内容正文:
第2章 第1节
1.下列说法正确的是( )
A.固体的溶解过程与熵变无关
B.常温下,冰融化成水是自发的,说明水的混乱度大于冰
C.放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
D.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
B [固体溶解过程中熵值增大,A错误;冰融化成水是吸热过程,常温下能自发进行,说明该过程熵值增加,故水的混乱度大于冰,B正确;放热反应不一定自发,吸热反应也不一定非自发,还要考虑ΔS,C错误;焓变和熵变共同决定反应进行的方向,D错误。]
2.下列说法中正确的是( )
A.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0
B.-10℃的水结成冰,可用熵判据来解释反应的自发性
C.能自发进行的反应一定能迅速发生
D.ΔH<0、ΔS>0的反应在低温时一定不能自发进行
A [CaCO3分解反应的ΔS>0,室温下不能自发进行,则该反应的ΔH>0,A正确;水结成冰是熵减的反应,不能根据熵判断反应的自发性,B错误;能自发进行的反应不一定能迅速发生,如钢铁在潮湿环境中生锈等,C错误;ΔH<0、ΔS>0的反应ΔH-TΔS<0,任何温度下都能自发进行,D错误。]
3.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.铁在潮湿空气中生锈是自发过程
C.在其他条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D.25℃时,2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l)能自发进行,则其ΔH>0
B [自发进行的反应满足ΔH-TΔS<0,不一定是放热反应,A错误;铁在潮湿空气中生锈,能自发进行,属于自发过程,B正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变化学反应进行的方向,C错误;该反应的ΔS<0,25℃能自发进行,则该反应的ΔH<0,且焓变对反应影响大,D错误。]
4.下列反应中ΔH>0,ΔS>0的是( )
A.HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s)
B.高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
D.任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)===CO(g)+Cl2(g)
B [A项反应的ΔS<0,错误;B项反应的ΔS>0,高温下能自发进行,则ΔH>0,正确;C项反应的ΔS<0,错误;D项反应的ΔS>0,任何温度下均能自发进行,则该反应的ΔH<0,错误。]
1.25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.76 kJ·mol-1,自发进行的原因是( )
A.吸热反应 B.放热反应
C.熵减少的反应 D.熵增大效应大于热效应
D [该反应是熵增的反应,ΔS>0,且ΔH>0,25℃时能自发进行,说明熵增的作用大于热效应,D正确。]
2.下列说法错误的是( )
A.碳酸钙的分解能否自发进行与温度有关
B.硝酸铵溶于水可自发进行是因为ΔS>0
C.已知S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 ,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.若正反应的活化能为Ea kJ/mol,逆反应的活化能为Eb kJ/mol,则ΔH=(Eb-Ea) kJ/mol
D [碳酸钙分解是熵增的吸热反应,高温下才能自发进行,A正确;硝酸铵溶于水是吸热过程,能自发进行的原因是该过程的ΔS>0,B正确;等量S(g)具有能量高于S(s),则等量S(g)完全燃烧放出热量更多,对应的ΔH值越小,故有ΔH1<ΔH2,C正确;反应的ΔH 等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,则有ΔH=(Ea-Eb) kJ/mol,D错误。]
3.某化学反应其ΔH=-122 kJ/mol ΔS=+231 J/(mol·K),则下列哪种情况下该反应可自发进行( )
A.仅在低温下可以自发进行
B.在任何温度下都不能自发进行
C.仅在高温下可以自发进行
D.在任何温度下都能自发进行
D [该反应的ΔH<0、ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,该反应在任何温度下均能自发进行。]
4.下列关于自发反应的说法中错误的是( )
A.非自发反应在一定条件下可以实现
B.钠和水的反应是自发进行的氧化还原反应
C.电解质在水溶液中的电离是一个自发过程,该过程为熵增加过程
D.2NO2(g)+4CO(g)===N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,则该反应高温下利于自发进行
D [非自发反应在一定条件下能实现自发进行,如ΔH>0、ΔS>0的反应高温下可以自发进行,低温下反应非自发进行,A正确;电解质在水溶液中的电离是一个自发过程,该过程中电解质电离产生自由移动的离子,微粒数目增大,故该过程为熵增加过程,C正确;反应2NO2(g)+4CO(g)===N2(g)+4CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0,若自发进行,应满足ΔH-TΔS<0,故该反应低温下有利于自发进行,D错误。]
5.下列内容与结论不对应的是( )
选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
该过程的ΔS>0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
因为ΔS>0
C
一个反应的ΔH>0、ΔS<0
该反应一定不能自发进行
D
H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH=-271 kJ·mol-1、ΔS=8 J/(mol·K)
该反应在任何温度下均可自发进行
A [H2O(g)变成H2O(l),气体总分子数减小,则有ΔS<0,A错误;硝酸铵溶于水是一个可自发进行的吸热过程,NH4NO3发生电离:NH4NO3===NH+NO,自由移动离子数目增大,则有ΔS>0,B正确;若一个反应的ΔH>0、ΔS<0,则有ΔH-TΔS>0,则该反应不能自发进行,C正确;反应H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0,则有ΔH-TΔS<0,该反应在任何温度下均可自发进行,D正确。]
6.欲证明Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是吸热反应,设计实验如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验中观察玻璃片上的水是否会结冰并和烧杯粘在一起
B.实验过程中可闻到刺激性的气味
C.该反应不能自发进行
D.玻璃棒搅拌可以加快反应
C [该反应若是吸热反应,玻璃片上的水会结成冰,将玻璃片和烧杯粘在一起,A正确;该反应为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3·H2O+8H2O,生成的NH3·H2O分解释放出NH3,B正确;该反应是熵增的吸热反应,常温下能自发进行,C错误;用玻璃棒搅拌,可使反应物混合更充分,加快反应进行,D正确。]
7.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,是因为该反应的活化能较高
D.要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量,应该寻找高效廉价的催化剂
A [常温下,反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0,则ΔH-TΔS=(-746.8 kJ·mol-1)-298 K×(-0.197 5 kJ/(mol·K)=-687.945 kJ·mol-1<0,则该反应能自发进行,A错误;常温下,ΔH-TΔS<0,但CO和NO通常难以转化为N2和CO2,必须寻找高效催化剂,B正确;该反应的活化能较高,反应速率较慢,故汽车尾气中含有较多的CO和NO,C正确;要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量,应该寻找高效廉价的催化剂,降低反应的活化能,提高反应速率,D正确。]
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