题目
熵是系统混乱度的量度。下列过程中,系统熵变 Delta S A. 水蒸发成水蒸气B. 碳酸钙分解C. 理想气体真空膨胀D. 水结成冰
熵是系统混乱度的量度。下列过程中,系统熵变 $\Delta S < 0$ 的是:
A. 水蒸发成水蒸气
B. 碳酸钙分解
C. 理想气体真空膨胀
D. 水结成冰
题目解答
答案
D. 水结成冰
解析
本题考查熵的概念以及如何根据系统状态变化判断熵变的正负。解题的关键在于理解熵是系统混乱度的量度,系统越混乱,熵值越大;系统越有序,熵值越小。然后根据物质聚集状态的变化以及分子数、体积的变化来判断熵变的正负。
- A选项:水蒸发成水蒸气,是液态变为气态的过程。液态水分子相对有序,而气态水分子可以在较大空间内自由运动,混乱度显著增加。根据熵变与混乱度的关系,混乱度增加则熵变$\Delta S>0$。
- B选项:碳酸钙分解的化学方程式为$CaCO_3(s) \rightarrow CaO(s) + CO_2(g)$。反应物是固体,生成物中有固体和气体。气体分子的混乱度远大于固体,气体的产生使得系统的混乱度增加,所以熵变$\Delta S>0$。
- C选项:理想气体真空膨胀时,气体分子占据的体积增大,分子在空间中的分布变得更加分散和无序,系统的混乱度增加,因此熵变$\Delta S>0$。
- D选项:水结成冰,是液态变为固态的过程。液态水分子相对自由,而结成冰后,水分子排列成规则的晶体结构,系统的有序度增加,混乱度降低,所以熵变$\Delta S < 0$。