2.3.化学反应的方向随堂检测题-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.根据所学知识和已有生活经验,下列变化过程中ΔS<0的是
A.NH4NO3(s)=NH(aq) +NO(aq)
B.Mg(s) +H2SO4(aq)=MgSO4(aq) +H2(g)
C.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
2.下列过程是非自发的是
A.加热铁棒一端,热量传向另一端
B.使铁棒上的铁锈转化成单质铁
C.气体从高密度处向低密度处扩散
D.煤气的燃烧
3.水的三态的熵值的大小关系正确的是
A.S(s)>S(l)>S(g) B.S(l)>S(s)>S(g)
C.S(g)>S(l)>S(s) D.S(g)>S(s)>S(l)
4.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,能否自发进行与温度有关
B.1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]C.放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则可推知该反应的△H>0
5.奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来,即[k为Boltzmann常数;为混乱度(即微观状态数),也粗略地看作空间排列的可能性数目]。在常温常压下,下列反应是熵增反应的是
A.
B.
C.
D.
6.下列反应在任意温度下一定能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
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,放热反应能自发进行
C.反应的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无关
8.在一定温度下,氯气溶于水的过程为:
①;
②,下列说法错误的是
A.
B.②的平衡常数表达式为
C.升高温度,氯水中的减小
D.取氯水稀释,增大
9.下列说法正确的是
A.,在无催化下不加热也能自发进行,原因是反应有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
B.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行
C.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
D.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
10.下列诗词中,包含△H>0、△S>0的化学变化的是
A.日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川 B.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
C.日暮北风吹雨去,数峰清瘦出云来 D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来
11.铁和钛是重要的金属材料,铁及其化合物在生活中常用于净水、制作颜料、食品保鲜等。Ti-Fe合金是优良的储氢合金。一种利用钛铁矿(,含杂质)制备钛的工艺流程如下。
下列关于 △H<0的说法正确的是
A.上述反应△S<0
B.上述反应平衡常数
C.及时分离可加快反应达到平衡状态
D.上述反应中每生成1mol CO,转移电子的数目为
12.下列说法正确的是
A.熵增原理说明过程在任何条件下都不能自发进行
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
D.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,表示反应热是在25℃、101时测得的数据
13.下列说法不正确的是
A.恒温恒压下,且的反应正向能自发进行
B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
C.反应在室温下可自发进行,则该反应的
D.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
14.下列有关说法中正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,是因为体系混乱度降低
B.硫酸工业中采用400~500℃的高温,有利于增大反应正向进行的程度
C.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
D.工业生产中,合成氨采用的压强越高,温度越低,越有利于提高经济效益
15.硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸。硝酸工业与合成氨工业紧密相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)为可逆反应,下列有关说法不正确的是
A.反应△S>0
B.反应中生成22.4LNO时,转移2.5mol电子
C.氨气在足量的氧气中,催化氧化的产物是NO
D.减压、增加氧气能提高氨气的平衡转化率
16.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:,下列叙述错误的是
A.使用催化剂可大大提高生产效率
B.该反应正向为熵增过程
C.充入大量气体可提高的转化率
D.从混合气体中分离出和可提高和的利用率
17.下列说法正确的是
A.电镀时通常把待镀金属制品作阳极,镀层金属作阴极
B.298K时,2H2S(g) + SO2(g)=3S(s) + 2H2O(l)能自发进行,则其ΔH<0
