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2019-2020年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡
2.4化学反应进行的方向课时练新人教版选修1.下列过程属非自发的是 A.水由高处向低处流B.室温下水结成冰C.气体从高密度处向低密度处扩散D.煤气的燃烧【答案】B【解析】自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程,其逆向都是非自发的2.25℃,KNO3的饱和水溶液物质的量浓度是6mol·L-1若将1mol固体KNO3置于1L水中,则KNO3变成盐溶液过程为 A.自发B.不自发C.可逆D.不能确定【答案】A【解析】电解质溶解于水是自发进行的过程3.知道了某过程有自发性之后,则 A.可判断出过程的方向B.可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成的快慢D.可判断过程的热效应【答案】A【解析】判断某反应是否自发,只是判断反应的方向,与是否发生、反应的快慢、反应的热效应无关4.下列过程的熵变,判断不正确的是 A.溶解少量食盐于水中,ΔS>0B.纯碳和氧气反应生成COg,ΔS>0C.H2Og变成液态水,ΔS>0D.CaCO3s加热分解为CaOs和CO2g,ΔS>0【答案】C【解析】H2Og变成H2Ol ΔS<05.下列关于化学反应的叙述正确的是 A.ΔH>0的化学反应一定不能自发进行B.反应2NO2g→N2O4l的熵体系混乱度增大即ΔS>0C.非自发反应在任何条件下都不能发生D.熵增加且放热的反应一定是自发反应【答案】D【解析】A选项反应是否自发进行由ΔG=ΔH-TΔS决定,ΔH>0的吸热反应有的也能自发进行,如碳酸氢铵的分解反应;B选项对应的反应为熵减少的反应;C选项非自发反应在改变温度的条件下使ΔG<0,则反应就能自发进行6.下列说法正确的是 A.能自发进行的反应一定能迅速发生B.反应NH4HCO3s===NH3g+H2Og+CO2g ΔH=+
185.57kJ·mol-1能自发进行,是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向【答案】B【解析】能自发进行的反应并不一定能迅速发生,A项错误;应将焓变和熵变二者综合起来即利用复合判据进行反应自发性的判断,C项错误;D项中使用催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应进行的方向,错误7.下列自发反应可用焓判据来解释的是 A.2N2O5g===4NO2g+O2gΔH=+
56.7kJ·mol-1B.NH42CO3s===NH4HCO3s+NH3gΔH=+
74.9kJ·mol-1C.2H2g+O2g===2H2OlΔH=-572kJ·mol-1D.CaCO3s===CaOs+CO2gΔH=+
178.2kJ·mol-1【答案】C【解析】焓判据是指ΔH<0的反应,一般是自发的只有C项符合题意8.在298K时,NaCl在水中的溶解度为26g如将1molNaCl溶解在1L水中,此溶解过程中体系的ΔH-TΔS和熵如何变化 A.ΔH-TΔS>0,ΔS>0B.ΔH-TΔS<0,ΔS>0C.ΔH-TΔS>0,ΔS>0D.ΔH-TΔS<0,ΔS<0【答案】B【解析】NaCls溶解于水中是自发进行的过程,故ΔH-TΔS<0;NaCls===NaClaq,体系的混乱度增大,ΔS>09.已知反应2COg===2Cs+O2g的ΔH为正值,ΔS为负值设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法中,正确的是 A.低温下能自发进行B.高温下能自发进行C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行D.任何温度下都不能自发进行【答案】D【解析】根据复合判据ΔH-TΔS<0时反应自发进行,ΔH-TΔS>0时,反应非自发进行,又因为ΔH>0,ΔS<0,T>0,故ΔH-TΔS>0,则此反应为非自发进行的反应10.在一定条件下,对于反应mAg+nBgcCg+dDg,C物质的百分含量C%与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是 A.ΔH<0 ΔS>0B.ΔH>0 ΔS<0C.ΔH>0 ΔS>0D.ΔH<0 ΔS<0【答案】A【解析】当T不变时,压强越大,C%越低,说明加压平衡左移,则m+n<c+d,所以ΔS>0;温度越高,C%越低,说明升温,平衡左移,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,ΔH<011.1化学反应CaCO3s===CaOs+CO2gΔH298K=
178.2kJ·mol-1 ΔS298K=
169.6J·mol-1·K-1,常温下该反应________填“能”或“不能”自发进行,CaCO3分解反应要自发进行,温度T应高于________K2化学反应2NOg+2COg===N2g+2CO2g,在298K、101kPa下 ΔH=-
113.0kJ·mol-1,ΔS=-
145.3J·mol-1·K-1,反应在该条件下________填“能”或“不能”自发进行【答案】1不能 1051 2能【解析】1298K时,ΔH-TΔS=
