第 4 题

将5.0 dm

^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'=101.3

kPa）；500 K下169.8 kPa（

p'=168.7

kPa）；800 K下276.1 kPa（

p'=269.9

kPa）；1000 K下500.7 kPa（

p'=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

\alpha

和平衡常数

K_p

。(c) 利用范特霍夫方程计算800–1000 K间的平均反应焓

\Delta H^\circ

。（

R = 8.314

J mol

^{-1}

^{-1}

）

第 4/4 步：由范特霍夫方程求反应焓

\Delta H^\circ = \dfrac{R \ln(K_{p,2}/K_{p,1})}{\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}} = \dfrac{8.314 \times \ln(153.2/0.146)}{\frac{1}{800} - \frac{1}{1000}} = 231.4\ \text{kJ mol}^{-1}

分析

将 $\ln(153.2 / 0.146) = \ln(1049) \approx 6.956$ 代入范特霍夫方程得 $\Delta H^\circ = 231.4$ kJ mol $^{-1}$ （强吸热反应，解释了升温使平衡向产物方向移动）。