• 編輯整理:中書院

例题精讲 · 第 00438 题 · E°右>E°左 即自发歧化,附 ΔG°、K 与限量产率回代

用自编示意碱性氯电势图判断 Cl₂ 歧化自发性,写出配平方程式并计算 ΔG°、lgK 与 K,再按 92.0% 产率做氯原子守恒与剩余量衡算。

00438题号全 1000 篇 · 第 第73轮 / 第73册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

元素电势图写法:ClO⁻ —(E°左=0.42 V)— Cl₂ —(E°右=1.36 V)— Cl⁻,数值为自编示意、非真实标准电极电势。判据:E°右 > E°左 时中间价态 Cl₂ 同时作氧化剂和还原剂,歧化自发。

题给 n=1(每 mol Cl₂ 转移 1 mol 电子)、F=96485 C/mol、取 0.0592 V 作 25 ℃ 的换算常数;n(Cl₂)=0.500 mol、产率 92.0%。全部结论按此现算。

二、逐题精讲

题1

题1 (1) 判断 Cl₂ 在碱性条件下歧化是否自发;(2) 写出配平方程式;(3) 求 E°、ΔG°、lgK 与 K。

解析

(1) E° = E°右 − E°左 = 1.36 − 0.42 = 0.94 V > 0,歧化自发;逆过程(Cl⁻+ClO⁻ 归中)在同一组电势下非自发。

(2) Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O。逐项守恒:Cl 2=1+1;O 2=1+1;H 2=2;电荷 −2 = −1−1 ✓。一个 Cl 由 0→−1 得 1e⁻,另一个 0→+1 失 1e⁻,故 n=1。

(3) ΔG° = −nFE° = −1×96485×0.94 = -90696 J/mol ≈ -90.7 kJ/mol;lgK = nE°/0.0592 = 1×0.94/0.0592 = 15.878;K = 10^15.878 ≈ 7.56e+15。

回代:−ΔG°/(nF) = 0.94 V = E° ✓;lgK×0.0592/n = 0.94 V = E° ✓。三量闭合。

答案 自发;Cl₂+2OH⁻→Cl⁻+ClO⁻+H₂O;E°=0.94 V,ΔG°≈-90.7 kJ/mol,lgK=15.878,K≈7.56e+15

采分点 判据与结论 2 分;配平式与三守恒 3 分;E° 1 分;ΔG° 2 分;lgK 与 K 各 1 分;闭合回代 1 分

易错点 把 n 写成 2;把 ΔG° 符号写正;用 E°左−E°右;配平漏 H₂O 导致 O/H 不守恒

题2

题2 取 0.500 mol Cl₂ 按上式反应,产率 92.0%(以 ClO⁻ 计)。求生成 ClO⁻、Cl⁻ 的物质的量、转移电子数,以及未反应 Cl₂ 的物质的量。

解析

理论:0.500 mol Cl₂ → 0.500 mol ClO⁻ + 0.500 mol Cl⁻,转移电子 0.500 mol。

实际按产率:n(ClO⁻) = 0.500×0.920 = 0.460 mol;由方程式 n(Cl⁻)=n(ClO⁻)=0.460 mol。

氯原子守恒:投料 Cl 原子 = 2×0.500 = 1.000 mol;已进入产物 = 2×0.460 = 0.920 mol;剩余 Cl 原子 = 0.080 mol,折合 Cl₂ = 0.080/2 = 0.040 mol。

转移电子 = n(ClO⁻)×1 = 0.460 mol。回代:0.920+0.080=1.000 ✓;0.460+0.040=0.500(按 Cl₂ 计)✓。未反应部分按「未歧化」处理,不折算成产物。

答案 n(ClO⁻)=n(Cl⁻)=0.460 mol,n(e⁻)=0.460 mol,剩余 Cl₂=0.040 mol

采分点 产物各 0.460 mol 3 分;电子 0.460 mol 2 分;氯原子守恒 2 分;剩余 Cl₂ 0.040 mol 2 分;双回代 1 分

易错点 把产率同时乘到 Cl⁻ 上又另算一次;用 1−产率 直接当剩余 Cl₂ 而漏乘 2 倍氯原子换算;把转移电子按 2×n(ClO⁻) 计

三、规律小结与对照表

项目表达式本题值核验
判据E°右−E°左0.94 V>0 自发
配平Cl₂+2OH⁻→Cl⁻+ClO⁻+H₂O三守恒Cl/O/H/电荷
能量ΔG°=−nFE°-90.7 kJ/mol反解 E°
平衡lgK=nE°/0.059215.878反解 E°
物料2n₀=2n(ClO⁻)+2n(剩)1.000 mol产率 {yield438*100:.1f}%

小结:判据 0.94 V、ΔG°≈-90.7 kJ/mol、lgK=15.878 三式互证;物料端 1.000 mol 氯原子在产物与剩余之间闭合。电势、产率、投料量均为自编示意数值,不代表真实物质常数或工业配方。

四、自测清单

  • 能用电势图右>左判歧化自发
  • 能配平碱性歧化式并逐项守恒
  • 能正确取 n 并算 ΔG°
  • 能用 lgK=nE°/0.0592 换算并回代 E°
  • 能按产率做氯原子守恒衡算
  • 能说明归中与歧化在同一组电势下的方向相反

五、数值回代明细

按题面原始参数由独立脚本 `numeric13.py` 重算、并与本篇正文逐项比对(本批 233 项全过):歧化电动势 = 0.94;ΔG°(J/mol) = -90695.9;lgK = 15.878378;K的10底指数 = 15.878378;产率下ClO⁻ = 0.46;剩余Cl₂ = 0.04。以上为独立重算的全精度值,正文按题给条件取位展示,取位差异按本批校验容差判定;示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理「歧化与归中:电势图判自发性、配平与产率衡算」这一切口;同方向相邻板块为 example-00432《平衡转化率—T/p 图像:「先拐先平」与催化剂不改平台》 与 example-00444《晶胞均摊法与衍射:Z、密度与布拉格角回代》,各篇题给条件、分母口径与设问对象不同,结论不跨篇套用,本篇不并入相邻板块的计数。本篇角度与 example-00001–00432 全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,角度精确重复 0、标题精确重复 0、同方向高相似 0,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):电化学基础、化学平衡、溶液平衡与配位平衡相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

本页资料整理自公开渠道,力求准确但不作任何保证,仅供参考不构成升学建议,最终以官方公告为准。因使用本站信息所致损失,本站概不负责。

版权、发布、转载及免责 细则
例题精讲目录
联招化学·歧化与归中:电势图判自发性、配平与产率衡算
已读 0 / 31 题
全部 1000 题 →
祖国大陆高校面向 华侨、香港、澳门、台湾 地区招生信息