2020学年高二化学人教版选修4练习 (13)

2020学年高二化学人教版选修4练习 (13)

第四节　化学反应进行的方向 课后篇巩固提升 基础巩固 ‎1.下列说法不正确的是(　　)‎ A.铁生锈和氢气燃烧均为自发放热过程 B.冰融化的过程中,熵值增大 C.无热效应的自发过程是不存在的 D.同一物质固态时熵值最小 解析 铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程,A项正确;冰融化时有序性减弱,混乱度增加,即熵值增大,B项正确;物质由有序转化为无序时,不一定发生热效应,如分子的扩散现象,C项错误;同一物质在固态时有序性最高,熵值最小,D项正确。‎ 答案 C ‎2.在图1中A、B两容器里,分别收集着一种理想气体(二者不反应)。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都分布在两个容器中(如图2所示)。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)‎ A.此过程是自发可逆的 B.此过程从有序到无序,混乱度增大 C.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出 D.此过程是向混乱程度增大的方向变化的过程,即熵增加的过程 解析 气体扩散过程中,混乱度增大,即ΔS>0,B项、D项正确;该变化过程自发进行,且没有能量变化,即ΔH=0,C项正确;气体的扩散为自发过程,其逆过程不能自发进行,A项错误。‎ 答案 A ‎3.下列变化中,ΔS<0的是(　　)‎ A.-10 ℃液态水结冰 B.金属钠与水反应 C.干冰(CO2)的升华 D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)‎ 解析 气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项ΔS<0;固体溶解、气体扩散和固体熔化、升华均为体系混乱度增加的过程,故C项ΔS>0;B项中有H2生成,D项中CaCO3固体分解有CO2气体生成,均为熵增过程,ΔS>0。‎ 答案 A ‎4.能用能量判据判断下列过程方向的是(　　)‎ 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 解析 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;吸热反应也可以自发进行,例如,在25 ℃、1.01×105 Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;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,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。‎ 答案 A ‎5.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是(　　)‎ A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的 C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的 解析 ΔH<0,ΔS>0的反应一定能自发进行;ΔH>0,ΔS<0的反应一定不能自发进行;ΔH>0,ΔS>0的反应,高温下能自发进行,低温下不能自发进行;ΔH<0,ΔS<0的反应,低温下能自发进行,高温下不能自发进行。‎ 答案 A ‎6.下列说法正确的是(　　)‎ A.若某自发反应的ΔS>0,则该反应一定有ΔH<0‎ B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 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反应自发性的判据 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 解析 自发反应必有ΔH-TΔS<0,当ΔS>0时,ΔH<0或ΔH>0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据进行判断,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,增大化学反应速率,但不能改变反应的方向,D项错误。‎ 答案 B ‎7.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是(　　)‎ 生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图 A.步骤一中将反应器加热到400 ℃,可提高CaCO3的生成速率 B.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应 C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应 D.步骤二中反应的ΔS<0‎ 解析 CaO与CO2的反应为放热反应,B项错误;生成CaCO3的反应和CaCO3分解反应的反应条件不同,二者不互为可逆反应,C项错误;反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔS>0,D项错误。‎ 答案 A ‎8.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”“减小”或“无明显变化”。‎ ‎(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　　　　。 ‎ ‎(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　 。 ‎ ‎(3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　　　　。 ‎ ‎(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)　　　　。 ‎ ‎(5)将少量KNO3晶体溶解在水中　　　　。 ‎ 解析 判断熵值变化的依据是同温同压下,对同一物质而言,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看气体物质的量的大小,物质的量越大,熵值越大。故(1)减小,(2)无明显变化,(3)增大,(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3K++N,自由移动离子数目增多,因此熵值增大。‎ 答案 (1)减小 ‎(2)无明显变化 ‎(3)增大 ‎(4)减小 ‎(5)增大 ‎9.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)　ΔH=Q kJ·mol-1进行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　　　　(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,该反应是熵增大的反应。ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,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 能力提升 ‎10.下列说法正确的是(　　)‎ A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0‎ B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0‎ C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0‎ D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0‎ 解析 A项,该反应能自发进行,则ΔH-TΔS<0,即ΔH0、ΔS<0,则ΔH<0,B项正确;C项,该反应室温下不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,C项不正确;D项,该反应不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,D项不正确。‎ 答案 B ‎11.下列内容与结论相对应的是(　　)‎ 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l)‎ ΔS>0‎ B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0‎ C 一个反应的ΔH>0,ΔS>0‎ 反应一定不自发进行 D H2(g)+F2(g)2HF(g)‎ ΔH=-271 kJ·mol-1‎ ΔS=+8 J·mol-1·K-1‎ 反应在任意外界条 件下均可自发进行 解析 物质由气态变为液态,ΔS<0,A错误;NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程,正是因为ΔS>0,使过程可自发进行,B正确;ΔH>0,ΔS>0时,反应在高温下能自发进行,C错误;因反应的ΔH、ΔS均是在标准状况下测定的,故反应能否自发进行与外界条件有关,D错误。‎ 答案 B ‎12.已知一个可逆反应,若正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之亦然。‎ ‎(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS　　　　0(填“>”“<”或“=”,下同);当体系温度高于980 K时,估计ΔH-TΔS　　　　0。 ‎ ‎(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol-1,ΔS(298.15 K)=-75.8 J·mol-1·K-1,设ΔH和ΔS不随温度而变化,则此反应自发进行的温度为　　　　。 ‎ 解析 (1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应,ΔH>0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,ΔH<0,且该反应ΔS<0,则当T<980 K时,ΔH-TΔS<0,T>980 K时,ΔH-TΔS>0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,须有ΔH-TΔS<0,即-94.0 kJ·mol-1-T×[-75.8 J·mol-1·K-1×10-3 kJ·J-1]<0,则T<≈1.24×103 K。‎ 答案 (1)<　>‎ ‎(2)小于1 240 K