(第三课时)
【题1】吸热反应一定是(C)
A.非自发的化学反应 B.释放能量 C.贮存能量 D.反应需要加热
【解析】吸热反应是一个把热能等转化为物质内部能量而被“贮存”起来的过程,B错误,C正确;吸热的自发反应是熵增加的过程,A错误;有些吸热反应在常温或低温下也可自发进行,D错误。
【题2】下列说法中正确的是(AC)
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>y,化学反应为放热反应;x<y,化学反应为吸热反应;x≠y。
【题3】ΔH-TΔS作为化学反应方向的判据,它适用的条件是(A)
A.温度、压强一定 B.压强一定 C.温度、体积一定 D.体系中物质的状态一定
【解析】ΔH-TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断,不能用于其他条件下的反应判断。
【题4】下列反应都是吸热反应,在高温下不能自发进行的是(A)
A.CO(g)=C(s)+
C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) D.SnO2(s)+C(s)=Sn(s)+CO2(g)
【解析】A反应既是吸热反应,又是熵减小的反应,所以温度越高,ΔH-TΔS的值越大,不能自发进行。B、C、D的反应是吸热反应,但都是熵增加反应,温度越高。ΔH-TΔS的值越小,可能自发进行。
【题5】对于反应:4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)
ΔH=-444.3 kJ•mol –1 ΔS=-280.1 J•mol –1•K –1在常温、常压下反应能自发进行。对反应的方向起决定性作用的是(D)
A.熵变 B.温度 C.压强 D.焓变
【解析】ΔH-TΔS<0时反应可自发进行,由于常温、常压下,TΔS是较小的确定的值,由ΔH-TΔS≥0时,
T≤
【题6】如图所示,在图1中A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都占有了两个容器。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(D)
A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程,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.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
【解析】两种互不作用的理想气体的等压混合,是一个不伴随能量变化的过程,但是一个熵增加的过程,即ΔH=0,ΔS>0,故ΔH-TΔS<0,所以在任何温度下都是自发的过程。
【题7】
A.< 0 B.=
【解析】
【题8】观察下列自然界的一些自发变化,可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是(C)
A.都有一定的方向性,按某一物理量标度由高到低自发进行
B.都可以用来做功,自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低
C.有一定的进行限度,自发过程总是单向地趋向于非平衡状态
D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生
【解析】有一定的进行限度是对的,但最终趋向于平衡状态。
【题9】向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2•8H2O]和氯化铵晶体,塞紧瓶塞。在木板上滴少量水,如图所示。一会儿,就会发现瓶内固态物质变成液体,瓶壁变冷,小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住,这时打开瓶塞,出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应:
Ba(OH)2•8H2O (s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
下列结论中正确的是(C)
A.自发反应一定是放热反应 B. 自发反应一定是吸热反应
C.有的吸热反应也能自发进行 D.吸热反应不能自发进行
【解析】本反应的ΔH>0,ΔS>0,故在一定温度下可自发进行。
【题10】当铁加热后放入氧气中可观察到的现象是 ,说明这个反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,说明单质铁的稳定性 (填“强”或“弱”)于产物。
【解析】燃烧必然是放热反应,放热反应的反应物总能量大于生成物总能量,能量越高,物质越不稳定。
【题11】对反应:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),ΔH(298K)=178.3 kJ•mol –1
ΔS(298K)=169.6 J•mol –1•K –1,分析此反应在室温下能不能自发进行?假定反应焓变与熵变不随温度变化,求CaCO3的分解温度。
【解析】设在温度为x时可自发进行,则有
ΔH-TΔS=178.3 kJ•mol –1 -x
求得x>1051K,故在常温下不能自发进行。
【题12】高炉炼铁中常用焦炭还原Al2O3。已知298K时反应:
2Al2O3(s)+
请运用所学知识判断用焦炭还原Al2O3炼制金属铝的可能性。
【解析】在常温下,代入数据计算可得ΔH-TΔS>0,故不能自发进行。同理,计算得当Y>341.46 K时,ΔH-TΔS<0,可自发进行。
【题13】已知下列数据:CaSO4(s)=CaO(s)+SO3(g) ΔH=401.88 kJ•mol –1
ΔS=403.4 J•mol –1•K –1通过计算说明能否用CaO固体吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境。
【解析】当一个反应逆向发生时,其ΔH、ΔS的数值不变,但符号相反。反应在常温下能自发进行,同时反应的转折温度较高,为2122 K,因此是可行的。
CaO(s)+SO3(g) =CaSO4(s) ΔH=-401.88 kJ•mol –1 ΔS=-403.4 J•mol –1•K –1
代入ΔH-TΔS中可判断得在常温下一定小于0,故能自发进行。
【题14】在298 K时,下列反应的ΔH依次为:
C8H18(g)+
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ•mol –1
H2(g)+
C8H18(g)=
则298 K时,由单质生成1mol正辛烷的ΔH、ΔS及ΔH-TΔS分别为多少?
【解析】由单质生成1mol正辛烷的反应为: