单选题
112.在标准状态下,2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反应的平衡常数应是()。
112.在标准状态下,2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反应的平衡常数应是()。
(φθSn4+/Sn2+=0.15V,φθFe3+/Fe2+=0.771V)
A
3.4×10^10
B
4.1×l0^15
C
1.1×10^21
D
1.3×l0^42
答案解析
正确答案:C
解析:
题目解析
在该反应中,我们有Fe^(3+)和Sn^(2+)被还原为Fe^(2+)和Sn^(4+)。平衡常数(K_eq)表征了反应在平衡状态时生成产物的相对量。对于给定的反应在标准状态下,它的K_eq与各参与物的标准电极电位(E^0)有关。
反应方程式:2Fe^(3+) + Sn^(2+) → 2Fe^(2+) + Sn^(4+)
根据Nernst方程,我们可以得到:
E_cell = E^0_cell - (RT / nF) * ln(K_eq)
其中:
E_cell是电池电势;
E^0_cell是标准电池电势;
R是气体常数(8.314 J/(mol·K));
T是温度(单位为开尔文,一般在标准条件下为298K);
n是电子的数量(对于这个反应,n = 2);
F是法拉第常数(96,485 C/mol);
K_eq是平衡常数。
现在我们将给定的标准电极电位代入上述方程,得到:
E_cell = (0.771 V) - (8.314 J/(mol·298K) * ln(K_eq)
然后,我们需要使用已知的标准电极电位差来解决这个问题。根据题目给出的标准电极电位差,我们可以计算出φθFe^3+/Fe^2+ = 0.771 V - 0.15 V = 0.621 V。
现在,将φθFe^3+/Fe^2+和已知的标准电极电位差代入方程中,解出K_eq:
0.621 V = (8.314 J/(mol·298K)) * ln(K_eq)
K_eq = exp(0.621 V / (8.314 J/(mol·298K)))
K_eq ≈ 1.3×10^42
因此,选项 C(1.3×10^42)为正确答案。
相关知识点:
反应平衡常数的计算
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