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文档介绍
2019-2020学年高中化学课时作业11化学反应进行的方向含解析 人教版选修4
课时作业11 化学反应进行的方向 8 基础训练 1.(2019年河北省邢台市高三月考)符合下列条件的反应一定能自发进行的是( ) A.ΔS>0 ΔH<0 B.ΔS<0 ΔH<0 C.ΔS>0 ΔH>0 D.ΔS<0 ΔH>0 解析:由于ΔG=ΔH-TΔS<0时反应一定能自发进行,则放热的体积增大的反应一定是自发进行的,即ΔS>0、ΔH<0时一定能自发进行,故选A。 答案:A 2.碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气,下列有关说法中正确的是( ) A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大 B.碳铵分解是因为外界给予了能量 C.碳铵分解是吸热反应,根据焓判据,不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解 解析:本题考查化学反应进行方向的判据。放热反应常常是容易进行的过程,吸热反应有些也能自发反应,自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件。 答案:A 3.(双选)下列反应中,熵显著增加的反应是( ) A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) B.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O C.C(s)+O2(g)===CO2(g) D.2HgO(s)===2Hg(l)+O2(g) 解析:B、D选项中两个反应的反应物中没有气体,而生成物中有气体。 答案:BD 4.(2019年黑龙江省伊春市第二中学高三期中) 下列说法不正确的是( ) A.体系有序性越高,熵值就越低 B.自发过程可以导致体系的熵增大 C.吸热反应不可以自发进行 8 D.同种物质气态时熵值最大 解析: 体系有序性越高,即体系的混乱程度越小,熵值就越低,A正确;自发过程将导致体系的熵增大,即熵增原理,B正确;吸热反应ΔH>0,若ΔS>0,由ΔG=ΔH-TΔS<0可知,反应在高温下能自发进行,C错误;同种物质熵值:气态>液态>固态,所以同种物质气态时熵值最大,D正确。 答案:C 5.下列对熵的理解不正确的是( ) A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大 C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小 D.25℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增加的反应 解析:同种物质不同状态时熵值固态<液态<气态;熵值的大小体现了体系混乱程度的大小;自发过程将导致体系的熵增大;2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)反应过程中物质的熵增大,是熵增反应。 答案:C 6.下列说法中正确的是( ) A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的 B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小或不变 C.ΔH<0、ΔS<0的反应一定能自发进行 D.ΔH>0、ΔS<0的反应一定不能自发进行 解析:放热反应容易自发进行,但不是所有的放热反应都能自发进行,吸热反应不易自发进行,但有些在一定条件下也可以自发进行,A错;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变,B错;因ΔH<0,ΔS<0,由ΔH-TΔS可知,反应在低温下能自发进行,C错;ΔH>0,ΔS<0,可知ΔH-TΔS>0,反应一定不能自发进行,D正确。 答案:D 7.(2019年辽宁省大连市高二期末)合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH,该反应在一定条件下能自发,则下列关于该反应的ΔH、ΔS的判断,正确的是( ) A.ΔH<0 ΔS<0 B.ΔH<0 ΔS>0 8 C.ΔH>0 ΔS<0 D.ΔH>0 ΔS>0 解析:该反应气体体积减小,ΔS<0,能够自发进行说明ΔH-TΔS<0,ΔH<0,故选A。 答案:A 8.(2019年山东省寿光现代中学高三月考)对于合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),298 K时,ΔH=-92. 2 kJ/mol, ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1。下列说法正确的是( ) A.升高温度、增大压强都有利于平衡向生成氨的方向移动 B.298 K时合成氨反应不能自发进行 C.298 K时合成氨反应的反应速率一定很大 D.298 K时合成氨反应可自发进行 解析:本题考查工业合成氨。该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,A项错误;ΔH-TΔS<0反应能自发进行,根据题提供的数据,ΔH-TΔS=-92.2+198.2×10-3×298≈-33.14<0,所以298 K时合成氨反应能自发进行,B项错误,D项正确;化学反应速率的大小取决于反应物本身的性质,298 K时合成氨反应的反应速率不一定很大,C项错误。 答案:D 9.在化学反应A(g)+B(g)===2C(g)+D(g) ΔH=Q kJ/mol过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。 (1)Q________0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。 (4)升高温度平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向________方向移动。 解析:据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0,据反应特点可知, 8 该反应是熵增的反应,据此可知该反应能自发进行;升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。 答案:(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应 提高训练 10.(2019年陕西省西安市高二期中)汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是( ) A.该反应是熵增大的反应 B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂 C.该反应常温下能自发进行,催化剂条件只是加快反应的速率 D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应 解析:A. 该反应是熵减的反应,故错误;B.催化剂不能使不自发的反应变为自发反应,故错误;C.根据题中信息分析,该反应常温下能自发进行,使用催化剂条件只是加快反应的速率,故正确;D. 该反应常温下能自发进行,说明ΔG=ΔH-TΔS,ΔG小于0,该反应是熵减的反应,说明正反应是放热反应,故错误。 答案:C 11.(2019年咸宁鄂南高级中学高二上学期起点考试)下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( ) A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0 C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 D.X2Y2(g)===X2(g)+Y2(g) ΔH<0 解析:熵增加的放热反应,一定是自发反应。D项符合题意。 答案:D 12.(2019年郑州期末测试)灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用( ) [已知在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J/mol,ΔS=-6.61 J/(mol·K),当ΔH-TΔS<0时能自发反应] 8 A.会变 B.不会变 C.不能确定 D.升高温度才会变 解析:在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0℃、100 kPa条件下,白锡转化为灰锡的ΔH-TΔS=-2180.9 J/mol-273 K×[-6.61 J/(mol·K)]=-376.37 J/mol<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。 答案:A 13.(2019年衡水示范性高中化学同步训练题)在298 K,往1 mL的水中加入1 mol NaCl(s),则溶解过程的( ) A. ΔH-TΔS>0 ΔS>0 B.ΔH-TΔS<0 ΔS>0 C. ΔH-TΔS>0 ΔS<0 D.ΔH-TΔS<0 ΔS<0 解析:固体的溶解是一个自发过程,且也是一个熵值增加的过程,故B正确。 答案:B 14.(2019年衡水模拟)在298 K,下列反应中ΔH-TΔS与ΔH最接近的是( ) A.CCl4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4HCl(g) B.CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s) C.Cu2+(aq)+Zn(s)===Cu(s)+Zn2+(aq) D.Na(s)+H+(aq)+H2O(l)===Na+(aq)+H2(g)+OH-(aq) 解析:要使ΔH-TΔS与ΔH最接近,则ΔS的值应比较小,使TΔS的值也比较小,这样ΔH-TΔS与ΔH最接近。A、D选项都是气体的物质的量增加的,即熵值增加的;B选项是气体的物质的量减小的,即熵值减小的;而C选项中物质的量及物质的状态变化不大,所以,ΔS值比较小,使ΔH-TΔS与ΔH最接近。 答案:C 15.(2019年衡水示范性高中化学同步训练题)考察下列自然界的一些自发变化,可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是( ) 8 A.都有一定的方向性,按某一物理量标度由高到低自发进行 B.都可以用来做功,自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低 C.有一定进行限度,自发过程总是单向地趋向于非平衡状态 D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生 解析:由图示可得,这些自发的变化,都是由高到低自发进行的,都有一定的方向性,都会对外做功,自发反应总是单向地趋向于平衡状态。 答案:C 16.(2019年福建省惠安惠南中学高三上学期期中 )实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),上图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化如图,关于该反应的下列说法中,正确的是( ) A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0 C.