C.3molH2 和1molN2混合反应生成NH3,转移电子数为6×6.02×1023
D.常温下,pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的溶液呈碱性
18.下列说法正确的是
A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH>0
B.Si+2Cl2SiCl4,此反应符合原子经济学,原子利用率100%
C.在稀溶液中有:H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol-1。结论:将盐酸与氨水的稀溶液混合后,若生成1 mol H2O(l),则放出57.3 kJ的能量
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-801.3 kJ·mol-1。结论:CH4的燃烧热为801.3 kJ·mol-1
19.下列有关化学反应原理的说法中正确的是
A.需要加热的反应都是非自发反应,不需要加热的反应都是自发反应
B.反应 ,则该反应能自发进行
C.100mL2mol/L的盐酸与锌片反应,加入少量NaCl固体,反应速率不变
D.若反应可以自发,则该反应的速率一定较快
20.用活性炭与NO2反应:为2C(s)+2NO2(g) 2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A.该反应只在高温条件下能自发进行
B.该反应平衡常数的表达式为
C.该反应中消耗1molNO2,转移电子的数目为
D.该反应到达平衡后,升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快
21.硫代碳酸钠在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。其制备原理为:。下列说法不正确的是
A.该制备反应属于熵增反应
B.与性质相似,不能被氧化
C.制备的反应属于非氧化还原反应
D.与盐酸反应,生成NaCl、和
22.液氨是一种很好的溶剂,液氨可以微弱的电离产生和。NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成N2H4(联氨),若被-OH取代可形成 NH2OH(羟胺)。在有存在时,Cu(OH)2能溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+。NH3经过一定的转化可以形成 N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等。对于反应2NO2(g)N2O4(g),下列说法正确的是
A.该反应的H>0 S<0
B.该反应的平衡常数表达式为
C.升高温度, 该反应的 (正)增大, (逆)减小
D.将容器体积压缩为原来一半,气体颜色比压缩前深
23.下列说法正确的是
A.熵增的反应都是自发的,自发反应的现象一定非常明显
B.应该投入大量资金研究 该过程发生的条件,以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题
C.已知 ,该反应吸热,一定不能自发进行
D.常温下,若反应不能自发进行,则该反应的
24.下列说法中正确的是
A.若ΔH>0,ΔS<0,化学反应在任何温度下都能自发进行
B.NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行,则该反应的ΔH<0
C.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) =2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的ΔH<0
D.加入合适的催化剂能降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
25.下列说法正确的是
A.SO2溶于水,其水溶液能导电,说明SO2是电解质
B.向0.1 mol·L 1 CH3COONa溶液中加入少量水,溶液中c(H+)/c(CH3COO )减小
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.反应2CO(g)=2C(s) + O2(g) ΔH>0可以自发进行
二、填空题
26.根据所学知识判断:下列过程吸热还是放热?体系的混乱度增大还是减小?
(1)Fe(s)→Fe(g)
(2)
(3)
(4)
27.实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由 。
28.合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。合成氨工业中原料气N2可以从空气中分离得到,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。
(1)在一定容积的密闭容器中充入N2和H2两种气体,发生上述反应。在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c平(H2)=9.00 mol·L-1,c平(N2)=3.00 mol·L-1,c平(NH3)=4.00 mol·
L-1,此温度下该反应的平衡常数K= 。
(2)在三个相同容器中各充入1 mol N2和3 mol H2,在不同条件下反应达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是 (填字母)。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
(3)将水蒸气通过红热的C即产生水煤气,化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1。该反应在常温(298 K)下 (填“能”或“不能”)自发进行。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.NH4NO3(s)=NH(aq)+NO(aq),反应由固体变为溶液,混乱程度增大即ΔS>0,故A不符合题意;
