化學達人救救我吧！4道化學題目，重賞20兩！

1.
答案是： (C) x%

設碳的轉化率為y%，並設H2O原壓力為p。
由於碳與水蒸氣等莫耳數，故水蒸氣的轉化率亦為y%。

反應前總壓力 = 反應前H2O的壓力 = p

反應後，有y%的H2O轉化成水煤氣。
反應後H2O的壓力 = (100 - y)%p
反應後CO的壓力 = 反應後H2的壓力 = y%p

反應後總壓力：
(100 - y)%p + y%p + y%p = p(100 + x)%
100 - y + y + y = 100 + x
100 + y = 100 + x
y = x

碳的轉化率 = x% = y%


2.
答案是： (B) 將低於50°C

設最後溫度為 T°C。

銀失熱 = 鐵吸熱
50.0 x 0.2350 x (100 - T) = 50.0 x 0.4494 x (T - 0)
0.2350 x (100 - T) = 0.4494 x T
23.50 - 0.2350T = 0.4494T
0.6844T = 23.50
T = 34.3 < 50
最後溫度 < 50°C

另解：
銀降溫1°C所失去的能量 < 鐵升溫1°C所吸入的能量
因此，銀溫度下降 > 鐵溫度上升
銀與鐵的平均溫度為50°C，故最後溫度低於50°C


3.
答案是： (B) HPO4²⁻

設兩溶液的體積均為 V L。

H3PO4的莫耳數 = 0.10V mol
KOH的莫耳數 0.20V mol

全部H3PO4與部分KOH反應：
H3PO4 + KOH → KH2PO4+ H2O
反應後剩餘KOH的莫耳數 = 0.20V - 0.10V = 0.10Vmol
反應後生成KH2PO4的莫耳數 = 0.10V mol

全部KOH與全部KH2PO4反應：
KH2PO4 + KOH → K2HPO4+ H2O
生成物為K2HPO4水溶液，故除K⁺離子外，濃度最大的離子是HPO4²⁻。


4.
答案是： (C) 7.21

全部H3PO4與部分KOH反應：
H3PO4 + KOH → KH2PO4+ H2O
反應後剩餘KOH的莫耳數 = 0.75 - 0.5 = 0.25 mol
反應後生成KH2PO4的莫耳數 = 0.5 mol

全部KOH與全部KH2PO4反應：
KH2PO4 + KOH → K2HPO4+ H2O
反應後剩餘KH2PO4的莫耳數 = 0.5 - 0.25 = 0.25 mol
反應後生成K2HPO4的莫耳數 = 0.25 mol
所製成溶液中，[H2PO4⁻] = [HPO4²⁻]

H2PO4⁻ ⇌ HPO4²⁻ + H⁺
pH = pKa2 - log([H2PO4⁻]/[HPO4²⁻])
pH = -log(Ka2) - log1
pH = -log(6.2 x 10⁻⁸) - 0
pH = -log6.2 + 8log10
pH = -0.79 + 8
pH = 7.21