私醫聯招 普通化學|第 355 題
108 學年度

已知自由能關係式 ΔG° = ΔH° - TΔS°、ΔG° = -RTlnK。若以平衡常數 lnK vs. 1/T(×103) 作圖得到上圖,試計算出 T、K、ΔH° 及 ΔS°,請問下列敘述何者為真?(R = 8.314 J/K·mol)
- ΔS° = 665 J/K·mol
- ΔH° = 2.2 × 102 J/mol
- 平衡常數 K = 1 時,反應溫度為 25 °C
- 當溫度愈趨近冰點,反應愈趨於平衡
提示
lnK = −ΔH°/(RT) + ΔS°/R,比對直線的斜率與截距,注意橫軸單位為 1/T × 103。
正確答案
正解:A
詳解
A. 直線截距(1/T → 0)為 lnK = 80 = ΔS°/R,ΔS° = 80 × 8.314 ≈ 665 J/K·mol,正確。
B. 斜率 = ΔlnK/Δ(1/T);由 (0,80) 到 (3×10-3,0),斜率 = −80/(3×10-3) ≈ −2.67×104 = −ΔH°/R,得 ΔH° ≈ +2.2×105 J/mol,非 2.2×102,錯誤。
C. K = 1 時 lnK = 0,對應橫軸截距 1/T = 3×10-3,即 T ≈ 333 K ≈ 60 ℃,非 25 ℃,錯誤。
D. 溫度趨近冰點(T 較小,1/T 較大)時本圖 lnK 減小、K 遠離 1,並非愈趨於平衡,錯誤。