2020-2021化学42-4 化学反应进行的方向含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年化学人教版选修4课时作业：2-4化学反应进行的方向含解析课时作业10化学反应进行的方向时间:45分钟满分：100分一、选择题（每小题4分,共48分）1．下列说法正确的是（C)A．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同B．自发反应一定是熵增大的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应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解析：同一物质：S(g)>S（l）>S(s），A项错误。反应是否自发，是由熵变和焓变共同决定的，即ΔG＝ΔH－TΔS〈0时,反应能自发进行，故自发反应的熵不一定增大，也可能减小，B项错误。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,C项正确,D项错误。2．下列反应在常温下均为非自发反应,则在高温下仍为非自发反应的是（D)A．2Ag2O（s)=4Ag(s)＋O2(g）B．2Fe2O3（s)＋3C（s）=4Fe（s）＋3CO2(g)C．N2O4（g）=2NO2（g)D．6C(s）＋6H2O(l)=C6H12O6（s)解析：熵判据是指体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，因此将导致体系的熵增大即化学反应向着熵增加的方向进行。题述四个反应在常温下不能自发进行,其中A、B、C为熵增加的反应，在高温下可能为自发反应；但D为熵减小的反应，在高温下仍为非自发反应.3．下列自发反应可用焓判据来解释的是（D)A．Ba（OH）2·8H2O和氯化铵的反应B．2N2O5(g）=4NO2(g）＋O2（g）ΔH＝＋56。7kJ/molC．(NH4)2CO3(s）=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74。9kJ/molD．2H2(g)＋O2(g)=2H2O（l)ΔH＝－285。8kJ/mol解析：焓判据可以解释放热过程可以自发进行,A项、B项和C项中的反应均为吸热反应.4．下列关于判断过程方向的说法正确的是(C）A．所有自发进行的化学反应都是放热反应B．高温高压条件下，石墨转化为金刚石是自发的化学反应C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同解析：有些吸热反应也可自发进行，如反应2N2O5（g)=4NO2(g)＋O2(g）是吸热反应，又是熵增反应，A项不正确；高温高压条件下，石墨转化为金刚石，要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的，B项不正确；同一物质，气态时熵值最大，液态时熵值次之，固态时熵值最小，D项不正确。5．下列内容与结论相对应的是(B)选项内容结论AH2O(g)变成H2O（l）ΔS〉0B硝酸铵溶于水可自发进行因为该反应的ΔS>0C一个反应的ΔH>0，ΔS〉0反应一定不能自发进行DH2(g）＋F2(g)=2HF（g）的ΔH＝－271kJ·mol－1，ΔS＝＋8J·mol－1·K－1反应在任意温度下都不能自发进行解析：物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS<0,A项错误;硝酸铵溶于水是吸热的熵增加过程，ΔS〉0，反应可自发进行，B项正确；ΔH>0，ΔS>0时，根据复合判据可知，高温时ΔH－TΔS〈0，即高温条件下，反应能自发进行，C项错误；由ΔH<0，ΔS〉0知，ΔH－TΔS<0，故该反应在任意温度下都能自发进行，D项错误。6．下列反应在任何温度下都不能自发进行的是（B)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：根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，当ΔH〉0，ΔS〈0时,在任何温度下反应都不能自发进行，故选择B项。7．下列说法或解释错误的是(C）A．“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅是因为发生反应：2NO2（g)N2O4（g）ΔH〈0B．常温下，反应C(s）＋CO2(g）=2CO(g）不能自发进行，则该反应的ΔH〉0C．一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D．对于反应N2H4(l)=N2(g)＋2H2(g)ΔH＝－50.6kJ·mol－1，它在任何温度下都是自发的解析：A项,由该反应为反应前后气体体积减小的反应可知ΔS<0,又反应在低温下自发进行，推知ΔH<0，故正确;B项，由该反应为反应前后气体体积增加的反应，可知该反应的ΔS>0，由反应不能自发进行可知ΔH－TΔS〉0，即ΔH>TΔS>0，故正确；C项，催化剂不能改变化学反应的方向,只能改变化学反应速率，故错误；D项,ΔH<0,由化学方程式可知ΔS〉0,故正确。8．下列有关说法正确的是（C）A．SO2(g)＋H2O(g)=H2SO3（l)，该过程熵值增大B．SO2(g）=S(s）＋O2（g)ΔH>0，ΔS〈0,该反应能自发进行C．SO2（g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O（l）ΔH<0，低温下能自发进行D．某温度下SO2(g)＋eq\f(1，2)O2(g)SO3(g），解析：反应由气体物质生成液体物质是熵值减小的反应，A项不正确；ΔH〉0，ΔS<0,反应不能自发进行，B项不正确；C项中是一个ΔH〈0,ΔS<0的反应，由ΔH－TΔS可知,反应在低温下能自发进行，C项正确；D项中，不正确。9．下列说法正确的是（C）A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B．自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小C．常温下，反应C(s）＋CO2（g）2CO(g）不能自发进行，则该反应的ΔH>0D．