《化学反应的方向》习题2

化学反应的方向化学反应的方向 习题习题 一 单项选择题一 单项选择题 1 下列过程是非自发的是 A 水由高处向低处流 B 天然气的燃烧 C 铁在潮湿空气中生锈 D 室温下水结成冰 解析 自然界中水由高处向低处流 天然气的燃烧 铁在潮湿空气中生锈 室温下冰的融化 都是自发过程 其逆向都是非自发的 答案 D 2 下列说法完全正确的是 A 放热反应均是自发反应 B S 为正值的反应均是自发反应 C 物质的量增加的反应 S 为正值 D 如果 H 和 S 均为正值 当温度升高时 反应可能自发进行 解析 焓判据 熵判据均不是反应能否自发进行的唯一判据 因此 A B 说法均不正确 C 应该是 气体物质的量增加的反应 S 为正值 如果 H 和 S 均为正值 当温度升 高时 H T S 有可能小于零 因此反应可能自发进行是正确的 答案 D 3 下列说法不正确的是 A 体系有序性越高 熵值就越低 B 自发过程可能导致体系的熵增大 C 吸热反应不可以自发进行 D 同种物质气态时熵值最大 答案 C 4 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 由于吸热反应都是非自发的 B 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变 C 自发反应在恰当条件下才能实现 D 自发反应在任何条件下都能实现 解析 放热反应常常是容易进行的过程 吸热反应有些也是自发反应 自发反应的熵不一定 增大 可能减少 也可能不变 过程的自发性只能用于判断过程的方向 是否能实现还要 看具体的条件 答案 C 5 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 条件下白锡转化为灰锡的反应 焓变和熵变分别为 H 2 180 9 J mol 1 S 6 61 J mol 1 K 1 A 会变 B 不会变 C 不能确定 D 升高温度才会变 解析 自发反应总是向着 H T S 0 的方向进行 直至达到平衡状态 因此 在 0 100 kPa 条件下 白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡 灰锡的 H T S 的 问题 H T S 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 二 双项选择题二 双项选择题 6 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 H 113 kJ mol 1 S 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低于生成物的总能量 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血红蛋白结合而使人中毒 解析 此反应是放热反应 所以 A 不正确 常温下 若 H T S 0 反应可以自发进行 高温和催化剂条件能加快反应速率 所以 B 不正确 C 正确 NO CO 都可和血红蛋白结合 而使人中毒 D 正确 答案 AB 7 对于化学反应方向的确定 下列说法正确的是 A 在温度 压力一定的条件下 焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B 温度 压力一定时 放热的熵增加反应一定能自发进行 C 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D 固体的溶解过程与焓变有关 解析 H T S 0 常温 常压下反应能自发进行 所以焓变和熵变是一定温度 压力下化 学反应能否自发进行的复合判据 所以 A 正确 C 不正确 放热反应的焓变小于零 熵增 加反应熵变大于零 都对 H T S 0 作出贡献 显然 放热的熵增加反应一定能自发进行 所以 B 正确 固体的溶解过程 体系的混乱度增大 它是熵增加的过程 所以 D 不正确 答案 AB 三 非选择题三 非选择题 8 在冶金工业中 以 C 作为还原剂 温度高于 980 K 时的氧化产物是以 CO 为主 低于 980 K 时以 CO2 为主 已知 2CO g CO2 g C s T 980 K 时 H T S 0 当体系温度低 于 980 K 时 估计 H T S 的正负符号为 当体系温度高于 980 K 时 H T S 的正负符号为 解析 温度高于 980 K 时 C 的氧化产物是以 CO 为主 说明反应 2CO g CO2 g C s 逆 向进行 因此 当体系温度高于 980 K 时 H T S 为正 温度低于 980 K 时 C 的氧化产 物是以 CO2 为主 说明反应 2CO g CO2 g C s 正向进行 因此 当体系温度低于 980 K 时 H T S 为负 答案 负 正 9 已知 NH4NO3N aq N aq H 298 K 25 7 kJ mol 1 即该反应为吸热反 应 一定不能自发进行 这种说法对不对 为什么 解析 H 对化学反应能否自发进行是有影响的 H0 却可以自发进行 这说明焓变并不是反应能否自发进行的唯一决定 因素 仅仅是其中的一个影响性因素 答案 不对 焓变并不是反应能否自发进行的唯一决定因素 仅仅是其中的一个影响性因素 10 已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应 CH4 g C s 2H2 g 2CH4 g C2H2 g 3H2 g 某同学为了得到用天然气 制取炭黑的允许温度范围和最佳温度 在图书馆查到了如下热力学数据 的 H 298 K 74 848 kJ mol 1 S 298 K 80 674 J mol 1 K 1 的 H 298 K 376 426 kJ mol 1 S 298 K 220 211 J mol 1 K 1 已知焓变和熵变随温度变化很小 请帮助这位同学考虑如下问题 1 判断该反应高温自发还是低温自发 填 高温 或 低温 2 通过计算判断此反应在常温下能否自发进行 3 求算制取炭黑的允许温度范围 4 为了提高甲烷的碳化程度 你认为下面四个温度中最合适的是 A 905 2 K B 927 K C 1 273 K D 2 000 K 解析 2 H T S 74 848 kJ mol 1 80 674 10 3 kJ mol 1 K 1 298 K 50 807 kJ mol 1 0 所以该反应常温下不自发进行 3 裂解为炭黑和 H2 时 H T S 74 848 kJ mol 1 80 674 10 3kJ mol 1 K 1 T927 8 K 即裂解为炭黑的最低温度为 927 8 K 裂解为乙炔时 H T S 3