Question

14．（1）已知：298K、101kpa时，反应Ca0（s）+SO₂（g）═CaSO₃（g）的△H=-402.0kJ•mol^-1，△H-T△S=-345.7kJ•mol^-1，若此反应中△H和△S不随温度变化而变化．则保持此反应自发进行的温度低于2127K．
（2）已知：H₂0（1）═H₂O（g）的△H=+44.0kJ•mol^-1，△S=+118.8J•mol^-1•K^-1．则水的沸点是97.37°C．
（3）已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的△H=+1.895kJ•mol^-1，△H-T△S=2866kJ•mol^-1，又已知石墨的熵S_石=+5.694J•mol^-1•K^-1，则金刚石的熵S_金=-9615.69J/mol•K（化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差），这两种碳的同素异形体中更有序的是金刚石更有序．

Answer 1

分析 （1）依据反应所给焓变和熵变及其温度计算得到熵变，反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0得到所需的最低温度；
（2）依据△H-T△S＜0计算所需温度；
（3）依据△H-T△S＜0计算反应的熵变，结合石墨的熵S_石=+5.694J•mol^-1•K^-1，计算金刚石的熵S_金，熵变越小越有序．

解答 解：（1）已知：298K、101kpa时，反应Ca0（s）+SO₂（g）═CaSO₃（g）的△H=-402.0kJ•mol^-1，△H-T△S=-345.7kJ•mol^-1，代入数值计算：
-402.0kJ•mol^-1-298K△S=-345.7kJ•mol^-1，△S=-0.189KJ/mol•K，若此反应中△H和△S不随温度变化而变化．
△H-T△S＜0，-402.0KJ/mol-T×（-0.189KJ/mol•K）＜0，T=2127K
则保持此反应自发进行的温度低于2127K，
故答案为：2127K；
（2）已知：H₂0（1）═H₂O（g）的△H=+44.0kJ•mol^-1，△S=+0.1188kJ•mol^-1•K^-1．，△H-T△S≤0，44.0KJ/mol-T×（+0.0.1188kJ•mol^-1•K^-1）≤0
T≤370.37K
则水的沸点=370.37-273=97.37°C，
故答案为：97.37°C；
（3）已知在298K时，由石墨生成金刚石的反应的△H=+1.895kJ•mol^-1，△H-T△S=2866kJ•mol^-1，△S=-9.61KJ/mol•K=-9610J/mol•K，又已知石墨的熵S_石=+5.694J•mol^-1•K^-1，化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差则金刚石的熵S_金=-9610J/mol•K-5.694J•mol^-1•K^-1=-9615.69J/mol•K，金刚石熵小于石墨，金刚石更有序，
故答案为：-9615.69J/mol•K，金刚石更有序．

点评 本题考查了反应自发进行的判断依据分析和计算，熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差，主意熵的单位和焓变单位要统一，题目难度中等．