ΔS>0;B项ΔH>0,ΔS<0;C项ΔH<0,ΔS<0;D项ΔH>0,ΔS>0,故选B。
7.下列说法正确的是( )
①铁在潮湿空气中生锈是自发过程 ②NH4HCO3受热分解是由于由不稳定物质生成了稳定物质 ③反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 ④自发过程中,熵值都是增大的 ⑤温度、压强一定时,放热且熵增加的反应一定能自发进行 ⑥把CO2通入到Na2SiO3溶液中之所以生成白色沉淀是由于较强酸能制取较弱酸
A.①②③④⑤⑥ B.①②⑤⑥
C.③④ D.④⑤⑥
解析:选B。铁在潮湿的空气中,由于易被强氧化性物质O2氧化成弱氧化性物质而能自发进行;反应的焓变是影响反应方向性的因素之一,但不是决定反应方向的唯一因素;反应能否自发进行是由熵变和焓变共同决定的,自发进行的反应中熵值有些增大,有些减小;温度、压强一定时,放热反应的ΔH<0,而熵值增大时,ΔS>0,故有ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行;由于碳酸的酸性比硅酸强,所以把CO2通入到Na2SiO3溶液中可看到沉淀生成。
8.(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)氨基甲酸铵分解反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)的ΔH________0,ΔS________0。(填">"、"<"或"=")
解析:(1)由化学方程式可知该反应为熵减的反应,则ΔH-TΔS一定大于0,任何温度下均不自发进行。(2)分解反应一般为吸热反应,ΔH>0;氨基甲酸铵固体分解为气体,体系混乱度增大,ΔS>0。
答案:(1)该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行
(2)> >
9.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:
①CH4(g)―→C(s)+2H2(g),
②2CH4(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:
①的ΔH(298 K)=74.848 kJ·mol-1,
ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1
②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1,
ΔS(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)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行:________________。
(2)制取炭黑的允许温度范围是____________________________________________
__________________。
解析:(1)ΔH-TΔS=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能自发进行。
(2)反应①能自发进行时,ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×T1<0,得T1>927.8 K,即裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。反应②能自发进行时,ΔH-TΔS=376.426 kJ·mol-1-220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×T2<0,得T2>1 709.4 K,即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑,温度须控制在927.8~1 709.4 K。
答案:(1)不能自发进行
(2)927.8~1 709.4 K
[能力提升]
10.锡有灰锡和白锡两种同素异形体,已知灰锡结构松散,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的焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1)( )