17.5: 反应的标准熵值变化

与化学反应相关的焓变可以 用热量计测量，但与反应相关的熵变 不能直接测量。熵是一个状态函数，这意味着，一个过程的熵变化，这意味着熵的变化仅取决于 系统的初始状态和最终状态。因此，像焓变一样，熵变 也可以从标准摩尔熵的计算参考表中 得到。对于标准状态下发生的反应，相关熵变由 生成物的标准摩尔熵之和 乘以它们的 化学计量系数 与反应物的标准摩尔熵之和 乘以它们的 化学计量系数之间的差来确定。请考虑标准状态下 乙烯的燃烧，其中 1 摩尔乙烯气体 与 3 摩尔氧气反应，生成 2 摩尔二氧化碳气体 和 2 摩尔水。这个反应的标准熵变 等于 2 倍二氧化碳气体的标准熵 和 2 倍水的标准熵之和，减去乙烯气体的标准熵 和 3 倍氧气的标准熵之和。注意，与元素的标准 生成焓为零不同，所有物质的标准摩尔熵 在 298 开尔文时都大于零。代入参考表中反应物 和生成物的摩尔熵，得到 2 乘 213.8 加 2 乘 70.0，减去 219.5 加 3 乘 205.3。生成物的净熵等于 567.6 焦耳每开尔文，反应物的净熵 为 835.4 焦耳每开尔文。生成物与反应物之间的差 等于负 268 焦耳每开尔文，这是乙烯燃烧的标准熵变。负值表示 熵的减少。即使不计算准确的熵变，也可以通过检查反应来 预测熵的减少。回想一下，气体比液体更无序。反应物中有更多摩尔的气体-4 摩尔气体，其中包括 1 摩尔乙烯和 3 摩尔氧气-与 生成物相比-只有 2 摩尔二氧化碳气体，而另一种生成物是液体。因此，对于这个反应，反应物 比生成物更无序。因此，熵随着反应的进行而减少。