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 9页

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