材料熱力學

在Ellingham圖中,所有氧化物的生成反應都統一成每1 mol O₂的ΔG°來作圖。這樣做的主要優點為下列何者?

  1. AΔG°的值全部變成正,位於溫度軸上方,刻度容易判讀
  2. B2條直線的縱向差距,直接等於一種金屬還原另一種氧化物之反應的ΔG°
  3. C決定斜率的ΔS°在所有氧化物都相等,可以當作平行線比較
查看答案與解析

正確答案:B. 2條直線的縱向差距,直接等於一種金屬還原另一種氧化物之反應的ΔG°

統一成每1 mol O₂時,例如把 4/3 Al + O₂ → 2/3 Al₂O₃ 與 2Fe + O₂ → 2FeO 相減,O₂會消去,2FeO + 4/3 Al → 2Fe + 2/3 Al₂O₃ 的ΔG°就可以直接讀成2條直線的縱向差距。下方直線的金屬,在該溫度下能還原上方直線的氧化物。氧化物生成的ΔG°幾乎都是負值,統一的方式不會改變其正負號。斜率由各反應的ΔS°決定,因此即使統一成每1 mol O₂也不會相等。金屬氧化都消耗1 mol的氣體O₂,只是使斜率相近而已。

回報錯誤

練習這個領域 前往領域頁面

材料熱力學的其他題目

  1. 設在1000℃下,4/3 Al + O₂ → 2/3 Al₂O₃ 的ΔG°為 −850 kJ/mol,4/3 Cr + O₂ → 2/3 Cr₂O₃ 的ΔG°為 −530 kJ/mol(都是每1 mol O₂)。2/3 Cr₂O₃ + 4/3 Al → 2/3 Al₂O₃ + 4/3 Cr 的ΔG°與反應進行方向的組合,下列何者正確?所有物質都視為純物質。
  2. 在1000 K下,2Ni(s) + O₂(g) → 2NiO(s) 的ΔG°為 −298 kJ/mol。Ni與NiO共存的平衡氧分壓最接近下列何者?Ni與NiO為純固體(活性為1),標準壓力取1 bar,氣體常數取8.314 J/(mol·K),ln 10 = 2.303。
  3. 設在1000 K下,2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) 的ΔG°為 −385 kJ/mol,2Ni(s) + O₂(g) → 2NiO(s) 的ΔG°為 −298 kJ/mol。在H₂–H₂O混合氣體中將鎳退火時,Ni與NiO達到平衡的分壓比 pH₂O/pH₂ 最接近下列何者(比值小於此值時Ni不會被氧化)?氣體常數取8.314 J/(mol·K),Ni與NiO為純固體。
  4. 關於溶液(液體或固溶體)中成分的活性,下列敘述何者正確?
  5. 設在某溫度下,純Cr與Cr₂O₃共存的平衡氧分壓為p₀。在相同溫度下,Cr活性為0.10的合金與純Cr₂O₃共存的平衡氧分壓約為p₀的幾倍?反應取 4/3 Cr + O₂ → 2/3 Cr₂O₃。