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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

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