37.在标准条件下，水分解为氢气和氧气的理论分解电压为()V。

好的，让我们来解析一下这道题目。 ### 题目背景 水的电解是指通过电能将水分解成氢气和氧气的过程。这个过程需要一定的电压来驱动反应。标准条件通常指的是温度为25°C（298 K），压力为1 atm（101.3 kPa）。 ### 理论分解电压 水的电解反应可以表示为： \[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \] 这个反应涉及两个半反应： 1. 水在阳极（正极）被氧化生成氧气： \[ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- \] 标准电极电势 \( E^\circ_{\text{ox}} = -1.23 \, V \) 2. 水在阴极（负极）被还原生成氢气： \[ 2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^- \] 或者简化为： \[ 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2 \] 标准电极电势 \( E^\circ_{\text{red}} = 0.00 \, V \) ### 计算理论分解电压 理论分解电压 \( E_{\text{cell}} \) 是两个半反应的标准电极电势之差： \[ E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{red}} - E^\circ_{\text{ox}} \] 代入数值： \[ E_{\text{cell}} = 0.00 \, V - (-1.23 \, V) = 1.23 \, V \] ### 选项分析 - **A. 1.43 V**：这个值高于理论分解电压，可能是因为考虑了实际操作中的过电位，但题目要求的是理论值。 - **B. 1.53 V**：同样高于理论分解电压，不符合题目要求。 - **C. 1.23 V**：这是正确的理论分解电压，符合计算结果。 - **D. 1.73 V**：明显高于理论分解电压，不符合题目要求。 ### 为什么选 C 根据上述计算，水在标准条件下的理论分解电压为1.23 V，因此正确答案是C。 ### 示例 假设你有一个电解水装置，需要在标准条件下进行电解。根据理论，你需要提供的最小电压是1.23 V，这样才能确保水分解反应能够发生。如果提供的电压低于1.23 V，反应不会进行；如果高于1.23 V，虽然反应会进行，但多余的电压会被浪费在其他副反应或热能上。