B.Mg(s)+H2SO4(aq)=MgSO4(aq)+H2(g),反应生成气体,气体增多,混乱程度增大即ΔS>0,故B不符合题意;
C.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g),反应由固体变为液态,再变为气态,混乱程度增大即ΔS>0,故C不符合题意;
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),反应气体体积减少,混乱程度减小即ΔS<0,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
2.B
【详解】根据自发过程的定义来进行判断。热量从高温处传向低温处、金属的腐蚀、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧都是自发的,其逆向过程都是非自发的,答案选B。
3.C
【详解】熵是体系混乱程度的度量,混乱程度越大则,熵值越大,反之最小。
同种物质的三种状态:气态的熵值最大,液态次之,固态最小;故选C。
4.C
【详解】A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) △H>0,△S>0,能否自发进行,△H T△S<0与温度有关,故A正确;
B.物质聚集状态不同熵值不同,气体S>液体S>固体S,1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]C.如能自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,应满足△H T △S<0,故C错误;
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)则△H T△S>0,反应一定不能自发进行,△S>0的反应,△H>0,故D正确;
故选C。
5.A
【详解】A.反应是固体生成气体的反应,属于熵增反应,故A选;
B.是气体分子数减少的反应,属于熵减反应,故B不选;
C.是气体生成固体的反应,属于熵减反应,故C不选;
D.是气体生成液体的反应,属于熵减反应,故D不选;
故选A。
6.C
【分析】根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0反应可自发进行。若ΔH<0,同时ΔS>0,则ΔG一定小于0,反应在任意温度下一定能自发进行。
【详解】A.该反应需要电解才能发生,不能在任意温度下自发进行,故A不选;
B.该反应的反应物是气体,生成物是固体,ΔS<0,故不能在任意温度下自发进行,故B不选;
C.该反应是放热反应,即ΔH<0,且有气体生成,即ΔS>0,所以在任意温度下一定能自发进行,故C选;
D.该反应是吸热反应,即ΔH>0,故不能在任意温度下自发进行,故D不选;
故选C。
7.A
【详解】A、根据复合判据:△G=△H-T△S,当△G<0,则能自发进行,△G>0,则不能自发进行,在一定温度、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, 故A正确;
B、根据选项A的分析,如果是放热的熵减反应,高温条件下可以使△G>O,不能自发进行,故B错误;
C、根据A选项分析,反应能否自发进行是焓变和熵变共同决定的,故C错误;
D、固体的溶解过程是自发过程,与焓变和熵变都有关,故D错误;
答案选A。
8.A
【详解】A.氯气溶解自发进行,属于熵减过程,则,A选项错误;
B.水溶液中的水不列入平衡常数表达式中,则②的平衡常数表达式为,B项正确;
C.根据反应②可知,反应放热,升高温度,平衡逆向移动,氯水中的减小,C项正确;
D.加水稀释,、均减小,越稀越电离,减小更多,D选项正确;
答案选A。
9.A
【详解】A. ,这个反应是分解反应,由一种固体分解生成多种气体,体系混乱度增加,所以,又由于,时反应才可自发进行,由于体系有自发向混乱度增加的方向转变的倾向,导致反应可以自发进行,在无催化下不加热也能自发进行,故A正确;
B.吸热反应常温下也可能自发进行,比如,故B错误
C .催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的限度和方向,故C错误;
D.反应能自发进行的判断依据是,焓变和熵变不可单独作为判断依据,故D错误;
故选A。
10.B
【详解】A.“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”中涉及燃烧反应,,故A不选;
B.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及碳酸钙的分解,该反应是吸热的熵增反应,△H>0、△S>0,故B选;
C.“日暮北风吹雨去,数峰清瘦出云来” 中涉及风吹散云雨,没有涉及热量和熵的变化,故C不选;
D.“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”中涉及沙中淘金,不存在热量的变化,故D不选;
故选B。
11.D
【详解】A.上述反应是放热的体积增大的反应,则△S>0,故A错误;
B.上述反应平衡常数,故B错误;
C.及时分离,生成物浓度减小,反应速率减慢,不能加快反应达到平衡状态,故C错误;
D.上述反应碳化合价升高,氯化合价降低,根据方程式分析转移4mol电子,生成2molCO,因此每生成1mol CO,转移电子的数目为,故D正确。
综上所述,答案为D。
12.D
【详解】A.熵增原理说明ΔS>0,一般可自发进行,但有些ΔS<0的反应,结合焓变判据也可能自发进行,A项错误;
B.对有气体参加的化学反应,若增大压强即缩小反应容器的体积,增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,B项错误;
