2020-2021学年高二化学重难点训练：化学反应进行的方向

2020-2021学年高二化学重难点训练：化学反应进行的方向

2020-2021 学年高二化学重难点训练：化学反应进行的方向 一、选择题（每小题只有一个正确选项，共 10*6 分） 1．下列有关说法不正确的是（ ） A．Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应 C．通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行 D．反应 NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH <0 【答案】C 【解析】A、根据△G＝△H－T·△S 可知，当反应是熵增放热的反应时，一定满足△H-T△S＜0，反应一定 是自发进行的，选项 A 正确；B、吸热反应可以自发进行，△H＞0，若满足△H-T△S＜0，必须是熵增的反 应，选项 B 正确；C、根据△G＝△H－T·△S 可知，当反应是熵增放热的反应时，一定满足△H-T△S＜0， 反应一定不可能为非自发进行，选项 C 不正确；D、反应 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)为熵减的反应，若在室温 下可自发进行，根据△G＝△H－T·△S，必须△H－T·△S＜0，而△S＜0，则一定得△H＜0，才有可能△G ＜0，选项 D 正确。答案选 C。 2．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( ) A．化学反应的焓变与其反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D．焓变为负值的反应都能自发进行 【答案】C 【解析】焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应 的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故 A、B 项错误；焓变只表达化学反应是吸热还 是放热，不能用来独立判断反应的自发性，D 项错误；ΔH>0，说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行， C 项正确。答案选 C。 3．下列说法中错误．．的是 A．凡是放热反应而且熵增加的反应，就更易自发进行 B．对于同一物质在不同状态时的熵值是：气态>液态>固态 C．平衡常数 K 值越大，则可逆反应进行越完全，反应物的转化率越大 D．凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞 【答案】D 【解析】A．属于放热和熵增加的反应，即△H＜0，△S＞0，根据△H-T△S＜0 可知，反应易自发进行，故 A 正确；B、同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大，熵值增大，故 B 正确；C．平衡常数是利用生 成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，所以 K 值越大，说明这个反应正向进行的程度 越大，反应物的转化率越大，故 C 正确；D．活化分子发生有效碰撞需要满足合适的取向，因此能量达到活 化能的分子发生的碰撞不一定为有效碰撞，故 D 错误；故选 D。 4．考察下述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 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．有一定的进行限度，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 【答案】C 【解析】A．由图示可得，这些自然界中的自发变化，都是由高到低自发进行的，都有一定的方向性，故 A 正确；B．由图示可得，这些自然界中的自发变化，都会对外作功，随着自发过程的进行，高低差逐渐减小， 做功的本领逐渐降低，故 B 正确；C．由图示可得，这些自然界中的自发变化，随着自发过程的进行，自发 反应总是单向地趋向于平衡状态，如气压相等时，就不能再起风，但空气仍在运动，故 C 错误；D．由图示 可得，这些自然界中的自发变化，都是由高到低自发进行的，都存在一定的数据差，当这些数据差为 0 时， 就达到了平衡状态，故 D 正确；故选 C。 5．已知(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol，下列说法中正确的是（ ） A．该反应中熵变小于 0，焓变大于 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都能自发进行 D．判断反应能否自发进行需要根据△H 与△S 综合考虑 【答案】D 【解析】A．由于整个反应中只有 NH3 呈气态，所以该反应熵变大于 0，A 不正确；B．该反应是吸热反应， 熵增大，所以在高温下能自发进行，B 不正确；C．碳酸盐分解反应中熵增加，但分解吸热，所以低温下碳 酸盐分解难以自发进行，C 不正确；D．判断反应能否自发进行时，应综合考虑△H 与△S，D 正确；故选 D。 6．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 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A 项，H2O（g）变为 H2O（l），混乱度减小，ΔS  0，错误；B 项，硝酸铵溶于水吸热，硝酸铵溶于 水可自发进行，说明ΔS  0，正确；C 项，一个反应的△H>0，△S>0，该反应在高温下ΔG（ΔG=ΔH-TΔS） 可小于 0，高温下该反应可自发进行，错误；D 项，虽然该反应的ΔG 小于 0，但ΔH、ΔS 是在常温常压下 测定的，ΔG 0 只能适用于一定温度、一定压强下判断反应的自发性，反应能否自发与外界条件有关，错 误；答案选 B。 7．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。把白锡制成的器皿放在 0℃ (T ＝273K)和 1.01×105Pa 的室内保存，它能否变成灰锡(已知：该条件下白锡转化为灰锡的焓变和熵变分别是 △H＝－2181 J·mol－1，△S＝－6.61J·mol－1·K－1；当△H－T△S<0 时反应能自发进行) A．能 B．不能 C．不能确定 D．升温后能 【答案】A 【解析】当△H－T△S<0 时反应能自发进行，T＝273K 时，  11 1273K2181 J mol6.61J mo 0lKH T S     － － －－ － ，所 以该条件下白锡能转化为灰锡，故选 A； 8．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，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋ 2CO2(g)，在 298 K、100 kPa 下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的 是( ) A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂 C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率 D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 【答案】B 【解析】A.该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A 正确；B.常温下，   329113 810 15 04HTS  － － ，故该反应常温下可自发进行，B 错误；C. 