高中化学苏教版化学反应原理化学反应与化学平衡专题综合 学业分层测评8

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于自发过程的说法中正确的是()【导学号：92410112】A．自发过程的逆过程在此条件下是非自发的B．自发变化一定能进行，非自发变化一定不能进行C．自发反应一定能进行彻底D．可以通过改变温度或加催化剂的办法使非自发反应转变为自发反应【解析】反应是否实际进行还要受速率影响，B项错误。自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态，C项错误。温度可以使ΔH和ΔS正负相同的不自发反应转变为自发反应，但催化剂不能，D项错误。【答案】A2．下列过程是自发进行的吸热反应的是()A．NaOH与HCl反应B．CO与O2点燃C．消石灰与氯化铵晶体的反应D．SO3与H2O反应【解析】以上四个反应都可自发进行，但A、B、D三项中的反应都为放热反应，只有C项是吸热反应。【答案】C3．下列说法不正确的是()【导学号：92410113】A．铁生锈和氢燃烧均为自发放热过程B．冰融化的过程中，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【解析】自发过程是在一定条件下不需要外力就能进行的过程。铁生锈和氢燃烧均为混乱度减小、有序性增加、稳定性增强、放出热量的自发反应，A项正确；冰融化即有序性减小，混乱度增加，即熵值增加，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，混乱度最小，熵值最小，D项正确。【答案】C4．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【解析】大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率，所以A正确，B、C错误；放热反应常常是自发进行的，但有些吸热反应也能自发进行，D错误。【答案】A5．实验证明，多数自发进行的反应都是放热反应，对此说法理解正确的是()【导学号：92410114】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个重要因素D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据【解析】焓变和熵变都是影响反应是否具有自发性的重要因素，故C正确，D错误。不是所有的放热反应都能自发进行，且能自发进行的反应不都是放热反应，有些吸热反应也可以自发进行，需要利用综合判据来判断反应方向，故A、B错误。【答案】C6．能用焓判据判断下列过程方向的是()A．湿的衣服经过晾晒变干B．硝酸铵溶于水C．100℃D．25℃、101kPa时2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋【解析】湿衣服经过晾晒变干和硝酸铵溶于水都是自发过程，该过程虽然吸收热量，但熵值增大，熵增效应超过了能量效应；100℃时水蒸气凝结成水是自发过程，因为该过程释放了能量，使体系能量降低，符合题意；D项中反应是吸热反应，同时又是熵增反应，熵增效应超过了能量效应，不能只根据焓变来判断反应进行的方向。【答案】C7．已知反应2CO(g)=2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是()【导学号：92410115】A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行D．任何温度下都不能自发进行【解析】ΔH－TΔS>0时，反应不能自发进行，因ΔH>0，ΔS<0，所以2CO(g)=2C(s)＋O2(g)在任何温度下都不能自发进行。【答案】D8．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℃(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ΔH＝－2J/mol，ΔS＝－J/(mol·K)，当ΔH－TΔSA．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℃、100kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH－TΔS＝－2J/mol－273K×[－J/(mol·K)]＝－J/mol<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。【答案】A9．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下，下列反应不可能自发进行的是()【导学号：92410116】A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0【解析】A项反应是一个ΔH<0，ΔS>0的反应，一定能自发进行。B项反应是一个ΔH>0，ΔS<0的反应，一定不能自发进行。C项反应是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，低温下能自发进行。D项是一个ΔH>0，ΔS>0的反应，高温下能自发进行。【答案】B10．判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。(1)2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up17(点燃))2H2O(l)________。(2)H2(g)＋Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(点燃))2HCl(g)________。(3)(NH4)2CNH4HCO3(s)＋NH3(4)Cu(s)＋Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(点燃))CuCl2(s)________。(5)将少量KNO3晶体溶解在水中________。【解析】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)减小，(2)无明显变化，(3)增加，(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3=K＋＋NOeq\o\al(－,3)，自由移动离子数目增多，因此熵值增加。【答案】(1)减小(2)无明显变化(3)增加(4)减小(5)增加11．已知在100kPa、K时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1ΔS＝＋J·(mol·K)－1(1)该反应常温________(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。(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)ΔG＝ΔH－TΔS＝kJ·mol－1－K××10－3kJ·(mol·K)－1＝kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔG＝ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，ΔG可能小于0。(3)根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1K。【答案】(1)不能(2)能(3)112．在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＝QkJ·mol－1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。【导学号：92410117】(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”)。【解析】据图象可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行。【答案】(1)<(2)>(3)能[能力提升]13．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1【解析】反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。【答案】D14．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()【导学号：92410118】A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0【解析】根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。【答案】C15．反应CH3OH(l)＋NH3(g)→CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度时才能自发向右进行，若该反应的ΔH＝＋17kJ/mol，|ΔH－TΔS|＝17kJ/mol，则下列关系中正确的是()A．ΔS>0，ΔH－TΔS<0B．ΔS<0，ΔH－TΔS>0C．ΔS>0，ΔH－TΔS>0D．ΔS<0，ΔH－TΔS<0【解析】ΔH＝＋17kJ/mol>0，ΔS>0，在某温度时能自发向右进行，|ΔH－TΔS|＝17kJ/mol，只有ΔH－TΔS＝－17kJ/mol<0。【答案】A16．已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个反应：①CH4(g)→C(s)＋2H2(g)；②2CH4(g)→C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据：【导学号：92410119】反应①的ΔH(298K)＝＋kJ·mol－1，ΔS(298K)＝J·(mol·K)－1；反应②的ΔH(298K)＝＋kJ·mol－1，ΔS(298K)＝J·(mol·K)－1已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：(1)判断该反应是高温自发还是低温自发________(填“高温”或“低温”)。(2)此反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。(3)制取炭黑的允许温度范围为________。(4)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是________。A．K B．927KC．1273K D．2000K【解析】(1)因反应①的ΔH>0，ΔS>0，只有升高温度，才能使ΔH－TΔS<0，故该反应是高温自发。(2)ΔH－TΔS＝kJ·mol－1－298K××10－3kJ·(mol·K)－1≈kJ·mol－1，该反应在常温下不能自发进行。(3)求制取炭黑的允许温度范围，即