2.3.化学反应的方向能力提升-2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.反应CaCO3=CaO +CO2↑为非自发反应,要使此反应能发生,采取的措施( )
A.升高温度 B.降低温度 C.减少CO2 D.增加CO2
2.关于反应3O2(g)2O3(g),反应过程中能量的变化如图所示.下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是
A.ΔH<0 ΔS<0 B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0 D.ΔH>0 ΔS>0
3.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)△H>0
B.3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)△H<0
C.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)△H>0
D.2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H<0
4.在25℃,条件下,下列熵值的大小比较正确的是
A. B.
C. D.
5.下列内容与结论对应的是
选项 内容 结论
A (g)变成(l) 该过程的△S>0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的△S<0
C 一个反应的△H>0、△S>0 该反应一定不能自发进行
D 该反应在任何温度下均能自发进行
A.A B.B C.C D.D
6.对于反应,下列说法正确的是
A.一定是自发反应 B.温度升高,化学反应速率加快
C.增大压强,平衡一定向正反应方向移动 D.催化剂一定不参与反应
7.对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= 905.8 kJ mol 1,下列说法正确的是
A.该反应须在高温下才能自发进行
B.升高温度、增大压强都有利于提高NH3的平衡转化率
C.0.4 mol NH3与0.5 mol O2充分反应可释放90.58 kJ的能量
D.及时分离出混合体系中的水可以促使平衡正向移动
8.氮化硼(BN)是重要的无机材料,可通过下面两种反应制得:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知反应Ⅰ常温下自发,反应Ⅱ常温下不自发,、、熔点分别约为、、,下列说法正确的是
A.常温下反应Ⅰ的,因此速率快
B.反应Ⅰ的,
C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
9.298 K时,合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ/mol ΔS=-198.2 J/(mol·K),下列说法中不正确的是
A.合成氨反应是放热反应
B.合成氨反应是熵减小的反应
C.合成氨反应在任何条件下都可自发进行
D.降低温度、增大压强都有利于平衡向生成氨的方向移动
10.下列关于判断过程的方向的说法正确的是( )
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.气体分子总数增多的反应是熵增大的反应
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
11.随着人们环保意识的增强,燃油汽车都已经装上了尾气处理装置,汽车尾气在催化剂作用下可发生如下反应:,下列说法正确的是
A.该反应能自发进行,说明反应物键能总和小于生成物键能总和
B.使用高效催化剂能降低反应的焓变
C.该反应在任何温度下都可自发进行
D.升高温度一定能加快该反应的反应速率
12.下列过程一定不能自发进行的是
A.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH>0
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH<0
C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH>0
D.2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
13.对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904kJ·mol-1,下列有关说法不正确的是
A.该反应一定能自发进行
B.达到平衡时,增大容器的体积,v(正)增加、v(逆)减小
C.断裂1mol N-H键的同时,断裂1mol O-H键,说明该反应达到平衡状态
D.使用合适的催化剂可以提高单位时间内NH3的转化率
14.下列说法正确的是
A.反应C(s)+ H2O(g)H2(g) + CO(g)的 △S<0
B.反应C(s)+ H2O(g) H2(g) + CO(g),在恒温恒压下,加入催化剂,平衡常数增大
C.对于反应2NO2(g) N2O4(g) △H<0,断裂2moNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量
D.对于反应2NO2(g)N2O4(g) △H<0 ,恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
15.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O 转变为H2。其过程如下:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是
A.该过程中CeO2是催化剂
