人教版高中化学选修4练习：第二章第四节化学反应进行的方向含答案

人教版高中化学选修4练习：第二章第四节化学反应进行的方向含答案

第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向 ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 B．自发反应熵一定增大，非自发反应熵一定减小或不变 C．自发反应在适当条件下才能实现 D．自发反应在任何条件下都能实现 解析：放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；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，反应是否能实现还要看具体的条件。‎ 答案：C ‎2．下列关于化学反应焓变的叙述中，正确的是(　　)‎ A．化学反应的焓变与反应的方向性无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．焓变为正的反应都是吸热反应 D．焓变为正的反应都能自发进行 解析：反应能否自发进行(方向性)是由ΔH－TΔS决定的，与ΔH、ΔS和T都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量，不能用来独立判断反应的自发性。‎ 答案：C ‎3．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)是熵增的反应 解析：熵指的是混乱程度，越混乱其熵值越大，故B正确；对于同一物质，由固→液→气三态熵值逐渐增大，故A正确；自发过程是熵增的过程，故C错误；对于D选项中的反应，由于反应后分子数增多，故熵值逐渐增大。‎ 答案：C ‎4．某化学反应其ΔH＝－122 kJ· mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自发性描述中正确的是(　　)‎ A．在任何温度下都能自发进行 B．仅在低温下自发进行 C．仅在高温下自发进行 D．在任何温度下都不能自发进行 解析：因ΔH<0，ΔS<0，由ΔG＝ΔH－TΔS<0判断，只有低温时反应才能自发进行。‎ 答案：B ‎5．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。‎ ‎(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS________0，________自发进行。‎ ‎(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。‎ ‎(3)－‎10 ℃‎的水结冰，ΔS________0，________自发进行。‎ 解析：(1)反应为ΔS>0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS>0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程ΔS<0，但却能自发进行。‎ 答案：(1)>　能　(2)>　不能　(3)<　能 ‎ (时间：40分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．以下自发反应可用焓判据来解释的是(　　)‎ A．硝酸铵自发溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)‎ ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1‎ C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)‎ ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1‎ D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)‎ ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 解析：焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A、B、C三个自发过程均为吸热过程，显然不能单用焓判据来解释。只有D项可以用焓判据解释。‎ 答案：D ‎2．下列对熵变的判断中不正确的是(　　)‎ A．少量的食盐溶解于水中：ΔS>0‎ B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0‎ C．气态水变成液态水：ΔS>0‎ D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0‎ 解析：食盐溶于水是典型的熵增加过程；‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。‎ 答案：C ‎3．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是(　　)‎ A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)‎ B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)‎ C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)‎ D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ 解析：A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。‎ 答案：B ‎4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)‎ ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该反应中熵变、焓变皆大于0‎ B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 解析：该反应ΔH>0，ΔS>0，高温下能自发进行；ΔS>0的反应不一定能自发进行；反应放热有利于反应自发进行，但能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。‎ 答案：A ‎5．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)，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：‎ 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：根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。‎ 答案：C ‎6．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：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。‎ 答案：C 二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)‎ ‎7．(13分)在化学反应A(g)＋B(g)‎2C(g)＋D(g)‎ ΔH＝Q kJ·mol－1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：据图象可知，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；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 ‎8．(24分)根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性，填表。‎ 变化 ΔH ΔS 方向性 H2O(l)→H2O(g)‎ CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)‎ ‎2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)‎ NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)‎ 解析：先判断ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS 的“＋”“－”，最后根据常温(298 K)判断ΔH－TΔS的“＋”“－”。‎ 答案：‎ 变化 ΔH ΔS 方向性 H2O(l)→H2O(g)‎ ΔH＞0‎ ΔS＞0‎ 不能自发 CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)‎ ΔH＜0‎ ΔS＜0‎ 自发 ‎2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)‎ ΔH＜0‎ ΔS＞0‎ 自发 NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)‎ ΔH＞0‎ ΔS＞0‎ 不能自发 ‎9.(15分)已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1　ΔS＝160.4 J·mol－1·K－1，则：‎ ‎(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行；‎ ‎(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素；‎ ‎(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。‎ 解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1＝130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。‎ 答案：(1)不能　(2)能　(3)1 111.6 K