2025年大學《化學》專業(yè)題庫——化學平衡中的反應熵變考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題只有一個選項符合題意。）1.下列過程中，系統(tǒng)的熵增加的是（）。A.液態(tài)水在100℃、1atm下蒸發(fā)為水蒸氣B.碳酸鈣（CaCO?）在高溫下分解為氧化鈣（CaO）和二氧化碳（CO?）C.氯化鈉（NaCl）晶體在水中溶解D.氮氣（N?）和氫氣（H?）在催化劑作用下合成氨氣（NH?）2.對于一個在標準狀態(tài)下進行的化學反應，已知其標準摩爾生成焓ΔH_?rxn為-393.5kJ/mol，標準摩爾生成熵S^?rxn為-154.0J/(mol·K)。則該反應的標準摩爾熵變ΔS_rxn^?為（）。A.-154.0J/(mol·K)B.154.0J/(mol·K)C.-549.5J/(mol·K)D.549.5J/(mol·K)3.反應2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)在恒定溫度下進行。已知該反應的ΔH_rxn<0，ΔS_rxn<0。根據(jù)吉布斯自由能變ΔG_rxn=ΔH_rxn-TΔS_rxn判斷，下列說法正確的是（）。A.在任何溫度下，該反應都是自發(fā)的B.在任何溫度下，該反應都是非自發(fā)的C.在低溫下，該反應可能是自發(fā)的；在高溫下，該反應可能是非自發(fā)的D.無法判斷反應的自發(fā)性與溫度的關(guān)系4.標準狀態(tài)下，某吸熱反應（ΔH_rxn>0）的熵變ΔS_rxn<0。下列關(guān)于該反應標準摩爾吉布斯自由能變ΔG_rxn^?的說法正確的是（）。A.ΔG_rxn^?一定大于0B.ΔG_rxn^?一定小于0C.ΔG_rxn^?可能大于0，也可能小于0，取決于溫度TD.ΔG_rxn^?等于05.已知反應H?(g)+?O?(g)?H?O(l)的ΔH_rxn=-285.8kJ/mol，ΔS_rxn=-69.9J/(mol·K)。在298.15K時，該反應的標準摩爾吉布斯自由能變ΔG_rxn^?為（）。A.-2371J/molB.-2418J/molC.2418kJ/molD.2371kJ/mol6.對于反應C(s,石墨)+O?(g)?CO?(g)，下列說法正確的是（）。A.反應的ΔS_rxn>0，因為氣體分子數(shù)增加B.反應的ΔS_rxn<0，因為固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏wC.反應的ΔS_rxn>0，因為氣體分子數(shù)減少D.反應的ΔS_rxn<0，因為氣體分子數(shù)增加7.標準摩爾生成熵S^?(H?O(g))=188.8J/(mol·K)，S^?(H?O(l))=69.9J/(mol·K)。水從氣態(tài)凝結(jié)為液態(tài)過程的熵變ΔS接近于（）。A.-118.9J/(mol·K)B.118.9J/(mol·K)C.-228.7J/(mol·K)D.228.7J/(mol·K)8.在恒溫恒壓條件下，一個自發(fā)進行的反應，其熵變ΔS_sys和環(huán)境熵變ΔS_sur的關(guān)系是（）。A.ΔS_sys<0，ΔS_sur>0B.ΔS_sys>0，ΔS_sur<0C.ΔS_sys+ΔS_sur>0D.ΔS_sys+ΔS_sur<09.對于反應N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)，已知在298K時，ΔH_rxn^?=-92.4kJ/mol，ΔS_rxn^?=-198.2J/(mol·K)。該反應在298K時（）。A.自發(fā)進行，且ΔG_rxn^?>0B.自發(fā)進行，且ΔG_rxn^?<0C.非自發(fā)進行，且ΔG_rxn^?>0D.非自發(fā)進行，且ΔG_rxn^?<010.已知反應A(g)?B(g)的ΔH_rxn>0，ΔS_rxn>0。根據(jù)范特霍夫方程，該反應的平衡常數(shù)K隨溫度T的變化趨勢是（）。A.K隨T升高而增大B.K隨T升高而減小C.K隨T的變化趨勢取決于ΔH_rxn和ΔS_rxn的相對大小D.K不隨T變化二、填空題（每空2分，共20分。）