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.上图中 H1 = H2 + H3
D.从H2O(l)变成H2O(g)是熵增的过程
16.可逆反应中反应物B的体积分数(B%)、生成物C的体积分数(C%)与压强(P)、温度(T)的关系如图所示,关于该反应的判断正确的是
A.该反应不能自发进行
B.ΔH>0,ΔS>0
C.a+b>c
D.T1、T2温度下的平衡常数:K(T1)<K(T2)
17.氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由二氧化硅与焦炭在氮气流中通过以下反应制得: 。根据勒夏特列原理,该反应的合适条件应为
A.高温低压 B.低温低压 C.高温高压 D.低温高压
18.下列说法正确的是
A.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的ΔH<0,ΔS>0
B.反应2CO+2NO=N2+2CO2在常温下能自发进行,则反应的ΔH>0,ΔS<0
C.反应TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH>0能自发进行,其原因是ΔS>0
D.反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
19.下列说法正确的是
A.1 mol N2与4 mol H2混合充分反应,则反应中转移的电子数目为6 mol
B.反应2Mg(s)+CO2(g)= C(s)+2MgO(s) 能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.向0.1 mol·L 1 CH3COONa溶液中加入少量水,溶液中减小
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)= H2O(l) ΔH= -57.3kJ·mol 1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与1 L 1.0 mol·L 1 的NaOH溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
20.对于化学反应方向的确定,下列说法不正确的是
A.在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压强一定时,放热的熵增反应一定能自发进行
C.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
D.固体的溶解过程与熵变有关
21.下列过程属非自发的是
A.NaOH溶于水形成溶液 B.水电解生成H2和O2
C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.一瓶N2和一瓶H2混合后,形成均匀的混合物
22.关于反应A(g)+B(g)C(g) △H<0,下列说法中,正确的是
A.温度升高,化学反应速率加快 B.催化剂不参与化学反应
C.一定是自发反应 D.反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动
23.研究化学反应进行的方向对于反应设计具有重要意义,下列说法正确的是
A.乙烯聚合为聚乙烯,反应的,因此该反应不能自发进行
B.其他条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变汽车尾气的反应方向
C.在室温下不能自发进行,说明该反应的
D.一定温度下,反应的、
24.下列叙述正确的是
A.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
B.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生
C.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
D.反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
25.图表示生成几种氯化物反应的自由能变化随温度变化情况。若在图示温度范围内焓变和熵变不变,且,其中R为常数,T为温度。下列说法错误的是
A.反应①在温度a时的平衡常数为1 B.反应②的平衡常数随温度升高而减小
C.图示温度范围内,③是自发进行的 D.任何温度下均可用还原制备
二、填空题
26.在下列变化中,体系的熵将发生怎样的变化?
(1)冰融化
(2)水蒸气冷凝
(3)蔗糖溶解在水中
(4)
27.与混合,在一定条件下反应合成尿素: ,该反应在一定条件下能自发进行的原因是 ;若该反应一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
a.与的浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c. d.容器中混合气体的密度不再改变
28.回答下列问题:
(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)下列反应中,在高温下不能自发进行的是 (填字母)。
a.CO(g)==C(s)+O2(g)
b.2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)
c.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)
d.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)
