内容正文:
训练(七) 化学反应的方向
1.下列说法正确的是 ( )
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.熵减小的化学反应不能自发进行
C.有气体生成的反应一定是熵增大的反应
D.“冰,水为之,而寒于水”,水结冰过程中ΔH<0,ΔS<0
解析 反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据,对于吸热反应,在一定温度下也能自发进行,A错误;反应自发与否由焓变与熵变共同决定,熵减小的化学反应也可能自发进行,B错误;有气体生成的反应,反应前后气体不一定增多,不一定是熵增大的反应,C错误;等质量的同种物质,液态的能量大于固态,水结成冰的过程是熵减小的过程,即ΔS<0,且该过程是放热过程,即ΔH<0,D正确。
答案 D
2.下列叙述不正确的是 ( )
A.“高山流水”是一个自发的过程,“引水上山”是非自发的过程
B.常温下,CaO+H2OCa(OH)2是自发反应,CaCO3CaO+CO2↑是非自发反应
C.氢气与氧气在点燃的条件下才能发生反应,是一个非自发反应
D.NaHCO3(s)+HCl(aq)NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+31.4 kJ·mol-1,是一个吸热反应,但反应自发进行
解析 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1是一个体系释放能量的反应,是自发反应,点燃是引发该反应进行的条件,故C不正确。
答案 C
3.下列在常温下能自发进行的反应,既能用焓判据解释又能用熵判据解释的是 ( )
A.HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s)
B.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)
C.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O
解析 A项,两种气体生成一种固体,熵减小,不能用熵判据解释,不符合题意;B项,该反应为吸热反应,不能用焓判据解释,不符合题意;C项,该反应是放热反应,能用焓判据解释,同时,固体与液体反应生成了气体,熵增加,也能用熵判据解释,符合题意;D项,NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3,熵增加,能用熵判据解释,但该反应为吸热反应,不能用焓判据解释,不符合题意。
答案 C
4.已知反应2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH<0,ΔS>0。设ΔH和ΔS不随温度而变化,下列说法中正确的是 ( )
A.低温下才能自发进行
B.高温下才能自发进行
C.任何温度下都能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
解析 已知反应2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH<0,ΔS>0,所以ΔH-TΔS<0,即反应在任何温度下都能自发进行。
答案 C
5.灰锡结构松散,不能用于制造器㉟,而白锡结构坚固,可以制造器㉟。已知:在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1,ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行。现把白锡制成的器㉟放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它是否会变成灰锡而不能再继续使用 ( )
A.会 B.不会
C.不能确定 D.升高温度才会
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,直至达到平衡状态。在0 ℃、100 kPa条件下,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
6.实现“节能减排”和“低碳经济”
的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化如图所示。下列说法中正确的是 ( )
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0
解析 由图像获取信息:反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,ΔH<0。该反应发生后气体的物质的量减小,ΔS<0。
答案 C
7.(双选)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。研究表明,常温常压下:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJ·mol-1,ΔS=-197.5 J/(mol·K)。下列说法与事实不相符合的是 ( )
A.常温下,ΔH-TΔS>0,此反应不能自发进行
B.常温下,ΔH-TΔS<0,但CO和NO通常难以转化为N2和CO2
C.汽车尾气中含有较多的CO和NO,是因为该反应