人教版高中化学选择性必修第一册第2章化学反应速率与化学平衡第3节化学反应的方向作业含解析

1、第3节 化学反应的方向A级·基础达标练一、选择题1下列说法不正确的是(C)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。2下列变化中，熵增加的是(A)AH2O(l)分解成H2(g)和O2(g)B一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮CNaCl溶液中滴加少量AgNO3溶液DNH3(g)与HCl(g)反应

2、生成NH4Cl(s)解析：H2O(l)分解为H2(g)和O2(g)，生成气体，熵增加，A项正确；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮气体混乱度减小，熵减小，B项错误；NaCl溶液中加AgNO3溶液，生成AgCl沉淀，离子减少，熵减小，C项错误；NH3(g)与HCl(g)生成固体NH4Cl，熵减小，D项错误。3下列反应常温时能自发进行，并既能用焓判据又能用熵判据解释的是(B)AH2SO42NH3=(NH4)2SO4B2Na2O22H2O=4NaOHO2C2KClO3=2KCl3O2DBa(OH)2·8H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O解析：A项的反应H0，S0，属焓判据解释，A

3、项错；B项中H0，S0，既用焓又用熵判据解释，B项正确；C中反应H0，S0，属熵判据解释，C项错误；D项中反应，H0，S0，属熵判据解释，D项错误。4下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是(B)A1 mol H2O在不同状态时的熵值，SH2O(l)<SH2O(g)B放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行C2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H>0能否自发进行与温度有关D常温下，反应3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)不能自发进行，则该反应的H>052020年，全球暴发新型冠状病毒肺炎疫情。消毒剂成为市场短缺商品，双氧水是一种重要的消毒

4、剂。利用H2可制备H2O2：H2(g)O2(g)=H2O2(l)H。该反应分为如下两步进行反应：H2(g)X(l)=Y(l)H1反应：H2已知：X、Y为有机物，反应I和反应都能自发进行。下列有关推断错误的是(C)A反应为O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2B有机物X是催化剂C总反应中正反应活化能E1大于逆反应活化能EDH1、H2均小于0解析：由反应反应得总反应，所以反应为O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2，A正确；根据反应可知，有机物X是催化剂，Y为中间产物，故B正确；反应、反应S<0，由HTS<0的反应可自发进行，则H1、H2均小于0，又反应反应得总反应，所

5、以总反应H<0，则总反应中的正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误，D正确。6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H2 180.9 J·mol1，S6.61 J·mol1·K1)(A)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HTS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为

6、求算反应白锡灰锡的HTS值的问题。HTS2 180.9 J·mol1273 K×(6.61 J·mol1·K1)376.37 J·mol1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。二、非选择题7(1)工业上合成甲醇的反应原理为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H，如表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。温度250 300 350 K2.0410.2700.012根据表中数据可判断H_<_0(填“>”“”或“<”)，此反应_较低_(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。(2)甲醇水蒸气重整制氢是用于

7、驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源，当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量，以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下：反应.CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)H1反应.CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H2反应.CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，其中K2、K3随温度变化如表所示：125 225 325 K20.553 5185.89 939.5K31 577137.528.14请回答：反应能够自发进行的条件是_高温_(填“低温”“高温”或“任何温度”)，H1_>_H3(填“>

8、”“<”或“”)。解析：(1)由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即H<0，根据反应自发进行的判据：HTS<0。得到此反应较低温度下有利于该反应自发进行。(2)当温度增大时，反应的化学平衡常数K2也增大，说明温度升高有利于反应正向进行，则反应为吸热反应，其焓变H2>0，反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体系混乱度增大，则反应的S2>0，所以反应自发进行的条件是高温，反应可由反应I反应得到，根据盖斯定律，H2H1H3，由于H2>0，所以H1>H3。8已知在100 kPa、298.15 K时

9、石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.3 kJ·mol1S160.4 J·mol1·K1，则：(1)该反应_不能_(填“能”或“不能”)自发进行；(2)据本题反应数据分析，温度_能_(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_1_112_K_；(4)反应CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在高温下自发向右进行，若反应|H|17 kJ·mol1，|HTS|17 kJ·mol1，则下列判断正确的是(A)AH>0HTS<0BH&