C.反应能否自发进行,取决于焓变和熵变,反应如能自发进行,应满足,不仅仅取决于反应是放热还是吸热,C项错误;
D.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,表示反应热是在25℃、101kPa时测得的数据,D项正确;
故选D。
13.D
【详解】A.根据复合判据时反应能自发进行分析恒温恒压下,且的反应正向能自发进行,A正确;
B.同种物质气态是熵值最大,固态最小,B正确;
C.该反应为熵减,室温下能自发进行,说明其为放热反应,C正确;
D.改变条件使时,反应能自发进行,若的反应在热河条件下均不能自发进行,D错误;
故选D。
14.C
【详解】A.冰融化成水的过程为吸热过程,即△H>0,室温条件下该过程为自发过程,根据,则△S>0,冰熔化为水后体系混乱度增加,A错误;
B.硫酸工业中涉及的反应都是放热反应,升高温度会加快反应速率,但温度升高会使涉及的可逆反应2SO2+O22SO3向逆反应方向移动,不利于物质的转化,因此一般采用400~500℃的高温,B错误;
C.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)是熵增的反应,△S>0,根据时反应可自发进行,反应不能自发进行,在常温下,该反应不能自发进行,说明该反应的正反应是吸热反应,△H>0,C正确;
D.在工业上一般是N2、H2合成NH3,反应原理为:N2+3H22NH3,在生产中采用的外界条件时既要考虑反应速率,也要同时考虑平衡移动对物质反应产率的影响。该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。为加快反应速率和平衡移动,要在高压条件下进行,并且在一定温度下进行,要使用使用催化剂,催化剂只有在一定温度范围内具有最佳活性。温度低,催化剂的活性低,导致反应速率慢,反应物的产量低,所以不利于提高经济效益,D错误;
故合理选项是C。
15.B
【详解】A.反应后气体物质的量增多,反应△S>0,故A正确;
B.没有确定是否为标准状况, 22.4LNO的物质的量不一定是1mol,故B错误;
C.氨气催化氧化的产物是NO,故C正确;
D.减压、增加氧气,平衡都正向移动,能提高氨气的平衡转化率,故D正确;
选B。
16.B
【详解】A.因催化剂能提高化学反应速率,加快反应进行,则在一定时间内提高了生产效率,故A正确;
B.该反应正向为气体减少的反应,是熵减过程,故B错误;
C.充入大量CO2气体,能使平衡正向移动,提高H2的转化率,故C正确;
D.从平衡混合物中及时分离出产物,使平衡正向移动,可提高CO2和H2的转化率,从而提高CO2和H2的利用率,故D正确;
答案选B。
17.B
【详解】A. 电镀时通常把待镀金属制品作阴极,镀层金属作阳极,故A错误;
B. 298K时,2H2S(g) + SO2(g)=3S(s) + 2H2O(l),气体物质的量减少,ΔS<0,反应自发进行,则其ΔH<0,故B正确;
C. 合成氨反应可逆,3molH2 和1molN2混合反应生成NH3的物质的量小于2mol,转移电子数小于6×6.02×1023,故C错误;
D. 醋酸是弱酸,常温下,pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液,醋酸浓度大于氢氧化钠,等体积混合后,醋酸有剩余,溶液呈酸性,故D错误。
答案选B。
【点睛】本题考查了酸碱混合的定性判断、化学反应方向的判据,掌握酸碱混合的定性判断方法,注意pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液,醋酸浓度大于氢氧化钠。
18.B
【详解】A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的ΔS<0,而反应在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0,A不正确;
B.Si+2Cl2SiCl4为化合反应,反应物中各元素全部进入产品中,则此反应符合原子经济学,原子利用率100%,B正确;
C.一水合氨为弱碱,电离时需要吸收热量,则将盐酸与氨水的稀溶液混合后,若生成1 mol H2O(l),则放出热量小于57.3 kJ,C不正确;
D.在反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-801.3 kJ·mol-1中,H2O呈气态,不符合燃烧热的测定要求,则CH4的燃烧热数值大于801.3 kJ·mol-1,D不正确;
故选B。
19.C
【详解】A.时反应自发进行,不能根据是否加热判断反应的自发进行情况,A错误;
B.反应 ,其,该反应的,则不能自发进行,B错误;
C.100mL2mol/L的盐酸与锌片反应,加入少量NaCl固体,溶液中氢离子浓度几乎不变,则反应速率不变,C正确;
D.反应能否自发与反应速率无关,如自然界中发生的缓慢的氧化还原反应属于自发反应,但反应速率很小,D错误;
故选C。
20.C
【详解】A.该反应,,<0可以自发,根据反分析可知该反应在低温条件下能自发进行,故A错误;
B.反应平衡常数是产物系数次幂乘积除以反应物系数次幂乘积,但是纯固体和纯液体不写入平衡常数,该反应平衡常数的表达式为,故B错误;
C.该反应若2molNO2完全反应时转移8mol电子,该反应中消耗1molNO2,转移电子的数目为,故C正确;
D.升高温度,正反应速率和逆反应速率都加快,平衡逆向移动,逆反应速率加快的多,故D错误;
故答案为C
21.B
【详解】A.根据方程式可判断反应前气体体积增加,所以该制备反应属于熵增反应,A正确;
B.与性质相似,但由于硫元素是-2价,处于最低价态,因此能被氧化,B错误;
C.制备的反应中元素化合价均是不变的,所以属于非氧化还原反应,C正确;
D.根据碳酸钠和盐酸的反应可知与盐酸反应,生成NaCl、和,D正确;
答案选B。
22.D
【详解】A.已知该反应2NO2(g)N2O4(g) <0,且反应常温下能够自发进行,故该反应的H<0,A错误;