反应2Mg(s)＋CO2(g)=C（s）＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0解析：不能仅仅根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行的,A项错误；自发进行的反应,其现象不一定非常明显，B项错误；根据反应C(s）＋CO2（g）2CO（g)不能自发进行可知，该反应的ΔH－TΔS〉0，又知该反应ΔS>0，则该反应的ΔH>0，C项正确;反应2Mg(s）＋CO2（g）=C(s)＋2MgO(s）能自发进行,则ΔH－TΔS〈0,因ΔS<0，则ΔH〈0，D项错误。10．已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为：ΔH－TΔS〈0反应能正向自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态ΔH－TΔS〉0反应不能自发进行设反应A(s）=D（g）＋E（g)ΔH－TΔS＝（－4500＋11T)J·mol－1,要防止反应发生，温度必须（A）A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K解析：要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS〉0的条件，解不等式得T>409K.11．对下列过程的熵变的判断不正确的是(C）A．溶解少量食盐于水中，ΔS>0B．炭和氧气反应生成CO(g），ΔS〉0C．H2O(g)变成液态水，ΔS>0D．CaCO3（s)加热分解为CaO（s)和CO2(g)，ΔS〉012．25℃和1。01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2（g)ΔH＝＋56.7kJ/mol,自发进行的原因是（D）A．是吸热反应B．是放热反应C．是熵减少的反应D．熵增大效应大于能量效应二、非选择题（52分）13．（12分）有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/kJ/mol10.51。80－126－11。7ΔS/J/(mol·K）30。0－113.084。0－105.0在任何温度下都能自发进行的反应是C；任何温度下都不能自发进行的反应是B；另两个反应中,在温度高于77℃时可自发进行的反应是A;在温度低于－161。6℃时可自发进行的反应是解析:本题考查了化学反应的复合判据。由焓判据和熵判据组合的复合判据ΔH－TΔS适合于所有过程和反应。当ΔH－TΔS〈0时，反应能自发进行；当ΔH－TΔS〉0，反应不能自发进行。在任何温度下都能自发进行的反应，ΔH－TΔS恒小于0,即ΔH〈0，ΔS〉0，满足此条件的为反应C;任何温度下都不能自发进行的反应，ΔH－TΔS恒大于0，即ΔH〉0，ΔS<0,满足此条件的为反应B；反应A的复合判据ΔH－TΔS＝10500J/mol－T×30.0J/(mol·K），当T>350K，即t〉77℃时，ΔH－TΔS<0，反应能自发进行；反应D的复合判据ΔH－TΔS＝－11700J/mol＋T×105。0J/（mol·K)，当T<111.4K，即t〈－161。6℃时，ΔH－TΔS〈0，反应能自发进行。14．(12分）(1)化学反应：CaCO3（s)=CaO（s)＋CO2（g）ΔH（298K)＝＋178。2kJ/mol，ΔS（298K)＝＋169.6J/(mol·K),常温下该反应不能（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1_051K.（2)化学反应2NO（g）＋2CO(g)=N2（g)＋2CO2（g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－113。0kJ/mol，ΔS＝－145.3J/（mol·K)，反应在常温下能(填“能”或“不能”)自发进行。(3）求反应2HCl（g)=H2(g)＋Cl2(g)标准熵变.已知：HCl（g)的S＝＋186。6J/（mol·K)，H2(g)的S＝＋130J/（mol·K），Cl2(g）的S＝＋223J/（mol·K）,ΔS＝－20。2_J·mol－1·K－1。15．（12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），T＝980K时，ΔH－TΔS＝0.当体系温度低于980K时，估计ΔH－TΔS小于0（填“大于"“小于”或“等于”，下同）；当体系温度高于980K时,估计ΔH－TΔS大于0。（2)在冶金工业中，以C为还原剂，温度高于980K时的氧化产物是以CO为主；温度低于980K时的氧化产物是以CO2为主。(3）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）ΔH(298。15K)＝－94.0kJ/mol,ΔS(298。15K）＝－75。8J/（mol·K），设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是小于1_240_K。解析：（1)C(s)＋CO2（g)2CO(g）的反应为吸热反应，ΔH〉0，则2CO(g)CO2（g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0,且该反应ΔS〈0，则当T〈980K时,ΔH－TΔS〈0，T〉980K时,ΔH－TΔS>0.（2）根据反应2CO(g）CO2(g）＋C(s）得到ΔS<0,由题意T＝980K时,ΔH－TΔS＝0,推出ΔH〈0，即反应是放热反应。当T〈980K时，ΔH－TΔS<0，正反应能够自发进行，（2)中主要氧化产物是二氧化碳；当T>980K时,ΔH－TΔS>0,正反应不能自发进行，逆反应能够自发进行，(2）中主要氧化产物是一氧化碳。(3)由题给信息,要使反应能自发进行,需有ΔH－TΔS<0，即－94.0kJ/mol－T×［－75。8J/(mol·K)×10－3kJ/J]<0，则T〈eq\f（94.0kJ·mol－1,75。8J·mol·K－1×10－3kJ·J－1）≈1。24×103K。16．(16分）回答下列问题:（1）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2（g）=2CO（g)＋O2(g)，该反应的ΔH>(填“〉”“<”或“＝”，下同)0，ΔS>0,在低温下，该反应不能(填“能”或“不能"）自发进行.（2）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH〈（填“>”“<”或“＝”）0。（3）已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3（s)=CaO（s）＋CO2（g）的ΔH〉0