2019-2020年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第4節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向習(xí)題 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第4節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向習(xí)題 新人教版選修4 一、選擇題 1．下列關(guān)于判斷過(guò)程方向的說(shuō)法正確的是(　　) A．所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) B．高溫、高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng) C．由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過(guò)程 D．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同 解析：有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸熱反應(yīng)，又是熵增的反應(yīng)，所以A不正確。高溫、高壓使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，要向體系中輸入能量，本質(zhì)仍然是非自發(fā)的，所以B不正確。同一物質(zhì)：氣態(tài)時(shí)的熵值最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)熵值最小，所以D不正確。 答案：C 2．(xx四川廣安中學(xué)月考)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述中正確的是(　　) A．焓變小于0而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 B．焓變和熵變都小于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 C．焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 D．熵變小于0而焓變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 解析：ΔH－TΔS的數(shù)值判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 ΔG＝ΔH－TΔS ①當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時(shí) 不能判斷ΔG＝ΔH－TΔS正負(fù)，與T有關(guān)。 ②當(dāng)ΔH>0，ΔS<0時(shí) ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自發(fā)反應(yīng)。 ③當(dāng)ΔH<0，ΔS>0時(shí) ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自發(fā)反應(yīng)。 ④當(dāng)ΔH<0，ΔS<0時(shí)不能判斷ΔG＝ΔH－TΔS正負(fù)，與T有關(guān)。 答案：A 3．下列關(guān)于焓變與反應(yīng)方向的敘述中正確的是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)的焓變與其反應(yīng)的方向無(wú)關(guān) B．化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了反應(yīng)的方向 C．反應(yīng)焓變?yōu)檎禃r(shí)不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 D．焓變?yōu)樨?fù)值的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行 解析：焓變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。可逆反應(yīng)的兩個(gè)反應(yīng)其焓變的數(shù)值相等，但是符號(hào)(變化趨勢(shì))相反，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；焓變只表達(dá)化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，不能用來(lái)獨(dú)立判斷反應(yīng)的自發(fā)性，D項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH>0，說(shuō)明反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)正確。 答案：C 4．25 ℃和1.01105 Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ/mol自發(fā)進(jìn)行的原因是(　　) A．是吸熱反應(yīng) B．是放熱反應(yīng) C．是熵減小的反應(yīng) D．熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng) 解析：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，根據(jù)焓判據(jù)是不能自發(fā)進(jìn)行的，該反應(yīng)之所以能夠自發(fā)進(jìn)行是由于熵增效應(yīng)，并且熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。 答案：D 5．在一定條件下，對(duì)于反應(yīng)m(A)g＋nB(g)cC(g)＋dD(g)，C物質(zhì)的濃度(C%)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是(　　) A．ΔH<0　ΔS>0 B．ΔH>0　ΔS<0 C．ΔH>0　ΔS>0 D．ΔH<0　ΔS<0 解析：當(dāng)T不變時(shí)，壓強(qiáng)越大，C%越低，說(shuō)明加壓平衡左移，則m＋n0；溫度越高，C%越低，說(shuō)明升溫，平衡左移，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。 答案：A 6．如圖中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(kāi)，兩種氣體分子立即都分布在兩個(gè)容器中。這是一個(gè)不伴隨能量變化的自發(fā)過(guò)程。關(guān)于此過(guò)程的下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．此過(guò)程為混亂程度小的向混亂程度大的方向進(jìn)行的變化過(guò)程，即熵增大的過(guò)程 B．此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，而且沒(méi)有熱量的吸收或放出 C．此過(guò)程從有序到無(wú)序，混亂度增大 D．此過(guò)程是自發(fā)可逆的 解析：此過(guò)程只有熵變，其逆過(guò)程不自發(fā)。 答案：D 7．以下自發(fā)反應(yīng)需用焓判據(jù)來(lái)解釋的是(　　) A．硝酸銨自發(fā)地溶于水 B．H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJmol－1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) 　ΔH＝＋74.9 kJmol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) 　ΔH＝－571.6 kJmol－1 解析：A項(xiàng)可用熵的增加來(lái)解釋其自發(fā)過(guò)程，B、C兩項(xiàng)反應(yīng)后氣體體積增大，其自發(fā)過(guò)程可結(jié)合熵的增加來(lái)解釋；D項(xiàng)是放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，故可用焓判據(jù)來(lái)解釋說(shuō)明。 答案：D 8．(xx海南中學(xué)高二期末)下列關(guān)于焓判據(jù)和熵判據(jù)的說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．放熱的自發(fā)過(guò)程可能是熵減小的過(guò)程，吸熱的自發(fā)過(guò)程一定為熵增加的過(guò)程 B．由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)，將更適合于所有的過(guò)程 C．在室溫下碳酸鈣的分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但同樣是這個(gè)吸熱反應(yīng)在較高溫度(1200 K)下則能自發(fā)進(jìn)行 D．放熱過(guò)程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的過(guò)程一定是自發(fā)的 解析：焓判據(jù)和熵判據(jù)都不全面，應(yīng)采用復(fù)合判據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，對(duì)于CaCO3分解的反應(yīng)是一個(gè)ΔH>0而ΔS>0的反應(yīng)，所以只有在較高溫度下，ΔG＝ΔH－TΔS<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 答案：D 9．