Question

【題目】已知一個可逆反應，若正反應為自發過程，則其逆反應為非自發過程，反之亦然。

(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K時ΔH－TΔS＝0。當體系溫度低于980 K時，估計ΔH－TΔS________0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當體系溫度高于980 K時，估計ΔH－TΔS________0。

(2)電子工業中清洗硅片上的SiO2(s)的反應為SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g) ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/mol，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/(mol·K)，設ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應自發進行的溫度是________。

(3)化學反應2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－145.3 J/(mol·K)，反應在常溫下________(填“能”或“不能”)自發進行。

Answer 1

【答案】(1)小于 大于 (2)小于1240 K (3)能

【解析】(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反應為吸熱反應，ΔH>0，則2CO(g)CO2(g)＋C(s)為放熱反應，ΔH<0，且該反應ΔS<0，則當T<980 K時，ΔH－TΔS<0，T>980 K時，ΔH－TΔS>0。(2)由題給信息，要使反應能自發進行，須有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ/mol－T×[－75.8 J/(mol·K)×10－3 kJ/J]<0，則T < ≈1.24×103 K。(3)298 K時，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K×[－145.3×10－3kJ/(mol·K)]≈－69.7 kJ/mol<0，因此常溫下該反應能自發進行。