(3)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)==H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【分析】要使一个反应能自发进行,就要保证△G=△H-T△S<0。
【详解】分析该反应的特点,发现是由固体生成了气体,熵是增加的,有利于反应自发的,但反应在低温下仍为非自发反应,说明该反应是吸热的,可以通过升高温度的方式,使△H-T△S<0,所以答案选择A项。
2.B
【分析】
【详解】该反应的反应物能量比生成物能量低,为吸热反应,ΔH>0,该反应是熵减的化学反应,ΔS<0,选B。
3.D
【详解】A. 反应是吸热反应△H>0,△S<0,任何温度下不能自发进行,故A错误;
B. 反应是放热反应△H<0,△S<0,低温下不能自发进行,故B错误;
C. 反应是吸热反应△H>0,△S>0,低温下不能自发进行,故C错误;
D. 反应是放热反应△H<0,△S>0,任何温度下都能自发进行,故D正确;
故选:D。
4.C
【详解】A.是化合物,熵值大于单质,A错误;
B.都是,物质的量越大,熵值越大,B错误;
C.一般气体的熵值大于固体,C正确;
D.和均为固体,且原子数更多,故熵值更大,D错误;
选C。
5.D
【详解】A.H2O(g)变成H2O(l)时,混乱程度降低,即熵变△S<0,故A错误;
B.硝酸铵固体溶于水时,离子的自由度增大,混乱度增大,熵值增大,所以△S>0,故B错误;
C.△H>0、△S>0的反应在低温下不能自发进行,但是在高温下可能出现△H T△S<0,所以△H>0、△S>0的反应在高温下可能自发进行,故C错误;
D.由H2(g)+F2(g)═2HF(g)△H= 271 kJ mol 1、△S=8 J mol 1 K 1可知反应的△H<0、△S>0,任何温度下均有△H T△S<0,所以该反应在任何温度下均能自发进行,故D正确;
故答案选D。
6.B
【详解】A.该反应是一个气体体积减小的反应,反应△H<0、△S<0,低温条件下反应△H-T△S<0,反应才能自发进行,故A错误;
B.升高温度,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,故B正确;
C.增大压强,平衡不一定向正反应方向移动,若反应的浓度熵大于平衡常数,平衡向逆反应方向移动,若反应的浓度熵等于平衡常数,平衡不移动,故C错误;
D.催化剂能改变化学反应的途径,参与化学反应,降低反应活化能,故D错误;
故选B。
7.D
【详解】A.该反应是放热反应,△S>0的反应,根据△H=△H T△S<0,须在任意温度下能自发进行,故A错误;
B.升高温度,平衡逆向移动,NH3的平衡转化率降低,增大压强,平衡逆向移动,NH3的平衡转化率降低,故B错误;
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= 905.8 kJ mol 1,该反应是可逆反应,因此0.4 mol NH3与0.5 mol O2充分反应可释放的能量小于90.58 kJ,故C错误;
D.及时分离出混合体系中的水,平衡正向移动,可以促使平衡正向移动,故D正确。
综上所述,答案为D。
8.D
【详解】A.常温下反应Ⅰ的,说明反应可以自发进行,但不能判断反应速率的快慢,A错误;
B.反应Ⅰ是化合反应所以,B错误;
C.反应Ⅱ在常温下不能自发进行,催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应,C错误;
D.反应Ⅰ:,反应Ⅱ:,、、熔点分别约为、、,由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ,D正确;
故选D。
9.C
【分析】298 K时,合成氨反应ΔH<0,ΔS<0,故反应放热,熵减小。根据吉布斯自由能 ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时,反应自发进行,故反应要在低温下才能自发进行。
【详解】A. ΔH=-92.2 kJ/mol<0,合成氨反应是放热反应,A正确;
B. ΔS=-198.2 J/(mol·K) <0,合成氨反应是熵减小的反应,B正确;
C. 根据吉布斯自由能 ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时,反应自发进行,故反应要在低温下才能自发进行,C错误;
D. 正反应气体总体积减小,故增大压强,平衡正向移动;正反应放热,故降低温度平衡正向移动,D正确;
答案为C。
10.C
【分析】在给定的条件下,无须外界做功,一经引发即能自动进行的化学反应,为自发反应,从热力学上判断就是△H-T△S<0时反应自发进行,△H-T△S>0时反应不能自发进行。
【详解】A项、反应能否自发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,△H-T△S<0时,反应也能自发进行,如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应,在常温下可以进行,故A错误;
B项、熵减小的放热反应,低温时,△H-T△S<0,反应能自发进行,故B错误;
C项、气体分子总数增多的反应是混乱度增大的反应,是熵增大的反应,故C正确;
D项、熵值表示混乱度的大小,混乱度越大,熵值越大。相同条件下,同一物质的固态、液态、气态混乱度依次增大,故D错误;
故选C。
11.A
【详解】A. H-T S<0的反应能自发进行,该反应为气体分子数减小的熵减反应;该反应能自发进行,说明反应焓变小于零,焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,则反应物键能总和小于生成物键能总和,A正确;
B.催化剂改变反应速率,不能改变焓变,B错误;
C. H-T S<0的反应能自发进行,该反应为气体分子数减小的熵减反应,故在高温下不能自发进行,C错误;
D.升高温度若导致催化剂活性降低,则反应速率会变慢,D错误;
