ΔS(298.15 K)=-75.8 J/(mol·K)。
设ΔH和ΔS不随温度而变化,试求此反应自发进行的温度条件。
答案 根据题意,要使反应能自发进行,须有ΔG=ΔH-TΔS<0
即有ΔG=ΔH-TΔS
=-94.0 kJ/mol-T×[-75.8 J/(mol·K)]
<0
则T<≈1.24×103 K
1.过程的自发性的作用是( )
A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生
C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应
答案 A
解析 过程的自发性只能用于判断反应的方向,而不能判断过程是否发生和反应速率。
2.能用能量判据判断下列过程的方向的是( )
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大
答案 A
解析 A项水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;B项吸热反应也可以自发进行,例如,在25℃和1.01105 Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7 kJ/mol和(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=74.9 kJ/mol,不难看出,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;C项有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于最大混乱度的倾向,应用熵判据;D项扑克牌的无序排列也应用熵判据。
3.下列变化中,ΔS<0的是( )
A.氯化钠溶于水
B.NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C.干冰(CO2)的升华
D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
答案 B
解析 固体溶解、气体扩散和固体汽化、融化均为体系混乱度增加的过程,故A、C的ΔS>0;B项中两种气体反应转化为固体,体系ΔS<0;D项中CaCO3固体分解有气体生成为熵增过程。
4.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.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
答案 C
解析 自发进行只能判断反应方向,而不能判断反应的热效应,A项错;高温高压的条件下,低能量的石墨转化为高能量的金刚石,是一个非自发的化学反应,B项错;同一物质的固、液、气三种状态中,气态的混乱度最大,熵值最大,D项错。