高中化学选修4人教版同步练习及测试题：第二章 第四节化学反应进行的方向（人教版） 5页

2011-2012 学年高二化学选修 4（人教版）同步练习第二章 第四节化学反应进行的方向 一. 教学内容： 化学反应进行的方向 二. 重点、难点： 1. 能利用焓变和熵变说明反应进行的方向 2. 熵判据既是本节的重点，也是难点 三. 具体内容： （一）自发过程和自发反应 1. 自发过程 2. 自发反应 3. 举例 （二）反应熵变与反应方向 1. 熵 2. 熵变 3. 反应的自发过程与熵变 （三）焓变与熵变对反应方向的共同影响 1. 焓和熵的关系 2. 焓变和熵变的影响 3. 化学反应方向的判据 4. 对反应方向判据的讨论 【典型例题】 [例 1] 试判断用于汽车净化的一个反应 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）在 298K、100kPa 下能 否自发进行？ 已知：在 298K、100kPa 下该反应的△H＝－113.0kJ·mol-1， △S＝－145.3 J·mol-1·K－1 答案：可以自发进行。 解析：考察利用公式计算判断自发反应过程。 [例 2] 已知在 298.15K、100kPa 下石灰石分解反应： CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） △H＝+178.3kJ·mol-1 △S＝+160.4J·mol-1 ·K－1，试判断反应的 自发性及自发进行的最低温度。 答案：非自发反应；1112K。 解析：考察基本公式的转化应用。 [例 3] 碳铵「（NH 4）2CO3」在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ） A. 碳铵分解是因为生成易挥发的气体，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，根据能量判断不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解 答案：A 解析：考察反应方向的基本判断。 [例 4] 下列过程属于熵增加的是（ ） A. 一定条件下，水由气态变成液态 B. 高温高压条件下使石墨转变成金刚石 C. 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） D. 散落的火柴的无序排列 答案：CD 解析：有关熵的判断。 [例 5] 下列反应是自发进行的吸热反应的是（ ） A. NaOH+HCl=NaCl+H2O B.（NH4）2CO3（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g） C. 2CO+O2 2CO2 D. C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） 答案：BD 解析：判断自发反应、吸放热、和熵变的关系。 [例 6] 合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率增加，可采取的方法是（ ） A. 补充 N2 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 分离出 NH3 答案：AC 解析：考查反应速率和平衡移动的相关知识。 [例 7] 下列反应中，在高温下不能自发进行的是（ ） A. CO（g）=C（s）+1/2O2（g） B. 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） C. （NH4）2CO3（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g） D. MgCO3（s）=MgO（s）+CO2（g） 答案：A 解析：判断不同反应自发的条件。 [例 8] 已知反应：A（s）=D（g）+E（g），（△H-T△S）=（-4500+11T）J·mol-1，要防止反应发生，温度 必须_______。 答案：>409K 解析：利用已有公式计算温度范围。 【模拟试题】（答题时间：25 分钟） 1. 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. 自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C. 自发反应在恰当条件下才能实现 D. 自发反应在任何条件下都能实现 2. 下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（ ） A. △H＞0，△S＜0 B. △H＜0，△S＞0 C. △H＞0，△S＞0 D. △H＜0，△S＜0 3. 下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是（ ） A. △H＞0，△S＞0 B. △H＜0，△S＜0 C. △H＞0，△S＜0 D. △H＜0，△S＞0 4. 过程的自发性的作用是（ ） A. 判断过程的方向 B. 确定过程是否一定会发生 C. 判断过程发生的速率 D. 判断过程的热效应 5. 25℃时，KNO3 在水中的饱和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 变成盐溶液过程的△H-T△S 的取值为（ ） A. ＜0 B. =0 C. ＞0 D. 不能确定 6. 实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是（ ） A. 所有的放热反应都是自发进行的 B. 所有的自发反应都是放热的 C. 焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D. 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 7. 碳酸铵在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是（ ） A. 碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B. 碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C. 碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解 8. 摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序。 （1）相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。 （2）气态苯、液态苯、固态苯。 9. 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℃， 100kPa 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℃、100kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为△H=-2180.9J·mol-1，△S=-6.61 J·mol-1 ·K-1 10. 下列说法不正确的是（ ） A. 铁生锈、氢燃烧均为自发放热过程 B. 冰融化过程的熵值增加 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 11. 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+H2O+CO2↑ C. C（s）+O2（g）=CO2（g） D. 2HgO（s）=2Hg（l）+O2（g） 12. 纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则△H_____0，△S_____0。（填＞，＜，=） 【试题答案】 1. C 2. C 3. D 4. A 5. A 6. C 7. A 8. （1）S（气态甲醇）＜S（气态乙醇）＜S（气态丙醇） （2）S（固态苯）＜S（液态苯）＜S（气态苯） 9. 会 10. C 11. BD 12. ＞；＞ 【试题解析】 1. 放热反应常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应，自发反应的熵不一定增大，可能减少， 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条件。 2. 因为冰熔化需要吸热，所以△H 为负值；冰熔化成水，分子活动能力增强，混乱度增大，故△S＞0。 3. 根据自发反应的判断方法为△H-T△S，如果＜0，则自发进行，所以 D 一定＜0，C 一定＞0，一定不 能自发进行，AB 需要根据△H 和△S 的大小判断。 5. 因为 1mol 固体 KNO3 置于 1L 水中，没有达到饱和溶液，是自发进行的过程，所以△H-T△S 为负值 时才是自发过程。 6. 其他选项说法太绝对。 7. 碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气的生成而使熵增大，有的碳酸盐稳定，不能自发分解。 8. 一般来讲，组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度就越大，熵值就越大； 对于同一种物质，S（s） ＜S（l） ＜S（g）。 9. 根据反应自发性判断的公式△H-T△S 计算，得到＜0，所以自发进行，注意温度换算成单位为 K。 10. 理想气体的扩散是自发过程，但无热效应。 11. 反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加，熵增加。A 中气体体积减少，熵减少；BD 都是气体增多；C 是气体不变。 12. 因为等温，所以不是放热，而变成气体能量增高，需要吸热，所以△H＞0，因为变成气体，混乱度 增大，熵增大。