- 第 2 题分子氢(H2)是一种不排放CO2的替代燃料,降低其生产成本与环境影响是重大挑战;分解水是有前景的技术。298 K时数据:ΔfH∘ (kJ mol−1):H2(g) 0, H2O(l) −285.8, H2O(g) −241.8, O2(g) 0;Sm∘ (J mol−1 K−1):H2(g) 130.6, H2O(l) 69.9, H2O(g) 188.7, O2(g) 205.2。(a) 写出液态水分解的配平方程(水的化学计量系数为1),并用数值说明该反应在298 K时是否热力学上有利。(b) 可用酸性水浴中的两个电极进行电化学分解水;写出每个电极的半反应,并推导在298 K使过程有利的外加电压 ΔEapplied 相对于热力学阈值 ΔEth 的条件。(c) 以Pt为阴极时,最小电压 ΔEmin 取决于阳极:IrOx 1.6 V、NiOx 1.7 V、CoOx 1.7 V、Fe2O3 1.9 V。给出电解水功率效率 ηelec 的表达式,计算Pt/Fe2O3组合的效率,并指出最有效的阳极。解答: 1
- 第 3 题氯化银是乳白色固体(引自L. J. 盖-吕萨克的讲义)。298 K时数据:pKs1(AgCl)=9.7;pKs2(AgX2CrOX4)=12;[Ag(NHX3)Xn]+ 的生成常数 βn=107.2;E∘(AgX+/Ag)=0.80 V。(a) 计算 AgCl(s) 在水中的溶解度 s。(b) 向氯化银加入氨会生成计量数为 n 的配合物;写出平衡式及常数 K,再由1 dm3 水中0.1 mol AgCl 恰好在 [NHX3]=1.78 mol dm−3 时溶解求出 n。(c) 莫尔法在 KX2CrOX4 存在下用 AgX+ 滴定 ClX−:向 V0=20.00 cm3 的NaCl溶液加入3滴(约0.5 cm3)c=7.76×10−3 mol dm−3 的 KX2CrOX4,用 c=0.050 mol dm−3 的 AgNOX3 滴定,在 VAg=4.30 cm3 时出现红色沉淀。求 c(ClX−) 以及 AgX2CrOX4 开始沉淀时剩余的 [ClX−]res。解答: 1