题目
对于反应 (C (s) + CO)_2 ((g) = 2CO) ((g)); Delta_r H_m^Theta (298.15 (K)) > 0。若升高温度 (如 100 (K)): Delta_r S_m^Theta ( ) , K^Theta ( ) , Delta_r G_m^Theta ( )。 (填: 不变, 基本不变, 增大或减小)
对于反应 $\text{C (s) + CO}_2\ (\text{g) = 2CO}\ (\text{g)}$; $\Delta_r H_m^\Theta (298.15\ \text{K}) > 0$。 若升高温度 (如 $100\ \text{K}$): $\Delta_r S_m^\Theta$ ( ) , $K^\Theta$ ( ) , $\Delta_r G_m^\Theta$ ( )。 (填: 不变, 基本不变, 增大或减小)
题目解答
答案
根据反应特点，$\Delta_rS_m^{\circ} > 0$，且在温度变化范围内基本不变。
由范特霍夫方程，$\Delta_rH_m^{\circ} > 0$，故$\kappa^{\circ}$随温度升高而增大。
根据$\Delta_rG_m^{\circ} = \Delta_rH_m^{\circ} - T\Delta_rS_m^{\circ}$，温度升高使$T\Delta_rS_m^{\circ}$增大，导致$\Delta_rG_m^{\circ}$减小。
综上：
$\Delta_rS_m^{\circ}$基本不变，$\kappa^{\circ}$增大，$\Delta_rG_m^{\circ}$减小。
解析
本题考查化学反应中热力学参数随温度变化的规律，解题思路是根据反应特点和相关公式分别分析 $\Delta_r S_m^\Theta$、$K^\Theta$ 和 $\Delta_r G_m^\Theta$ 的变化情况。
- 分析 $\Delta_r S_m^\Theta$ 的变化：
对于反应 $\text{C (s) + CO}_2\ (\text{g) = 2CO}\ (\text{g)}$，反应前后气体分子数增多，混乱度增大，所以 $\Delta_r S_m^\Theta > 0$。
并且在温度变化范围内，反应的熵变基本不变，即 $\Delta_r S_m^\Theta$ 基本不变。 - 分析 $K^\Theta$ 的变化：
根据范特霍夫方程 $\frac{d\ln K^\Theta}{dT}=\frac{\Delta_r H_m^\Theta}{RT^2}$，已知 $\Delta_r H_m^\Theta (298.15\ \text{K}) > 0$。
当升高温度时，$\frac{d\ln K^\Theta}{dT}>0$，即 $\ln K^\Theta$ 随温度升高而增大，所以 $K^\Theta$ 随温度升高而增大。 - 分析 $\Delta_r G_m^\Theta$ 的变化：
根据公式 $\Delta_r G_m^\Theta = \Delta_r H_m^\Theta - T\Delta_r S_m^\Theta$，已知 $\Delta_r H_m^\Theta > 0$，$\Delta_r S_m^\Theta > 0$。
当升高温度时，$T$ 增大，$T\Delta_r S_m^\Theta$ 增大，而 $\Delta_r H_m^\Theta$ 基本不变，所以 $\Delta_r G_m^\Theta$ 减小。