该反应常温下 可自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率，故 C 正确；D. CO 和 NO 均会与血红蛋白结合而使人中 毒，D 正确；答案选 B。 9．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．高温下自发进行 B．任何温度都不自发进行 C．低温下自发进行 D．任何温度都能自发进行 【答案】C 【解析】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的 反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，当△H -T△S＜0 时，反应能自发进行，T 较小时，才能保证 △H -T△S＜0，即该反应在低温下自发进行。答案选 C。 10．下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发的是 A．Fe2O3（s）+ 3 2 C（s） 2Fe（s）+ CO2（g） B．N2O4（g） 2NO2（g） C．Ag2O（s）  2Ag（s）+ 1 2 O2（g） D．6C（s）+6H2O（1） C6H12O6（s） 【答案】D 【解析】A．Fe2O3（s）+ 3 2 C（s） 2Fe（s）+ CO2（g）反应的△H＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜ 0，反应在高温下能自发进行，故 A 不符合；B．N2O4（g） 2NO2（g）反应的△H＞0、△S＞0，高温下 △H-T△S＜0，反应在高温下能自发进行，故 B 不符合；C．Ag2O（s） 2Ag（s）+ O2（g）反应的△H ＞0、△S＞0，高温下△H-T△S＜0，反应在高温下能自发进行，故 C 不符合；D．6C（s）+6H2O（1） C6H12O6（s）反应的△H＞0、△S＜0，△H-T△S＞0，反应一定不能自发进行，故 D 符合； 选 D。 二、主观题（共 3 小题，共 40 分） 11．（ 16 分）回答下列问题： (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：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该 反应的ΔH________(填“>”“ <”或“＝”)0，ΔS________(填“>”“ <”或“＝”)0，在低温下，该反应 ________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转变成 CO2 和 N2，化学方程式为 2NO＋2CO 2CO2＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的Δ H________(填“>”“ <”或“＝”)0。 (3)已知在 100 kPa、298 K 时石灰石分解反应 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则： ①该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。 (4)已知 CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g),ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的 反应条件是________。 (5)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 【答案】（每空 2 分）(1)> > 不能 (2)< (3)不能 能 (4)高温 (5)> 【解析】(1)由于 CO 燃烧生成 CO2 为放热反应，则二氧化碳分解生成 CO 和氧气为吸热反应，ΔH>0，根据反 应式可知，化学反应后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔG=ΔH-ΔS∙T>0，反应不能自发进行； (2)根据ΔG=ΔH-ΔS∙T，ΔG<0 时自发进行，通过反应式可知ΔS<0，常温下能够自发进行，则ΔH<0； (3) ①根据ΔG=ΔH-ΔS∙T，ΔG<0 时自发进行，已知ΔH>0，ΔS>0，则常温下不能自发进行； ②T=ΔH/ΔS，则升高温度可自发进行，温度能成为反应方向的因素； (4) 根据ΔG=ΔH-ΔS∙T，已知该反应ΔS>0，ΔH>0，则高温时自发进行； (5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG<0，ΔH>0，则ΔS>0。 12．（ 10 分）正误判断(正确的写“对”，错误的写“错”) （1）         22 2 COH COHO ccK cc   ，温度升高，K 增大，则 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H>0 。（ ______） （2）放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定 条件下也可自发进行。（ _______） （3）一定温度下，反应 MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的△H<0、△S>0。（ _______） （4）2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的△H>0。（ ________） （5）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0。（ ___________） 【答案】（每空 2 分）（1）错 （2）对 （3）对 （4） 错 （5） 错 【解析】（1）根据化学平衡常数的表达式，该反应为 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，温度升高，K 增大， 说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即△H>0，故（1）错误； （2）过程的自发性只能用于判断过程的的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率，故（2） 正确； （3）该反应为分解反应，△H>0，有气体的生成，属于熵增，即△S>0，故（3）正确； （4）根据反应方程式，该反应为熵减，即△S<0，根据复合判据，能自发进行，△G<0，推出△H<0，故（4） 错误； （5）根据△G=△H－T△S，根据反应方程式，该反应为熵减，△S<0，常温下不能自发进行，△G>0，推出， 故（5）错误。 13.（14 分）有 A、B、C、D 四个反应： 反应 A B C D ΔH/(kJ·mol-1) 10．5 1．80 -126 -11．7 ΔS/(J·mol-1·K-1) 30．0 -113．0 84．0 -105．0 （1）在任何温度下都能自发进行的反应是 ； （2）任何温度下都不能自发进行的反应是 ； （3）另两个反应中，在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ；在温度低于 ℃ 时可自发进行的反应是 。 【答案】（除标注外，每空 2 分）（1）C （2）B （3）77（3 分） A -161．6（3 分） D 【解析】放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行。放 热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据ΔH-TΔS=0 计算出来。