人教高中化学专项25 焓变与熵变（解析版）.docx

第四篇 化学反应速率与化学平衡
专项25 焓变与熵变
焓，在热力学中是表征物质系统能量的一个重要状态参量，等于内能与压强和体积的乘积之和，常用符号H表示：H=U+pV，其中U表示热力学能，也称为内能，即系统内部的所有能量，p是系统的压力，V是系统的体积，作为一个描述系统状态的状态函数，焓没有明确的物理意义。
熵，热力学中表征物质状态的参量之一，用符号S表示，其物理意义是体系混乱程度的度量。熵值越大，体系的混乱度越大；同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g)＞S(l)＞S(s)。
复合判据(自由能ΔG)，在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol) 综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG = ΔH-TΔS。这时，化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
命题会依据给定的物质，充分比较焓变(△H)、熵变(△S)的大小关系，有的题目也会在此基础之上，判断化学反应的自发性。
1．(2022·浙江省1月选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。
2．(2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石黑)
【答案】B
【解析】A项，CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，CH4(g)的摩尔质量大，所以熵值1molCH4(g)＞1molH2(g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1molH2O(g)＜2molH2O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)＞S(l)＞S(s)，所以熵值1molH2O(s)＜1molH2O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金刚石)＜1molC(s，石黑)，D错误；故选B。
3．(2020·浙江7月选考)关于下列的判断正确的是( )
CO(aq)＋H+(aq)HCO(aq)