题目
判断反应 _(2)(H)_(5)OH(g)=(C)_(2)(H)_(4)(g)+(H)_(2)O(g)-|||-已知 Delta (H)_(m)O(kJ/mol) -235.3 52.28 -241.8-|||-_(m)^0(J/(molcdot K)) 282 219.5 188.7-|||-(a)298.15K时标准状态下能否自发进行?-|||-(b) 633.15K时标准状态下能否自发进行?-|||-(c)在标准状态下求该反应能自发进行的最低温度
题目解答
答案
解析
考查要点：本题主要考查化学反应自发性的判断，涉及焓变（ΔH）、熵变（ΔS）的计算，以及吉布斯自由能变（ΔG）的判据应用。
解题核心思路：
- 计算反应的ΔH和ΔS：分别通过生成物与反应物的标准摩尔生成焓（ΔHf°）和标准摩尔熵（S°）的差值计算。
- 判断ΔG的符号：利用公式 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$，若 $\Delta G < 0$，反应自发；反之则不自发。
- 求最低温度：令 $\Delta G = 0$，解出临界温度 $T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$。
破题关键点：
- 单位统一：ΔS的单位需从J转换为kJ，确保与ΔH的单位一致。
- 符号处理：ΔH和ΔS的正负直接影响ΔG的计算结果。
(a) 298.15 K时能否自发？
- 计算ΔG：
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S = 45.78 \, \text{kJ/mol} - 298.15 \, \text{K} \times 0.1262 \, \text{kJ/(mol·K)} \approx 8.11 \, \text{kJ/mol}$ - 判断：$\Delta G > 0$，反应不能自发。
(b) 633.15 K时能否自发？
- 计算ΔG：
$\Delta G = 45.78 \, \text{kJ/mol} - 633.15 \, \text{K} \times 0.1262 \, \text{kJ/(mol·K)} \approx -34.25 \, \text{kJ/mol}$ - 判断：$\Delta G < 0$，反应可以自发。
(c) 求最低温度
- 令ΔG = 0：
$T = \frac{\Delta H}{\Delta S} = \frac{45.78 \, \text{kJ/mol}}{0.1262 \, \text{kJ/(mol·K)}} \approx 362.75 \, \text{K}$