10、lt;0HTS>0CH>0HTS>0DH<0HTS0解析：(1)该反应的GHT·S178.3 kJ·mol1298.15 K×0.160 4 kJ·mol1130.5 kJ·mol1，G>0，所以不能自发进行。(2)该反应的GHT·S178.3 kJ·mol1298.15 K×0.160 4 kJ·mol1130.5 kJ·mol1。G>0，所以在100 kPa、298.15 K时，石灰石分解反应为非自发反应，但在高温的条件下能自发进行。(3)要想反应能自发进

11、行则需GHT·S<0,178.3 kJ·moI1T×160.4×103kJ·mol10，解得：T1 112 K。(4)该反应在一定温度下能够自发向右进行，这说明HTS一定是小于0，根据方程式可知该反应的S>0，所以如果H<0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在高温下能够自发向右进行，因此该反应的反应热H>0。B级·能力提升练一、不定项选择题(每小题1个或2个选项符合题意)1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)

12、。关于此过程的下列说法不正确的是(AC)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S>0，B项、D项正确；该变化过程自发进行，且没有能量变化，即H0，C项错误；气体的扩散为自发过程，其逆过程不能自发进行，A项错误。2下列说法中正确的是(C)A凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变C熵增加且放热的反应一定是自发反应D非自发反应在任何条件下都不能实现解析：反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反

13、应不都是自发的，吸热反应也不都是非自发的；自发反应不一定熵增大，非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。3二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(AB)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的反应为放热反应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S<0解析：CaO与CO2的反应为放热反应，B项正确；生成Ca

14、CO3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S>0，D项错误。二、非选择题4在化学反应A(g)B(g)2C(g)D(g)HQ kJ·mol1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S_>_0(填“>”“<”或“”)。(3)该反应_能_自发进行(填“能”或“不能”)。(4)升高温度，平衡常数_减小_(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向_逆反应_方向移动。解析：据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。据

15、反应特点可知，该反应是熵增大的反应。H<0，S>0，则HTS<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。5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)，T980 K时HTS0。当体系温度低于980 K时，估计HTS_<_0(填“>”“<”或“”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计HTS_>_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)H(298.15 K)94.0 kJ·mol

16、1，S(298.15 K)75.8 J·mol1·K1，设H和S不随温度而变化，则此反应自发进行的温度为_小于1 240 K_。解析：(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H>0，则2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H<0，且该反应S<0，则当T<980 K时，HTS<0；T>980 K时，HTS>0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有HTS<0，即94.0 kJ·mol1T×75.8 J·mol1·K1×103kJ·J1<0

17、，则T<1.24×103 K。6(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)SO2(g)=CaSO3(s)H402.0 kJ·mol1，HTS345.7 kJ·mol1。若此反应中H和S不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度低于_2 127 K_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ·mol1，S118.8 J·mol1·K1。则水的沸点是_370.4 K_。(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的H1.895 kJ·mol1，HTS2.866 kJ·mol1

18、，又已知石墨的熵S石5.694 J·mol1·K1，则金刚石的熵S金_2.436 J·mol1·K1_(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是_金刚石_。解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的H402.0 kJ·mol1，HTS345.7 kJ·mol1，则有S(402.0 kJ·mol1345.7 kJ·mol1)÷298 K0.189 kJ·mol1·K1。要使反应能自发进行，需使HTS<0，即402.0 kJ&#

19、183;mol1T×(0.189 kJ·mol1·K1)<0，得T<2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度低于2 127K。(2)在水沸腾时，HTS0，则TH÷S44.0×103 J·mol1÷118.8 J·mol1·K1370.4 K。(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s，石墨)=C(s，金刚石)，HTSHT(S金S石)2.866 kJ·mol1，即1.895 kJ·mol1298 K×(S金5.694×103kJ·mol1·K1)2.866 kJ·mol1，解得S金2.436×103kJ·mol1·K12.436 J·mol1·K1。熵用来度量混乱度的程度，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金<S石，则金刚石比石墨更有序。7对于一个化学反应，判断其自发进行的方向问题是研究此反应的