Chọn phương án đúng: Tính hằng số cân bằng Kp ở 250C của phản ứng sau: ½ N2(k) + 3/2H2(k) ⇌ NH3(k) ; (ΔG0298ΔG2980)pư = –16kJ, Cho biết R = 8,314J/mol.K.
Đáp án đúng: D
Để tính hằng số cân bằng Kp từ biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn (ΔG0), ta sử dụng công thức sau:
ΔG0 = -RTlnKp
Trong đó:
- ΔG0 là biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn (đã cho là -16kJ = -16000J)
- R là hằng số khí lý tưởng (8.314 J/mol.K)
- T là nhiệt độ tuyệt đối (250C = 298K)
- Kp là hằng số cân bằng cần tìm
Từ công thức trên, ta có:
lnKp = -ΔG0 / (RT)
lnKp = -(-16000) / (8.314 * 298)
lnKp = 16000 / (8.314 * 298) ≈ 6.45
Kp = e6.45 ≈ 633.27
Tuy nhiên, không có đáp án nào gần với giá trị này. Có vẻ như có một sai sót trong các phương án trả lời hoặc trong dữ liệu đề bài (ví dụ: đơn vị của ΔG0). Để chọn một đáp án gần đúng nhất, ta xem xét đến việc làm tròn số hoặc sai số có thể có. Tuy nhiên, do không có đáp án nào thực sự phù hợp, ta cần kiểm tra lại đề bài và các phương án.
Nếu như đề bài có sai sót và đáp án đúng nhất phải là một trong các đáp án đã cho, thì ta cần phải xem xét lại các dữ kiện. Tuy nhiên, với dữ kiện hiện tại, ta không thể đưa ra một đáp án chính xác từ các lựa chọn đã cho. Vì vậy, không có đáp án đúng trong các lựa chọn này.
Tuy nhiên, nếu ta giả sử có sự nhầm lẫn trong đơn vị của ΔG, ví dụ ΔG cho mỗi mol NH3 thay vì cho phản ứng, ta cũng không thu được kết quả nào khớp với các đáp án.
Ví dụ:
Nếu đáp án C (101.7) đúng, thì ln(101.7) = 4.622. Khi đó,
ΔG = -8.314 * 298 * 4.622 = -11442 J = -11.442 kJ. Giá trị này cũng không khớp với -16kJ.
Vậy nên, không có đáp án đúng trong các đáp án đã cho.