178.2kJ·mol-1-298K×
169.6×10-3kJ·mol-1·K-1=128kJ·mol-1>0,故常温下反应不能自发进行当ΔH-TΔS=0时,T===1051K,故当T>1051K时,ΔH-TΔS<0,反应才能自发进行2298K时,ΔH-TΔS=-
113.0kJ·mol-1-298K×-
145.3×10-3kJ·mol-1·K-1=-
69.7kJ·mol-1<0,因此该条件下反应能自发进行12.工业上用赤铁矿生产铁,可以选择的还原剂有C和H2根据所学知识判断哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低?_________________________已知Fe2O3s+Cs===2Fes+CO2gΔH=+
233.8kJ·mol-1,ΔS=+
0.279kJ·mol-1·K-1Fe2O3s+3H2g===2Fes+3H2OgΔH=+98kJ·mol-1,ΔS=+
0.1442kJ·mol-1·K-1【答案】用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低【解析】根据ΔH-TΔS=0为平衡状态,ΔH-TΔS<0为自发状态,故T>时该反应能自发进行用C作还原剂时T1>==
838.0K;用H2作还原剂时T2>==
679.6K故用H2作还原剂时,反应自发进行的温度较低
13.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质,所查资料信息如下
①酸性H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由某元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示请回答下列问题1H2与S化合的反应________热量填“放出”或“吸收”2已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合________________________________________________________________3上述资料信息中能够说明硫元素的非金属性强于硒元素的是________填序号【答案】1放出 2因为化合时ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行 3
①②③【解析】1由图示可知H2与硫化合的反应ΔH<0,故为放热反应2由图示可知H2与Te化合的反应ΔH>0,H2Te分解时ΔS>0,则化合生成H2Te的ΔS<0,即ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行14.二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一1用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应2CO2g===2COg+O2g,该反应的ΔH________0,ΔS________0选填“>”、“<”或“=”,在低温下,该反应________填“能”或“不能”自发进行2CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品你认为该方法需要解决的技术问题有________a.开发高效光催化剂b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化c.二氧化碳及水资源的供应【答案】1> > 不能 2ab【解析】该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即ΔH>0,因该反应气体的物质的量增多,所以ΔS>0ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行15.金刚石和石墨本是一对孪生兄弟,但现在却是一个光彩夺目、坚硬无比,另一个漆黑一团,柔软细腻,只因为碳原子的排列不同,它们的价值便有了天壤之别由于地球上天然金刚石很稀少,从21世纪50年代开始,很多国家都在进行把石墨转化为金刚石的尝试,在1800℃和7万个大气压的条件下,人们终于将石墨转变成了人造金刚石已知在298K时,由石墨生成金刚石的反应的ΔH=
1.895kJ·mol-1,ΔH-TΔS=
2.866kJ·mol-1,又已知石墨的熵S石=
5.694J·mol·K-1,求金刚石的熵S金,并回答这两种碳的同素异形体哪种更有序?化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差【答案】S金=
2.436J·mol·K-1 金刚石更有序【解析】石墨转化为金刚石的反应为Cs,石墨===Cs,金刚石,ΔH-TΔS=ΔH-TS金-S石=
2.866kJ·mol-1,即
1.895kJ·mol-1-298K×S金-
5.694×10-3kJ·mol·K-1=
2.866kJ·mol-1,解得S金=
2.436J·mol·K-1熵是体现混乱度的量,混乱度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序通过上面的计算知S金<S石,则金刚石比石墨更有序。