11.熵是描述系統(tǒng)_________狀態(tài)的物理量。在標準狀態(tài)下，1mol純物質(zhì)在298.15K時的熵稱為_________。12.反應C(s,石墨)+O?(g)=CO?(g)的ΔS_rxn<0，ΔH_rxn<0。根據(jù)吉布斯自由能判據(jù)，該反應在標準狀態(tài)下，T=298.15K時，自發(fā)進行的條件是_________。13.若反應的ΔH_rxn>0，ΔS_rxn>0，要使反應在高溫下能自發(fā)進行，則ΔG_rxn=ΔH_rxn-TΔS_rxn必須滿足_________條件。14.標準摩爾生成熵S^?(CO?(g))=213.6J/(mol·K)，S^?(C(s,石墨))=5.7J/(mol·K)，S^?(O?(g))=205.0J/(mol·K)。則反應C(s,石墨)+O?(g)=CO?(g)的標準摩爾熵變ΔS_rxn^?=_________J/(mol·K)。15.吉布斯自由能變ΔG_rxn是判斷反應在_________條件下自發(fā)性的判據(jù)。ΔG_rxn<0表示反應_________。三、計算題（共20分。）16.（10分）已知反應2H?(g)+O?(g)=2H?O(l)在298.15K時的ΔH_rxn^?=-571.6kJ/mol，ΔS_rxn^?=-88.0J/(mol·K)。（1）計算該反應在298.15K時的標準摩爾吉布斯自由能變ΔG_rxn^?。（2）根據(jù)計算結(jié)果，判斷該反應在298.15K、標準狀態(tài)下是否自發(fā)進行。17.（10分）已知反應N?(g)+2H?(g)=2NH?(g)在298.15K時的ΔH_rxn^?=-92.4kJ/mol，ΔS_rxn^?=-198.2J/(mol·K)。假設(shè)ΔH_rxn和ΔS_rxn不隨溫度顯著變化。（1）計算該反應在298.15K時的標準摩爾吉布斯自由能變ΔG_rxn^?。（2）若要使該反應在標準狀態(tài)下能自發(fā)進行，理論上最低溫度是多少？四、簡答題（共20分。）18.（10分）簡述熵增加原理的內(nèi)容，并解釋為什么氣體自發(fā)地擴散到整個容器中，其熵會增加。19.（10分）請結(jié)合熱力學第二定律，解釋為什么一個孤立系統(tǒng)的自發(fā)過程總是朝著熵增加的方向進行。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.C4.C5.B6.A7.A8.C9.B10.A二、填空題11.混亂度；標準摩爾熵12.ΔG_rxn^?<013.ΔH_rxn<TΔS_rxn14.2.915.恒溫恒壓；自發(fā)進行三、計算題16.（10分）（1）ΔG_rxn^?=ΔH_rxn^?-TΔS_rxn^?=-571.6kJ/mol-(298.15K)×(-88.0J/(mol·K))×(1kJ/1000J)=-571.6kJ/mol+26.2kJ/mol=-545.4kJ/mol（2）因為ΔG_rxn^?=-545.4kJ/mol<0，所以該反應在298.15K、標準狀態(tài)下是自發(fā)進行的。17.（10分）（1）ΔG_rxn^?=ΔH_rxn^?-TΔS_rxn^?=-92.4kJ/mol-(298.15K)×(-198.2J/(mol·K))×(1kJ/1000J)=-92.4kJ/mol+59.0kJ/mol=-33.4kJ/mol（2）要使反應自發(fā)進行，需ΔG_rxn^?<0，即ΔH_rxn^?<TΔS_rxn^?T>ΔH_rxn^?/ΔS_rxn^?=(-92.4kJ/mol)/(-198.2J/(mol·K))×(1000J/1kJ)=92.4/0.1982K≈465.4K所以理論上最低溫度約為465.4K。四、簡答題18.（10分）熵增加原理指出，一個孤立系統(tǒng)經(jīng)過自發(fā)過程總是向著熵增加的方向進行，直到達到平衡狀態(tài)，此時熵達到最大值。氣體分子在容器中隨機運動，分布在各個位置的方式遠多于集中在某一區(qū)域的方式。當氣體自發(fā)地從被限制的小空間擴散到整個容器中時，