资源描述
1.知道了某过程有自发性之后,则下列说法正确的是( )
A.可判断过程的方向
B.可确定过程是否一定会发生
C.可预测过程发生完成的快慢
D.可判断过程的热效应
解析:选A。判断某反应是否自发,只是判断反应的方向,与反应是否一定会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。
2.下列关于化学反应焓变的叙述中,正确的是( )
A.化学反应的焓变与反应的方向无关
B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C.焓变为正的反应都是吸热反应
D.焓变为正的反应都能自发进行
解析:选C。反应能否自发进行(反应进行的方向)是由ΔH-TΔS决定的,与ΔH、ΔS和T都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量,不能用来独立判断反应的自发性。
3.(2020·宜昌高二月考)“熵”表示体系的混乱度,它的符号是“S”。下列变化中,ΔS<0的是( )
A.3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2(g)
B.2NO2(g)===N2O4(l)
C.2IBr(l)===I2(s)+Br2(g)
D.(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)
解析:选B。选项B中的反应是由气体转化为液体,混乱度减小,ΔS<0。
4.下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大
C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应
解析:选C。对于同一物质,由固→液→气三态熵值逐渐增大,故A正确;熵指的是体系混乱程度,越混乱其熵值越大,故B正确;自发过程有熵增的倾向,故C错误;对于D选项中的反应,由于反应后气体分子数增多,熵值增大,故D正确。
5.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。下列关于该反应的说法中,正确的是( )
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0
解析:选C。根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,ΔH<0;该反应发生后气体的物质的量减小,ΔS<0。
6.现有两个热化学方程式:
下列说法中正确的是( )
A.反应①②中都存在:ΔS>0
B.高温时,反应②可自发进行
C.通常情况下,①②都能自发进行
D.反应①一定不能自发进行
解析:选D。反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应,是熵减小的反应,ΔS<0,A项错误;由ΔG=ΔH-TΔS可知,ΔS<0,ΔH>0时,反应一定不能自发进行,故①一定不能自发进行;ΔS<0,ΔH<0时,低温时,反应可自发进行,故低温时,反应②可自发进行,B、C项错误,D项正确。
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,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是( )
A.该反应是熵增大的反应
B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
C.该反应常温下能自发进行,催化剂条件只是加快反应的速率
D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应
解析:选C。只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应,故熵减小。因熵减小不利于反应自发进行,故自发进行的原因是反应放热。
8.下列内容与结论不相对应的是( )
选项
内容
结论
A
一个反应的ΔH>0,ΔS>0
反应一定不能自发进行
B
硝酸铵溶于水可自发进行
因为该反应的ΔS>0
C
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS<0
D
H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH=-271 kJ·mol-1,ΔS=+8 J·mol-1·K-1
反应在任意温度下都能自发进行
解析:选A。A.根据ΔG=ΔH-TΔS可知,如果一个反应的ΔH>0、ΔS>0,则在高温下可以自发进行,A错误;B.硝酸铵溶于水为熵增的过程,B正确;C.对于同一种物质气态时熵值最大,其次是液体、固态,因此H2O(g)变成H2O(l),熵变小于0,C正确;D.由于该反应是放热的熵增反应,因此ΔG=ΔH-TΔS<0,反应在任意温度下都能自发进行,D正确。
9.下列说法或解释错误的是( )
A.充满NO2的烧瓶浸泡在冷水中,颜色变浅是因为发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
B.常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D.对于反应N2H4(l)===N2(g)+2H2(g) ΔH=-50.6 kJ·mol-1,它在任何温度下都能自发进行
解析:选C。A项,由该反应为反应前后气体体积减小的反应可知ΔS<0,又反应在低温下自发进行,推知ΔH<0,故正确;B项,由该反应为反应前后气体体积增大的反应可知,该反应的ΔS>0,由反应不能自发进行可知,ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS>0,故正确;C项,催化剂不能改变化学反应的限度,只能改变化学反应速率,故错误;D项,ΔH<0,由化学方程式可知ΔS>0,故正确。
10.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I(aq),某I2、KI混合溶液中,I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是( )
A.温度为T1时,向该平衡体系中加入KI固体,平衡正向移动
B.I2(aq)+I-(aq)I(aq)的ΔH<0
C.若T1时,反应进行到状态d时,一定有v正>v逆
D.状态a与状态b相比,状态b时I2的转化率更高
答案 D
解析 加入KI固体,c(I-)增大,平衡正向移动,A项正确;由图可知,温度越高,c(I)越小,则升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,B项正确;T1时,反应进行到状态d时,c(I)小于平衡时浓度,则平衡向正反应方向移动,则一定有v正>v逆,C项正确;a、b均为平衡点,a点温度低,该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,则状态a时I2的转化率更高,D项错误。
11.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g) ΔH=Q kJ·mol-1发生的过程中,能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)Q________(填“>”“<”或“=”)0。
(2)熵变ΔS________(填“>”“<”或“=”)0。
(3)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(4)升高温度,平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向________方向移动。
解析:(1)根据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0。(2)根据反应特点可知,该反应是熵值增大的反应。(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,该反应能自发进行。(4)升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。
答案:(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应
12.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(下图中,p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,t表示反应时间):
根据以上规律判断(填“>”“=”或“<”):
(1)反应Ⅰ:p2 p1,ΔH 0。
(2)反应Ⅱ:T1 T2,ΔH 0。
(3)反应Ⅲ:若T2 T1,ΔH 0。(填一种情况即可)
(4)反应Ⅳ:若T2 T1,ΔH 0。(填一种情况即可)
解析:(1)对反应Ⅰ而言,增大压强,平衡向右移动,A的转化率α(A)增大,所以p2>p1;图(a)表示随温度升高,α(A)减小,平衡向左移动,则正反应是放热反应,ΔH<0。
(2)图(b)表示在两种不同温度下,C的物质的量逐渐增大至达到平衡的过程。T1温度下n(C)增加得快,且先达到平衡,说明T1>T2,由T1→T2,降低温度,n(C)增大,说明平衡向右移动,ΔH<0。
(3)图(c)表示随起始时n(B)的增大,在两种不同温度下C的体积分数φ(C)先增大后减小的变化曲线。T2时φ(C)高于T1时φ(C),可能有两种情况:若T2>T1,即升温平衡右移,ΔH>0;若T2<T1,即降温平衡右移,ΔH<0。
(4)图(d)所呈现的信息是随压强的增大,A的平衡转化率不变,但T2时α(A)比T1时α(A)大。若T2>T1,则升温平衡右移,ΔH>0;若T1>T2,则升温平衡左移,ΔH<0。
答案:(1)> < (2)> < (3)> >(或< <) (4)> >(或< <)
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