Tính hằng số cân bằng K của phản ứng sau ở 25oC: 3 Au+ (dd) ⇄ Au3+ (dd) + 2 Au (r). Cho biết ở 25oC: \(\varphi _{\left( {A{u^{3 + }}/A{u^ + }} \right)}^0 = 1,4V\) ; \(\varphi _{\left( {A{u^ + }/Au} \right)}^0 = 1,7V\) ; F = 96500; R = 8,314 J/mol.K.
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Để tính hằng số cân bằng K của phản ứng, ta sử dụng công thức liên hệ giữa thế điện cực chuẩn và hằng số cân bằng:
\(\Delta G^0 = -nFE^0 = -RTlnK\)
Trong đó:
* \(\Delta G^0\) là biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn.
* n là số electron trao đổi.
* F là hằng số Faraday (96500 C/mol).
* E0 là thế điện cực chuẩn của phản ứng.
* R là hằng số khí (8,314 J/mol.K).
* T là nhiệt độ (K).
* K là hằng số cân bằng.
Trước hết, ta tính thế điện cực chuẩn của phản ứng:
Phản ứng: 3 Au+ (dd) ⇄ Au3+ (dd) + 2 Au (r)
Có thể tách thành hai nửa phản ứng:
* Au3+ + 2e → Au+ \(\varphi _{\left( {A{u^{3 + }}/A{u^ + }} \right)}^0 = 1,4V\)
* Au+ + e → Au \(\varphi _{\left( {A{u^ + }/Au} \right)}^0 = 1,7V\)
Để có phản ứng tổng, ta cần nhân phản ứng thứ hai với 2 và đảo ngược phản ứng thứ nhất:
* 2Au+ + 2e → 2Au 2*\(\varphi _{\left( {A{u^ + }/Au} \right)}^0 = 2*1,7V = 3,4V\)
* Au+ → Au3+ + 2e - \(\varphi _{\left( {A{u^{3 + }}/A{u^ + }} \right)}^0 = -1,4V\)
Vậy, E0 = 3,4 - 1,4 = 2 V.
Số electron trao đổi là n = 2.
Áp dụng công thức:
\(\Delta G^0 = -nFE^0 = -RTlnK\)
\(-2 * 96500 * 2 = -8,314 * 298 * lnK\)
\(lnK = \frac{2 * 96500 * 2}{8,314 * 298} = \frac{386000}{2477,572} \approx 155,8\)
\(K = e^{155,8} \approx 1,41 * 10^{10}\)
Vậy đáp án đúng là 1,41 ×1010.
Sưu tầm và chia sẻ hơn 850 câu trắc nghiệm môn Hóa học đại cương (kèm đáp án) dành cho các bạn sinh viên, sẽ giúp bạn hệ thống kiến thức chuẩn bị cho kì thi sắp diễn ra. Mời các bạn tham khảo!
50 câu hỏi 60 phút