ΔH<0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<0 解析:反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,正反应为气体物质的量减小的反应,则为熵减的反应,即ΔH<0,ΔS<0。 答案:D 17.根据所学有关熵的知识来回答下列问题: 8 (1)对同一物质而言,不同状态时的熵值是________态大于________态大于________态,如水蒸气的熵值________液态水的熵值________冰的熵值。 (2)不同的物质,一般说来,相对分子质量越大其熵值________,如NO2的熵值________O2的熵值________N2的熵值。 (3)对于相对分子质量相同的物质(如同分异构体)结构越复杂,熵值越________。如正戊烷的熵值________异戊烷的熵值________新戊烷的熵值。 (4)温度越高,同一物质的熵值________,如20℃时的水的熵值________30℃时水的熵值。 解析:本题考查熵值的基本知识及变化关系。 答案:(1)气 液 固 大于 大于 (2)越大 大于 大于 (3)大 小于 小于 (4)越大 小于 18.(2019年衡水市示范性高中高二检测) (1)判断下列反应熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增加”“减少”或“无明显变化”。 ①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)________。 ②H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)________。 ③(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ____________。 ④Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)________。 ⑤将少量KNO3晶体溶于水中________。 (2)已知下列数据:CaO(s)+SO3(g)===CaSO4(s) ΔH=-401.9 kJ·mol-1 CaSO4(s) CaO(s) SO3(g) S/J·mol-1·K-1 107.0 39.75 256.65 用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体 ________(填“能”或“否”)防止SO3污染环境。 解析:(1)判断熵值变化的依据是同温同压下,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看物质的量的多少,物质的量越多,熵值越大,故①减少,②无明显变化,③增加,④减少;⑤KNO3溶于水时KNO3===K++NO3-,自由移动离子数目增多, 8 因此熵值变大。(2)根据已知数据求得ΔS=107.0 J·mol-1·K-1-39.75 J·mol-1·K-1-256.65 J·mol-1·K-1=-189.4 J·mol-1·K-1,ΔH-TΔS=-401.9 kJ·mol-1-298 K×(-189.4×10-3 kJ·mol-1·K-1)≈-345.46 kJ·mol-1,所以该反应在常温下能自发进行。令ΔH-TΔS=0,可求得T≈2 122 K,即反应的转折温度较高,因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。 答案:(1)①减少 ②无明显变化 ③增加 ④减少 ⑤增加 (2)能 探究创新 19.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1200℃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:ΔH=+180.50kJ/mol,ΔS=247.7 J/(mol·K)] 解析:反应自发进行的条件是ΔG=ΔH-TΔS<0,在 1200℃的条件下,ΔH-TΔS=+180.50kJ/mol-(1200+273)K×247.7×10-3 kJ/(mol·K)=-184.36kJ/mol<0,说明反应能够自发进行。设反应自发进行的最低温度为t,则有ΔG=+180.50kJ/mol-(t+273)K×247.7×10-3kJ/(mol·K)<0,解得t>455.7℃。 答案:该反应在1 200℃的条件下能够自发进行,该反应自发进行的最低温度约为455.7℃。 20.已知C2H5OH(l) C2H5OH(g) ΔH=+42.3 kJ/mol ΔS=121 J/(mol·K),已知焓变和熵变随温度变化很小,试回答下面的问题: (1)在298 K下,C2H5OH(l)________(填“能”或“不能”)自发转变为C2H5OH(g)________ (2)在373 K下,C2H5OH(l)________(填“能”或“不能”)自发转变为C2H5OH(g)________ (3)C2H5OH的沸点为(估算) ________。 解析:(1)298 K时ΔH-TΔS=42.3 kJ/mol-298 K×121×10-3 kJ/(mol·K)≈6.2 kJ/mol>0,所以在298 K时乙醇不能自发转变为C2H5OH(g)。 (2)373 K时ΔH-TΔS=42.3 kJ/mol-373 K×121×10-3 kJ/(mol·K)≈-2.8 kJ/mol<0,所以在373 K时乙醇能自发转变为C2H5OH(g)。 (3)ΔH-TΔS=0时为此变化的平衡态即沸点,所以T=ΔH/ΔS≈349 K,即乙醇的沸点约为76 ℃。 答案:(1)不能 (2)能 (3)76 ℃ 8 9查看更多