内容正文:
第1节 化学反应的方向
一、必备基础知识
1.下列过程属于非自发过程的是( )
A.水由高处向低处流
B.天然气的燃烧
C.铁在潮湿的空气中生锈
D.室温下液态水结成冰
2.下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的
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)+CO2(g)═C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
3.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )
A.反应的方向与化学反应的焓变无关
B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D.焓变为负值的反应都能自发进行
4.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·mol-1,ΔS=-145 J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是( )
A.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量
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血红蛋白结合而使人中毒
5.已知:(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是( )
A.该反应中熵变、焓变皆大于0
B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
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·mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)═AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1
C.H2O2(l)═O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
D.HgO(s)═Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1
7.(2021年6月浙江卷)相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是( )
A.1 mol CH4(g)<1 mol H2(g)
B.1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g)
C.1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l)
D.1 mol C(s,金刚石)>1 mol C(s,石墨)
8.(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:_____________________________________。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2,反应能够自发进行,则反应的ΔH________________ (填“>”“<”或“=”)0。
二、关键能力提升
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大
C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)是熵增反应
10.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。试分析现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用?( )
已知:在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH=-2.180 9 kJ·mol-1,ΔS=-6.6 J·mol-1·K-1。
A.会变
B.不会变,但是降温后会变
C.不会变,且改变温度也不会变
D.不会变,但是升温后会变
11.在图甲中的A、B两容器里,分别收集着两种互不反应的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示),两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A.此过程为无序程度小向无序程度大的方向的变化过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程前后分子间距离不变
D.此过程是自发可逆的
12.(2022湖南化学,17节选)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG的值只决定于反应体系的始态