B.该反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数表达式为K=,B错误;
C.升高温度,该反应的正反应速率增大,逆反应速率也增大,C错误;
D.将反应器容积压缩为原来的一半,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡时,气体颜色比压缩前深,D正确;
故答案为:D。
23.D
【详解】A.反应进行的方向与反应现象无关,且熵增的反应不一定自发进行,自发反应的现象不一定明显,故A错误;
B.为吸热反应,需提供能量,不能利用该吸热反应解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题,经济上不划算,故B错误;
C.由化学计量数可知△S>0,且△H>0,则高温下可自发进行,故C错误;
D.△H-T△S<0的反应可自发进行,△S>0,常温下不能自发进行,可知该反应的△H>0,故D正确;
故选:D。
24.C
【详解】A.若ΔH>0,ΔS<0,化学反应在任何温度下都不能自发进行,故A错误;
B.NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g) ΔS>0,在室温下不能自发进行,则该反应的ΔH>0,故B错误;
C.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) =2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔS<0,在低温下能自发进行,则该反应的ΔH<0,故C正确;
D.加入合适的催化剂能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故D错误;
选C。
25.C
【详解】A.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸电离出亚硫酸氢根离子和氢离子,溶液能够导电,导电的离子不是二氧化硫自身电离的,所以二氧化硫不是电解质,A错误;
B.向0.1 mol·L 1 CH3COONa溶液中加入少量水稀释,促进醋酸根离子的水解,醋酸根离子浓度变小,但由于加水稀释的原因,造成碱性减弱,氢氧根离子浓度减小,因此氢离子浓度变大,所以溶液中c(H+)/c(CH3COO )增大,B错误;
C.锌、铁和海水构成原电池,锌比铁易失去电子作负极,铁作正极,正极上得电子发生还原反应,从而保护铁不被腐蚀,该方法属于牺牲阳极的阴极保护法,C正确;
D.反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0,该反应为气体体积缩小的反应,则熵变ΔS<0,又因为ΔH>0,所以ΔG=ΔH TΔS>0,该反应不能自发进行,D错误。
答案:C
26.(1)吸热;熵增大
(2)放热;熵减小
(3)放热;熵减小
(4)吸热;熵增大
【分析】同种物质由固体到液体,由液体到气体过程属于吸热过程;常见的反应中:大多数化合反应、物质的燃烧、酸碱中和、铝热反应、金属与酸的置换反应属于放热反应;大多数分解反应、氯化铵晶体与氢氧化钡的反应、碳与二氧化碳的反应等属于吸热反应;熵是用来描述体系的混乱度,混乱度越大熵值越大,物质溶解过程、气体扩散过程、同种物质由固体到液体,由液体到气体过程、反应中气体系数增大的反应都是熵增大的过程,据此解答。
【详解】(1)Fe(s)→Fe(g)物质由固体到气体变化,需要吸收热量;体现混乱度增大,属于熵增大的过程。
(2)为氢气燃烧,属于放热反应;反应中气体系数减小,属于熵减小反应。
(3)是化合反应,属于放热反应;反应中气体系数减小,属于熵减小的反应。
(4)是NaOH在水中电离的过程,固体溶解属于吸热过程;混乱度增大,属于熵增大的过程。
27.任何温度下都能自发,是因为
【详解】根据反应可知, ,所以,故该反应在任何温度下都能自发进行。故答案:任何温度下都能自发,是因为。
28. 7.32×10-3 mol-2·L2 D 不能
【分析】根据平衡常数的表达式计算某温度下N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数;根据平衡移动原理,由题中所给图像判断正确选项;根据△G=△H-T△S的值,判断反应能否自发进行;据此解答。
【详解】(1)由N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1可知,在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c平(H2)=9.00 mol·L-1,c平(N2)=3.00 mol·L-1,c平(NH3)=4.00 mol·L-1,则K===7.32×10-3 mol-2·L2;答案为7.32×10-3 mol-2·L2。
(2)A.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1可知,增大压强平衡右移,氨气的含量应增大,故A错误;
B.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1可知,压强不同,平衡状态不同,不可能NH3的体积分数相同,故B错误;
C.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1可知,升高温度平衡逆向移动,氨气的含量减小,故C错误;
D.由N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1可知,催化剂不影响平衡移动,由图像可知催化剂性能,1>2,故D正确;
答案为D。
(3)由△G=△H-T△S=+131.3 kJ·mol-1-298K×133.7×10-3kJ·mol-1·K-1=131.3 kJ·mol-1-39.8 kJ·mol-1=91.5 kJ·mol-1>0,则不能自发进行;答案为不能