6.25 ℃和1.01×105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.76 kJ·mol-1能自发进行的原因是0(　　)

A.是吸热反应

B.是放热反应

C.是熵减少的反应

D.熵增大效应大于能量效应

解析:根据化学反应的能量判据与熵判据综合关系式ΔH-TΔS<0分析,该反应ΔH>0,要使反应自发进行,必须使TΔS>ΔH,所以需要熵增大效应大于能量效应,D项正确。

答案:D

7.已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1,下列说法中正确的是(　　)

A.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行

B.该反应中熵变、焓变皆大于0

C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发

D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应

解析:(NH4)2CO3自发分解是因为体系生成氨气使熵增大。吸热反应焓变大于零,熵增加反应熵变大于零,则ΔH-TΔS不一定小于零,因此吸热的熵增加反应不一定不能自发进行;焓变不是决定反应方向的唯一因素,能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。

答案:B

8.下列反应中,在高温下不能自发进行的是(　　)

A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)

B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

C.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)

D.CO(g)C(s)+1/2O2(g)

解析:根据题意,A、B、C项中的三个反应虽然是吸热反应,但均是熵增加的过程,在高温下可能自发进行;而D项中的反应是一个熵减小的吸热反应,故不能自发进行。

答案:D

9.高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气:N2(g)+O2(g)2NO(g)。试通过计算说明在1 200 ℃的条件下,此反应能否正向自发进行?估算自发进行的最低温度是多少?

已知:该反应的ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=24.77 J·mol-1·K-1。

解析:1 200 ℃时,该反应的ΔH-TΔS=180.50 kJ·mol-1-(1 200+273)K×24.77×10-3 kJ·mol-1·K-1=144.01 kJ·mol-1>0,故该温度下反应不能正向自发进行。

　　ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,故有T>ΔH/ΔS=(180"." 50" " kJ"·" mol^("-" 1))/(0"." 024" " 77" " kJ"·" mol^("-" 1) "·" K^("-" 1) )=7 287 K,即此反应自发进行的最低温度为7 287 K。

答案:1 200 ℃不能自发进行。自发进行的最低温度是7 287 K。

10.煤是我国城乡居民生活和取暖使用比较多的能源。

(1)煤不充分燃烧可生成一氧化碳,对该反应的逆反应2CO(g)2C(s)+O2(g)(设ΔH和ΔS不随温度改变),下列说法正确的是　　　　。

A.低温下是自发变化

B.任何温度下都是自发变化

C.高温下是自发变化

D.任何温度下都是非自发变化

(2)因煤中含有硫,当煤燃烧时会产生有害的二氧化硫,所以人们常用廉价的石灰来消除煤燃烧时产生的二氧化硫,以减少污染,其主要反应为CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s)。已知:298 K、101.325 kPa时,该反应的ΔH=-402.0 kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7 kJ·mol-1,若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化,问:保持此反应自发进行的最高炉温是多少?

解析:(1)该反应的ΔH为正值,ΔS为负值,ΔH-TΔS恒为正值,任何温度下都是非自发变化。

　　(2)因为298 K、101.325 kPa时,该反应的ΔH=-402.0 kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7 kJ·mol-1,则有ΔS=("-" 402"." 0" " kJ"·" mol^("-" 1) "-(-" 345"." 7" " kJ"·" mol^("-" 1) ")" )/(298" " K)=-0.189 kJ·mol-1·K-1。要使反应能自发进行,需使ΔH-TΔS<0,即-402.0 kJ·mol-1-T×(-0.189 kJ·mol-1·K-1)<0,得T<2 127 K,因此保持此反应自发进行的最高炉温是2 127 K。

答案:(1)D　(2)2 127 K

B组