光看會亂.

    根據Nearst equation, E = E(0) - (RT/nF)*(ln Q) , Q為反應常數;

    在平衡狀態時, E=0, 因此 E(0) = (RT/nF)*(ln Q) .

    第1道式: 牽涉6個電子, n=6 ,

    -0.61 = (RT/F) * (1/6) ln ([BrO3(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^6)

    ln ([BrO3(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^6) = -0.61 * 6 * (F/RT) = -3.66F/RT

    2011-06-30 17:03:54 補充:

    同理, 第2道式: 牽涉2個電子, n=2 ,

    -0.76 = (RT/F) * (1/2) ln ([BrO(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^2)

    ln ([BrO(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^2) = -0.76 * 2 * (F/RT) = -1.52F/RT

    而我們要求的式呢, 牽涉4個電子, n=4 ,

    y = (RT/F) * (1/4) ln ([BrO3(-)] / [BrO(-)]*[OH(-)]^4)

    ln ([BrO3(-)] / [BrO(-)]*[OH(-)]^4) = y * 4 * (F/RT) = 4yF/RT

    2011-06-30 17:06:31 補充:

    然後就很需要洞察力了: 那三個對數, 有何關係?

    用筆算算, 會發覺:

    ([BrO3(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^6) / ([BrO(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^2) = ([BrO3(-)] / [BrO(-)]*[OH(-)]^4)

    因此,

    ln ([BrO3(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^6) - ln ([BrO(-)] / [Br(-)]*[OH(-)]^2) = ln ([BrO3(-)] / [BrO(-)]*[OH(-)]^4)

    2011-06-30 17:11:43 補充:

    說穿了, 就是 (-3.66F/RT) - (-1.52F/RT) = 4yF/RT

    解得 y = -0.535 . 完.

    要記住: 電池反應也是平衡狀態, 而平衡狀態一定會有平衡常數; 題解每每要在平衡常數的運算和互換中入手 ---- 尤其你看到反應物和產物都有在問題中提及過.

    當然, 電化學要記得 Nernst Equation:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Nernst_equation

    http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%83%BD%E6%96%AF%E7...

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