故选A。
12.D
【详解】依据吉布斯自由能方程ΔG=ΔH-TΔS,只要ΔG<0,反应就可能自发进行。
A. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)  ΔS>0,ΔH>0,则高温时,ΔG<0,A能自发进行;
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔS<0,ΔH<0,则低温时,ΔG<0,B能自发进行;
C. (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)  ΔS>0,ΔH>0,则高温时,ΔG<0,C能自发进行;
D. 2CO(g)=2C(s)+O2(g)  ΔS<0,ΔH>0,ΔG>0,D一定不能自发进行。
故选D。
【点睛】一个能自发进行的反应,并不一定真的就能发生,它只是告诉我们反应有发生的可能,只要我们注意改善反应条件或改善反应环境,就有让反应发生的可能。
13.B
【详解】A.该反应是气体体积增大的反应ΔS>0,又知ΔH <0,则符合复合判据△H-T△S<0,所以该反应一定能自发进行,A正确;
B.达到平衡时,增大容器的体积,各组分的浓度均减小,v(正)减小、v(逆)减小,B错误;
C.断裂1molN-H键的同时,断裂1molO-H键,表示的是正逆反应速率,且满足化学计量数关系,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C正确;
D.合适的催化剂能加快反应速率,可以提高单位时间内NH3的转化率,D正确;
故选D。
14.C
【详解】A.该反应是气体体积增大的反应,反应的熵变ΔS>0,故A错误;
B.化学平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,则恒温恒压下,加入催化剂,化学平衡常数不变,故B错误;
C.该反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则完全断裂2mol二氧化氮分子中的共价键所吸收的热量小于完全断裂1mol 四氧化二氮分子中的共价键所吸收的热量,故C正确;
D.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,则气体体积压缩,颜色变深是因为体积减小,二氧化氮浓度变大引起的,故D错误;
故选C。
15.C
【详解】A.通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2,反应中CeO2没有消耗,CeO2作催化剂,A正确;
B.该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO,所以把太阳能转变成化学能,B正确;
C.由图中转化关系及据盖斯定律可知:-△H1为正值,△H2+△H3为负值,则-△H1=△H2+△H3,C错误;
D.从H2O(l)变成H2O(g),混乱程度增大,是熵增的反应,D正确;
答案选C。
16.C
【分析】根据“先拐先平数值大”知,温度:T2>T1.压强P1>P2,其它条件不变时升高温度C含量减小,则平衡逆向移动,△H<0;增大压强B含量减小,平衡正向移动,则a+b>c,故该反应的正反应为气体分子数减小且放热的反应。
【详解】A.该反应的正反应为气体分子数减小且放热的反应,则ΔH<0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应在低温可自发进行,故A错误;
B.该反应的正反应为气体分子数减小且放热的反应,则ΔH<0,ΔS<0,故B错误;
C.由以上分析可知,a+b>c,故C正确;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,温度越高,平衡常数越小,则K(T1)>K(T2),故D错误。
故答案为:C
17.A
【详解】该反应为气体体积增大的反应,压强低有利于该反应进行,又混乱度增加,,,要使得,则需要在较高温度下进行,综上适宜的条件为高温低压,故选A。
18.C
【详解】A.该反应的正反应为气体分子数减少的反应,ΔS<0,故A错误;
B.从反应方程式中气体物质化学计量系数来看,物质的量在减小,即熵减小,但反应能自发,则该反应是放热反应,ΔH<0,故B错误;
C.一个吸热反应如果能自发进行,则该反应一定是熵增大反应,故C正确;
D.该反应的气体分子数减小,即熵减小,但反应能自发,说明反应一定为放热反应,故D错误;
选C。
19.D
【详解】A.因为N2与H2的反应为可逆反应,所以1 mol N2与4 mol H2混合充分反应,实际参加反应的N2物质的量小于1mol,则反应中转移的电子数目小于6 mol,A错误;
B. 反应2Mg(s)+CO2(g)= C(s)+2MgO(s)能自发进行,因为ΔS<0,所以该反应的ΔH<0,B错误;
C. 向0.1 mol·L 1 CH3COONa溶液中加入少量水,溶液中c(CH3COO-)、c(OH-)减小,c(H+)增大,增大,C错误;
D. 在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)= H2O(l) ΔH= -57.3kJ·mol 1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与1 L 1.0 mol·L 1 的NaOH溶液混合,因为浓硫酸溶解放热,放出的热量为溶解热与中和热之和,所以放出的热量大于57.3 kJ,D正确。
故选D。
20.C
【详解】A.是一定条件下化学反应能否自发进行的复合判据,即在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向,A正确;
B.放热反应的焓变小于零,熵增加反应的熵变大于零,则根据反应自发进行,可判断放热的熵增加反应一定能自发进行,B正确;
