下列值不等于零的是( )A. Delta_(f)G_(m)^Theta((I)_(2), (s), 298.15(K))B. S_(m)^Theta((Br)_(2), (l), 298.15(K))C. S((Fe), (s), -275.15^circ(C))D. Delta_(f)H_(m)^Theta((F)_(2), (g), 298.15(K))
A. $\Delta_{f}G_{m}^{\Theta}(\text{I}_{2}, \text{s}, 298.15\text{K})$
B. $S_{m}^{\Theta}(\text{Br}_{2}, \text{l}, 298.15\text{K})$
C. $S(\text{Fe}, \text{s}, -275.15^{\circ}\text{C})$
D. $\Delta_{f}H_{m}^{\Theta}(\text{F}_{2}, \text{g}, 298.15\text{K})$
题目解答
答案
解析
本题主要考察热力学函数的标准值相关知识,需明确标准摩尔生成吉布斯自由能($\Delta_{f}G_{m}^{\Theta}$)、标准摩尔熵($S_{m}^{\Theta}$)、标准摩尔生成焓($\Delta_{f}H_{m}^{\Theta}$)的定义及规定:
选项A:$\Delta_{f}G_{m}^{\Theta}(\text{I}_{2}, \text{s}, 298.15\text{K})$
$\Delta_{f}G_{m}^{\Theta}$是标准摩尔生成吉布斯自由能,定义为:在标准状态下,由稳定单质生成1mol化合物的吉布斯自由能变。$\text{I}_2(s)$是碘的稳定单质(298.15K下碘为固态),根据定义,稳定单质的$\Delta_{f}G_{m}^{\Theta}=0$,故该值等于零,排除A。
选项B:$S_{m}^{\Theta}(\text{Br}_{2}, \text{l}, 298.15\text{K})$
$S_{m}^{\Theta}$是标准摩尔熵,表示1mol纯物质在标准状态下的熵值。熵是体系混乱度的量度,任何纯净物质(包括单质)在绝对零度(0K)时熵值为0,但在298.15K下,$\text{Br}_2(l)$(液态溴)的分子仍有热运动,混乱度不为零,因此$S_{m}^{\Theta}(\text{Br}_2,l,298.15\text{K})>0$,该值不等于零,符合题意。
选项C:$S(\text{Fe}, \text{s}, -275.15^{\circ}\text{C})$
$S$为摩尔熵,-275.15℃=17.85K(低温),但即使温度降低,纯固体Fe的熵值也不会为零(仅在0K时熵为零),不过题目未明确是否为标准熵($S_{m}^{\Theta}$),但根据热力学第三定律,任何物质在0K时熵为零,高于0K时熵均大于零。但对比选项B,$\text{Br}_2(l)$在298.15K下的熵值更明确不为零,且C未强调“标准”,而题目选项均为热力学标准函数(如A、B、D均含“$\Theta$”或默认标准态),故C非最佳选项。
选项D:$\Delta_{f}H_{m}^{\Theta}(\text{F}_{2}, \text{g}, 298.15\text{K})$
$\Delta_{f}H_{m}^{\Theta}$是标准摩尔生成焓,定义为:标准状态下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变。$\text{F}_2(g)$是氟的稳定单质(298.15K下氟为气态),根据定义,稳定单质的$\Delta_{f}H_{m}^{\Theta}=0$,故该值等于零,排除D。