下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，該過(guò)程熵值增大 B．SO2(g)===S(s)＋O2(g)　ΔH>0，ΔS<0，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH<0，低溫下能自發(fā)進(jìn)行 D．某溫度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，K＝ 解析：反應(yīng)由氣體物質(zhì)生成液體物質(zhì)是熵值減小的反應(yīng)，A項(xiàng)不正確；ΔH>0，ΔS<0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，B項(xiàng)不正確；C項(xiàng)中是一個(gè)ΔH<0，ΔS<0的反應(yīng)。由ΔH－TΔS可知，反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中K＝。 答案：C 10．(xx經(jīng)典習(xí)題選萃)下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是(　　) 選項(xiàng) 化學(xué)反應(yīng)方程式 已知條件 預(yù)測(cè) A M(s)X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自發(fā)反應(yīng) B W(s)＋xG(g)===2Q(g) ΔH<0，自發(fā)反應(yīng) x可能等于1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g) 能自發(fā)反應(yīng) ΔH一定小于0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常溫下，自發(fā)進(jìn)行 ΔH>0 解析：根據(jù)復(fù)合判據(jù)：ΔG＝ΔH－TΔS，M(s)===X(g)＋Y(s)，固體分解生成氣體，為熵增反應(yīng)，ΔH>0時(shí)，在高溫下，能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；W(s)＋xG(g)===2Q(g)ΔH<0，能自發(fā)進(jìn)行，若熵增，任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，若熵減，在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，所以，G的計(jì)量數(shù)不確定，x等于1、2或3時(shí)，都符合題意，B正確；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是熵增反應(yīng)，當(dāng)ΔH>0時(shí)，在高溫下可能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)誤；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)為熵減反應(yīng)，常溫下能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 答案：B 二、非選擇題 11．有A、B、C、D四個(gè)反應(yīng)，其焓變和熵變?nèi)缦卤硭? 反應(yīng) A B C D ΔH/kJmol－1 10.5 1.80 －126 －11.7 ΔS/Jmol－lK －1 30.0 －113.0 84.0 －105.0 (1)在任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________；任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________。 (2)高溫才可以自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________；低溫有利于自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是________。 解析：C反應(yīng)ΔH<0，ΔS>0任何溫度均自發(fā)；B反應(yīng)△H>0，△S<0任何溫度不自發(fā)；A反應(yīng)△H>0，ΔS>0高溫有利自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行；D反應(yīng)ΔH<0，ΔS<0低溫有利于自發(fā)進(jìn)行。 答案：(1)C　B　(2)A　D 12．(xx浙江臺(tái)州中學(xué)月考)二氧化碳捕集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。 (1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH________0，ΔS________0(選填“>”“<”或“＝”)，在低溫下，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 (2)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是利用太陽(yáng)能或生物質(zhì)能分解水制H2，然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其他化學(xué)品。你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問(wèn)題有________。 a．開(kāi)發(fā)高效光催化劑 b．將光催化劑制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離，并與CO2發(fā)生催化轉(zhuǎn)化 c．二氧化碳及水資源的供應(yīng) 答案：(1)>　>　不能 (2)ab 13．(1)化學(xué)反應(yīng)：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH(298 K)＝＋178.2 kJmol－1，ΔS(298 K)＝＋169.6 Jmol－1K－1，常溫下該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行，CaCO3分解反應(yīng)要自發(fā)進(jìn)行，溫度T應(yīng)高于________K。 (2)化學(xué)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJmol－1，ΔS＝－145.3 Jmol－1K－1，反應(yīng)在常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。 (3)求反應(yīng)2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的熵變。已知：HCl(g)的S＝＋186.6 JK－1mol－1，H2(g)的S＝＋130 JK－1mol－1，Cl2(g)的S＝＋223 JK－1mol－1，ΔS＝________。 解析：(1)298 K時(shí)，ΔH－TΔS＝＋178.2 kJ/mol－298 K169.610－3 kJ/(molK)＝＋127.7 kJ/mol>0，故常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)ΔH－TΔS＝0時(shí)，T＝＝＝1050.7 K，故當(dāng)T>1050.7 K時(shí)，ΔH－TΔS<0，反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行。 (2)298 K時(shí)，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K[－145.3 10－3 kJ/(molK)]＝－69.7 kJ/mol<0，因此常溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(3)ΔS＝＋130 J/(molK)＋223 J/(molK)－2186.6 J/(molK)＝－20.2 J/(molK)。 答案：(1)不能　1050.7 (2)能 (3)－20.2 J/(molK) 14．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g)　ΔH＝42.3 kJ/mol　ΔS＝121 J/(molK)已知焓變和熵變隨溫度變化很小，試回答下面的問(wèn)題： (1)在298 K下，C2H5OH(l)能否自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)镃2H5OH(g)? (2)在373 K下，C2H5OH(l)能否自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)镃2H5OH(g)? (3)請(qǐng)估算C2H5OH的沸點(diǎn)。 解析：(1)298 K時(shí)ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－298 K12110－3 kJ/(molK)＝6.2 kJ/mol>0，所以在298 K時(shí)乙醇不能自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)镃2H5OH(g)。 (2)373 K時(shí)ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－373 K12110－3 kJ/(molK)＝－2.8 kJ/mol<0，所以在373 K時(shí)乙醇能自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)镃2H5OH(g)。 (3)ΔH－TΔS＝0時(shí)為此變化的平衡態(tài)即沸點(diǎn)。所以T＝ΔH/ΔS＝349 K，即乙醇的沸點(diǎn)約為76 ℃。 答案：(1)不能 (2)能 (3)76 ℃