C.根据A的分析可知,C错误;
D.固体的溶解过程中,体系的混乱度增大,与熵变有关,D正确;
故选C。
21.B
【详解】A. NaOH溶于水形成溶液,属于熵增加的放热过程,可以自发进行,故A不选;
B. 水电解生成H2和O2不能自发进行,需要提供电能才能发生,故B选;
C. 气体从高密度处向低密度处扩散,熵增加,可以自发进行,故C不选;
D. 一瓶N2和一瓶H2混合后,形成均匀的混合物,为熵增加的过程,可以自发进行,故D不选,答案选B。
22.A
【详解】A.升高温度,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,故A正确;
B.催化剂能改变化学反应的途径,参与化学反应,降低反应活化能,故B错误;
C.该反应是一个气体体积减小的反应,反应△H<0、△S<0,低温条件下反应△H—T△S<0,反应才能自发进行,故C错误;
D.反应物浓度增大,平衡不一定向正反应方向移动,若反应的浓度熵大于平衡常数,平衡向逆反应方向移动,若反应的浓度熵等于平衡常数,平衡不移动,故D错误;
故选A。
23.D
【详解】A.乙烯聚合为聚乙烯反应为,自发进行的条件是△H-T△S<0,有些熵减的反应液是可以自发进行的,故A错误;
B.催化剂只能加快反应速率,但不能改变反应进行的方向,故B错误;
C.反应自发进行的条件是△H-T△S<0,结合反应是的反应,高温可以自发,说明该反应的,故C错误;
D.一般而言,分解反应是吸热反应,同时该反应是的反应,故D正确;
故答案为D。
24.C
【详解】A. NaCl溶液为强酸强碱盐,对水的电离无影响,而CH3COONH4在水溶液中存在水解平衡,对水的电离起促进作用,所以两溶液中水的电离程度不同,A项错误;
B. 原电池中发生的反应达平衡时,各组分浓度不再改变,电子转移总量为0,该电池无电流产生,B项错误;
C. HF会与玻璃的成分之一二氧化硅发生反应而腐蚀玻璃,NH4F在水溶液中会水解生成HF,所以NH4F水溶液不能存放于玻璃试剂瓶中,C项正确;
D. 由化学计量数可知△S<0,且△H T△S<0的反应可自发进行,常温下可自发进行,该反应为放热反应,D项错误;
答案选C。
25.D
【详解】A.由图可知反应①在温度a时,又,故,A正确;
B.反应②是熵减反应,,故,反应②的平衡常数随温度升高而减小,B正确;
C.图示温度范围内反应③的,故自发进行,C正确;
D.反应为反应④-②,温度d时,反应④的小于反应②的,上述反应的,反应可自发进行,能还原制备;温度低于b时,情况相反,上述反应的,不能还原制备,D错误;
故选D。
26.(1)熵增
(2)熵减
(3)熵增
(4)熵减
【详解】(1)冰吸收能量融化,水分子所含能量增加,运动速度加快,体系混乱程度增大,属于熵增过程,故此处填熵增;
(2)水蒸气冷凝,放出能量,水分子所含能量减小,运动速度变慢。体系混乱程度减小,属于熵减过程,故此处填熵减;
(3)蔗糖溶解在水中,所得溶液混乱程度增大,属于熵增过程,故此处填熵增;
(4)HCl、NH3反应生成固体NH4Cl,气体减少,体系混乱程度减小,属于熵减过程,故此处填熵减。
27. 低温下该反应 BD
【详解】该反应正向反应气体体积减小,为熵减反应,即<0,当反应时,反应能自发进行,因此该反应在低温条件下能自发进行;
A.与的浓度相等时,该反应不一定达到平衡状态,与初始浓度及转化率有关,不能据此判断平衡状态,故A不选;
B.恒温恒容条件下,气体压强与气体的物质的量呈正比,反应后气体的物质的量减小,即压强减小,当压强不变时,反应达到平衡状态,故B选;
C.时该反应达到平衡状态,而时反应未达到平衡状态,故C不选;
D.反应后气体的总质量减小,容器体积不变,则容器中混合气体的密度减小,当容器内混合气体的密度不变时,该反应达到平衡状态,故D选;
故答案为BD。
28. 该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应,任何温度下均不能自发进行 a 不能
【分析】(1)反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,反应自发进行,△H-T△S>0,反应非自发进行;
(2)题中反应的焓变都大于零,反应如能在高温下自发进行,需满足△G=△H-T △S<0,则熵变应大于零,否则不能自发进行;
(3)根据反应能否自发进行的判据:△H-T△S<0,反应自发进行,代入数据来计算。
【详解】(1)2CO(g)==2C(s)+O2(g)△H>0 熵减小△S<0,则△H-T△S>0,不能自发进行;
(2)a.反应的△H>0,△S<0,在高温下△G=△H-T △S>0,不能自发进行;而b、c、d均为分解反应,多数为吸热反应,△H>0,△S>0,在高温下能满足△G=△H-T △S<0,能自发进行,故答案为a;
(3)△H-T△S=131.3kJ/mol-T×133.7×0.001kJ/(K mol),在低温下,该值一定是大于0的,所以不能在低温下自发进行。
【点睛】一个化学反应能否自发进行,既与反应的焓变有关,又与反应的熵变有关.一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行,焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向,但焓和熵都不是唯一因素,我们不能单纯地根据焓变或熵变来判断某个反应是否自发进行.在等温、等压条件下,化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的.化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变,自由能一般用△G来表示.且△G=△H-T△S:①当△G=△H-T△S<0时,反应向正反应方向能自发进行;②当△G=△H-T△S=0时,反应达到平衡状态;③当△G=△H-T△S>0时