5.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol1,ΔS=-145 J·mol1·K1。下列说法中错误的是 ( )
A.该反应中反应物总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件 C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应的速率 D.汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
解析:由已知得反应为放热反应,且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量,常温ΔH-TΔS=-113 kJ·mol-1-298 K×(-145×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-69.79 kJ·mol-
1<0,即该反应在常温下能自发进行,故
-
-
-
A、C、D正确。
答案:B
6.分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是( ) A.2N2(g)+O2(g)===2N2O(g) ΔH=-163 kJ·mol1 1-
B.Ag(s)+Cl2(g)===AgCl(s) ΔH=-l27 kJ·mol1
21-
C.HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol1
21-
D.H2O2(l)===O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol1
2
解析:A项,ΔH>0,ΔS<0,任何温度下都不能自发进行,错误;B项,ΔH<0,ΔS<0,高温下不能自发进行,错误;C项,ΔH>0,ΔS>0,低温下不能自发进行,错误;D项,ΔH<0,ΔS>0,任何温度下都能自发进行,正确。
答案:D
7.下列对化学反应方向的说法正确的是 ( )
A.反应2A(g)+B(g)===3C(s)+D(g)在一定条件下能白发进行,说明该反应的ΔH>0 B.常温下,反应2Na2SO3(s)+O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0 C.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0 D.一定温度下,反应2NaCl(s)===2Na(s)+Cl2(g)的ΔH<0,ΔS>0
解析:ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。若反应的ΔS<0,反应能自发进行,则ΔH<0,A、C项错误,B项正确;2NaCl(s)===2Na(s)+Cl2(g)属于分解反应,为吸热反应,ΔH>0,D项错误。
-
答案:B
8.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下门锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol1,ΔS=-6.61 J·mol
-1
-
·K1,当ΔH-TΔS<0时能自发反应) ( ) A.会变 B.不会变 C.不能确定 D.升高温度才会变
解析:在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡
-
态。因此,在0 ℃、100 kPa条件下,白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应:白锡―→灰锡的ΔH—TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2 180.9 J·mol-1-273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1 )=-376.37 J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案:A
9.下列说法正确的是 ( )
A.凡是放热反应都是白发的,因为吸热反应都是非自发的 B.自发反应的现象一定非常明显,非自发反应的熵一定减小 C.常温下,反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.反应2Mg(s)+COΔ2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
解析:不能仅仅根据焓变判断反应的自发性,放热反应不一定都是自发进行的,吸热反应也可能是自发进行的,A项错误;自发进行的反应,其现象不一定非常明显,B项错误;根据反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)不能自发进行可知,该反应的ΔH-TΔS>0,又知该反应ΔS>0,
则该反应的ΔH>0,C项正确;反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,则ΔH<0,D项错误。
答案:C
10.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)
cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)与温度、
压强的关系如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.ΔH<0 ΔS>0 B.ΔH>0 ΔS<0 C.ΔH>0 ΔS>0 D.ΔH<0 ΔS<0
解析:根据图像可知,在压强不变时,升高温度,C的含量降低,说明平衡逆向移动,逆反应方向是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0;在温度不变时,增大压强,C的含量降低,说明增大压强,平衡逆向移动,逆反应方向是气体体积减小的方向,则正反应是气体体积增大的反应,ΔS>0。
答案:A
11.已知一个可逆反应,若正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之,亦然。 (1)已知2CO(g)
CO2(g)+C(s),T=980 K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时,
ΔH-TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”,下同);当体系温度高于980 K时,ΔH-TΔS________0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol1、ΔS(298.15 K)=-75.8 J·mol1·K1,设ΔH和ΔS不随温度而变化,则此反应自发进行的温度是________。
解析:
(1)该反应ΔS<0,当T=980 K时ΔH-TΔS=0,则ΔH<0,故当T<980 K时,ΔH-TΔS<0,T>980 K时,ΔH-TΔS>0。
-
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(2)由题给信息可知,要使反应能自发进行,应有ΔH-TΔS<0,即-94.0 kJ·mol-1 -T×(-75.8×10-3 kJ·mol-1·K-1)<0,则T<
≈1 240 K。
75.8×10-3 kJ·mol-1·K-1
94.0 kJ·mol-1
答案:(1)小于 大于 (2)小于1 240 K
12.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对某类反应[aA(g)+bB(g)
cC(g)]的化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质
的量,α表示转化率)。
分析图象,回答下列问题:
(1)在反应Ⅰ中,若p1>p2,则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应,且为气体分子数________(填“减小”或“增大”)的反应;若此反应能自发进行,则必须满足的条件是___________________________________________________。
(2)在反应Ⅱ中,T1________(填“>”“<”或“=”)T2,该反应的正反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
解析:
(1)反应Ⅰ中,恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知恒温时压强增大,α(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温条件下自发进行。
(2)反应Ⅱ中,T2条件下反应先达到平衡状态,说明T2>T1,温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应。
答案:(1)放热 减小 低温 (2)< 放热
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