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第 4 题

将5.0 dm3^3容器在300 K和101.325 kPa下充满乙烷并密封加热。实测压强：300 K下101.3 kPa（理论值 p′=101.3p'=101.3 kPa）；500 K下169.8 kPa（p′=168.7p'=168.7 kPa）；800 K下276.1 kPa（p′=269.9p'=269.9 kPa）；1000 K下500.7 kPa（p′=337.4p'=337.4 kPa）。(a) 说明高温下实测压强高于理论值的原因并写出反应方程式。(b) 计算800 K和1000 K下乙烷的分解率 α\alpha 和平衡常数 KpK_p。(c) 利用范特霍夫方程计算800–1000 K间的平均反应焓 ΔH∘\Delta H^\circ。（R=8.314R = 8.314 J mol−1^{-1} K−1^{-1}）
第 3/4 步：计算平衡常数
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Kp=p(CX2HX4) p(HX2)p(CX2HX6)=α21−α2 p  [or α21−α p′]K_p = \dfrac{p(\ce{C2H4})\,p(\ce{H2})}{p(\ce{C2H6})} = \dfrac{\alpha^2}{1 - \alpha^2}\,p \;\left[\text{or }\dfrac{\alpha^2}{1 - \alpha}\,p'\right]
分析

分压为 p(CX2HX4)=p(HX2)=α p′p(\ce{C2H4}) = p(\ce{H2}) = \alpha\,p'、p(CX2HX6)=(1−α)p′p(\ce{C2H6}) = (1 - \alpha)p'。800 K下 Kp=0.146K_p = 0.146 kPa，1000 K下 Kp=153.2K_p = 153.2 kPa。