人教版选修4化学反应进行的方向 作业

1、第4节 化学反应进行的方向 质量检测试题（满分：100分，考试时间：40分钟）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。1.下列过程属非自发的是()A.水由高处向低处流 B.室温下水结成冰C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.煤气的燃烧【解析】选B。自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的。2下列过程属于能量趋于降低过程的是()A熟透的苹果落到地面上B一瓶N2和一瓶H2混合后，形成均匀的混合物C石灰石分解的过程D水向高处流【解析】选A。熟透的苹果落到地上，势能变小；N2和H2混合，能量不变；石灰石分解过程中

2、吸热，能量升高；水向高处流，势能变大。3下列说法错误的是()ANH4NO3溶于水是自发过程B同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程【解析】选C。425、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ/mol自发进行的原因是该反应()A是吸热反应B是放热反应C是熵减反应 D熵增效应大于能量效应【解析】选D。该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行。但该反应是一个熵增的反应，该反应

3、可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。5.下列反应为吸热反应且能自发进行的是()A.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)B.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)D.2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)【解析】选B。吸热反应且能自发进行，必定是熵增反应，A、C反应物有气体，生成物为固体和液体，明显熵减，D为放热反应，应选B。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，

4、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】选C。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。7下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJ·mol1BAg(s)

5、Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJ·mol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJ·mol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJ·mol1【解析】选D。反应自发进行的前提条件是反应的HTS<0，温度的变化可能使HTS的符号发生变化。对于A项，H>0，S<0，在任何温度下，HTS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，H<0，S<0，在较低温度下，HTS<0，即反应温度不能过高；对于C项，H>0，S>0，要使反应自发进行，即HTS<0，必须提高温度，即反应只有在较

6、高温度时能自发进行；对于D项，H<0，S>0，在任何温度下，HTS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。8羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1，反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7molDCO的平衡转化率为80%【解析】选C。A选项：升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反

7、应是放热反应，A错误；B选项：通入CO后，正反应速率瞬间增大，随后又逐渐减小，B错误；C选项：根据CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1起始物质的量(mol) 10 n 0 0变化物质的量(mol) 2 2 22平衡物质的量(mol) 8 n2 2 2设该容器的体积为V，根据K0.1，列关系式得 (2÷V )×(2÷V)÷(8÷V )×(n2)÷V0.1，解得n7，C正确；D选项：根据上述数据CO的平衡转化率为2÷10×100%20%，D错误。9下列说法不正确的是()A焓变是一个与反应能否自

8、发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应B在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C一个反应能否自发进行取决于反应放热还是吸热D一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关【解析】选C。本题考查焓变与熵变对反应方向的共同影响。焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。焓减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A选项正确；熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下，不同物质的熵值不同，B选项正确；实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=

9、CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.70kJ/mol，C选项错误；焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D选项正确。10.在如图所示图1中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的气体。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(见图2)。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法中不正确的是()A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C.此过程从有序到无序，混乱度增大D.此过程是自发可逆的【解析】选D。由题意知H=0、S>

10、0，由H-TS知该过程的逆过程不能自发进行，所以D错。二、填空题：本题包括4小题，共50分。11（12分）已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.3 kJ/molS160.4 J/(mol·K)，则：(1)该反应_(填“能”、“不能”)自发进行；(2)据本题反应数据分析，温度_(填“能”、“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)HTS178.3 kJ/mol298.15 K×160.4×103 kJ/(mol·K)130.

11、5 kJ/mol>0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应H>0、S>0，所以根据HTS可知在温度较高的时候，可能小于0。(3)根据HTS<0时，反应可自发进行，则有：T>H/S1111.6 K。答案：(1)不能(2)能(3)1111.6 K12.(12分)(1)化学反应：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) H(298 K)=+178.2 kJ·mol-1S(298 K)=169.6 J·mol-1·K-1，常温下该反应_(填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于_K。(2)化学反应：2NO

12、(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，在298 K、101 kPa下 H=-113.0 kJ·mol-1，S=-145.3 J·mol-1·K-1，反应在该条件下_(填“能”或“不能”)自发进行。【解析】(1)298 K时，H-TS=178.2 kJ·mol-1-298 K×169.6×10-3kJ·mol-1·K-1128 kJ·mol-1>0，故常温下该反应不能自发进行。当H-TS<0时，T> 1 051 K，该反应才能自发进行。(2)298 K时，H-TS=-113.0

13、kJ·mol-1-298 K×(-145.3×10-3kJ·mol-1·K-1)-69.7 kJ·mol-1<0，因此该条件下反应能自发进行。答案：(1)不能 1 051 (2)能13（8分）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“大于”、“小于”或“等于”，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

14、(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJ·mol1S(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是_。【解析】(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H0，则2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H0，且该反应S0，则当T980 K时，HTS<0，T980 K时，HTS0。(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/(mol·K)×103 kJ/J<

15、0则T<1.24×103 K。答案(1)小于大于(2)小于1 240 K14（18分）在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。 回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_mol·L1·s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L1·s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。T_1

16、00 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2 _ (3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。【解析】(1)根据题目提供的信息：随温度升高，混合气体的颜色变深(NO2浓度增大)，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正方向移动，则说明正反应是吸热反应，H>0。根据图象可知，060 s时间段内，NO2的物质的量浓度变化量是0.120 mol·L1，所以v(NO2)0.0020 mol·L1·s1，根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(N2

17、O4)v(NO2)0.0010 mol·L1·s1；由图象可知，100 达到平衡时，c(NO2) 0.120 mol·L1，c(N2O4) 0.040 mol·L1，所以化学平衡常数K10.36 mol·L1。(2)改变反应温度为T，以c(N2O4)以0.0020 mol·L1·s1的平均速率降低，说明c(N2O4)减低，平衡向着正方向移动，又因为该反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变H>0，说明反应温度升高；因为c(N2O4)以0.0020 mol·L1·s1，反应经过的时间是10 s，所以c(

18、N2O4)0.0020 mol·L1·s1×10 s0.020 mol·L1，则c(NO2)0.020 mol·L1×2 0.040 mol·L1，所以平衡时c(N2O4)0.040 mol·L10.020 mol·L10.020 mol·L1，c(NO2)0.120 mol·L10.040 mol·L10.16 mol·L1，则K21.3 mol·L1。(3)温度为T时，达到平衡时，将反应容器的体积减小一半，此过程相当于增大压强的过程。当其他条件不变时，增大压强，平衡会向着气体物质的量减小的方向移动，对于此反应来说N2O4(g)2NO2(g)，当其他条件不变时，增大压