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PAGEPAGE6化学反应的方向(建议用时:40分钟)[合格过关练]1.下列关于自发过程的叙述中,正确的是()A.只有不须要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程B.须要加热才能进行的过程确定不是自发过程C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能D.非自发过程在任何条件下都不行能变为自发过程C[在确定条件下,不用借助外力即可自动进行的过程为自发过程,所以自发过程也须要特定的条件,A、B项错误;可逆反应在不同的条件下,可以向不同方向自发进行,故C项正确;变更条件,可以使非自发过程转变为自发过程,D项错误。]2.以下反应均为自发反应,其中不能用焓变说明的是()A.2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH<0B.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH<0C.2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)ΔH>0D.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)ΔH<0C[C项反应的ΔH>0,由焓变推断反应不能自发进行,而题给条件是能自发进行,所以C项中的反应不能用焓变说明。]3.水结冰的过程的焓变和熵变正确的是()A.ΔH>0,ΔS<0 B.ΔH<0,ΔS>0C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<0D[H2O(l)→H2O(s)为ΔS<0的放热(ΔH<0)过程。]4.下列关于化学反应的焓变的叙述中,正确的是()A.化学反应的焓变与反应的方向性无关B.化学反应的焓变干脆确定了反应的方向C.焓变为正的反应都是吸热反应D.焓变为正的反应都能自发进行C[焓变与反应的方向性有关,A项错误;化学反应的焓变不能干脆确定化学反应的方向,B项错误;焓变为正的反应,体系内能增大,为吸热反应,C项正确;焓变不能作为干脆推断反应能否自发进行的依据,要结合熵变进行推断,D项错误。]5.(双选)下列变更中ΔS<0的是()A.固体NaCl溶于水B.液态水变为水蒸气C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D.2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)CD[固体物质溶于水,固态物质变为液态物质或气态物质,液态物质变为气态物质,其过程均属于熵增加的过程,即ΔS>0,A、B项不正确。有气体参与或生成的化学反应,通常可由反应前后气体分子数变更来推断其熵变,在化学反应中,反应物气体分子数比反应产物气体分子数大的反应,一般属于熵减小的反应,即ΔS<0;在化学反应中,反应物气体分子数比反应产物气体分子数小的反应,一般属于熵增加的反应,即ΔS>0,故C、D项正确。]6.依据所学学问推断,下列反应在任何温度下都不能自发进行的是()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>0B[ΔH-TΔS>0的反应在任何温度下均不能自发进行,即ΔH>0、ΔS<0的反应符合题意,B项正确。]7.(素养题)在图Ⅰ中A、B两容器里,分别收集着两种互不作用的志向气体。若将中间活塞打开,如图Ⅱ,两种气体分子马上都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变更的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是()志向气体的自发混合A.此过程是从无序程度小向无序程度大变更,即熵增大的过程B.此过程为自发过程,而且没有热量的汲取或放出C.此过程是自发可逆的D.此过程从有序到无序,无序程度增大C[气体混合后,不行能再自发分开,所以此过程不行逆,C项错误。]8.下列说法不正确的是()A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数能自发进行的反应是放热反应B.熵增加有利于反应的自发进行,熵减小的反应常温下都不会自发进行C.在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的无序程度越大,熵值越大D.一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关B[焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数能自发进行的反应是放热反应,A正确;熵增加有利于反应的自发进行,熵减小的反应常温下也可能自发进行,如氯化氢和氨气在常温下可以化合生成氯化铵,B错误;在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的无序程度越大,熵值越大,C正确;一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关,ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,D正确。]9.反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1在常温常压下能自发进行,则对反应的方向起确定性作用的是()A.焓变 B.温度C.压强 D.熵变A[反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1,ΔH<0,且ΔS<0,而常温常压下反应能自发进行,说明ΔH-TΔS<0,故对反应的方向起确定性作用的是焓变,A正确。]10.(素养题)橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25℃A.CaCO3=CaO+CO2↑B.NaOH的溶解C.2H2+O2=2H2OD.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2OD[橡皮筋拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态变为收缩状态是吸热过程,无序程度增加,属于熵增加过程且其在25℃、101kPa时自发进行。CaCO3分解是吸热反应,且熵增加,但CaCO3在25℃、101kPa时不会自发分解,A错误;NaOH溶解时放热,B错误;H2在O2中燃烧放热,C错误;该反应是吸热反应,且熵增加,在11.下列对化学反应预料正确的是()选项化学反应方程式已知条件预料AM(s)=X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自发反应BW(s)+xG(g)=2Q(g)ΔH<0,自发反应x可能等于1、2、3C4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)能自发反应ΔH确定小于0D4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)常温下,自发进行ΔH>0B[依据复合判据:ΔG=ΔH-TΔS,M(s)=X(g)+Y(s),固体分解生成气体,为熵增反应,ΔH>0时,在高温下,能自发进行,A错误;W(s)+xG(g)=2Q(g)ΔH<0,能自发进行,若熵增,任何温度下都能自发进行,若熵减,在低温条件下能自发进行,所以,G的计量数不确定,x等于1、2或3时,都符合题意,B正确;4X(g)+5Y(g)=4W(g)+6G(g)是熵增反应,当ΔH>0时,在高温下可能自发进行,C错误;4M(s)+N(g)+2W(l)=4Q(s)为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应确定是放热反应,D错误。]12.已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=+980K时,ΔH-TΔS=0。(1)当体系温度低于980K时,估计ΔH-TΔS______(填“大于”“小于”或“等于”)0;当体系温度高于980K时,估计ΔH-TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)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________为主;温度低于980K时的氧化产物是以________为主。[解析](1)依据反应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;当T>980K时,ΔH-TΔS>0,正反应不能够自发进行,逆反应能够自发进行。(2)在冶金工业中,当温度高于980K,主要氧化产物是一氧化碳;当温度低于980K,主要氧化产物是二氧化碳。[答案](1)小于大于(2)COCO213.节能减排是指节约物质资源和能量资源,削减废弃物和环境有害物的排放。(1)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,确定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图所示为该反应过程中的能量(kJ·mol-1)变更:下列关于该反应的说法正确的是________(填序号)。A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0(2)将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,反应方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g),该反应的ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1。该反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。[解析](1)由图像可知,反应物的总能量高于反应产物的总能量,反应放热,ΔH<0;该反应为反应前后气体分子数减小的反应,则ΔS<0。(2)由于ΔG=ΔH-TΔS=+131.3kJ·mol-1-298K×0.1337kJ·mol-1·K-1≈91.46kJ·mol-1>0,所以该反应在常温下不能自发进行。[答案](1)C(2)不能[素养培优练]14.已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH1,仅在高温下能自发进行;②氯酸钾的分解2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)ΔH2,在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据,其中可能正确的是()A.ΔH1=+178.32kJ·mol-1ΔH2=-78.3kJ·mol-1B.ΔH1=-178.32kJ·mol-1ΔH2=+78.3kJ·mol-1C.ΔH1=-178.32kJ·mol-1ΔH2=-78.3kJ·mol-1D.ΔH1=+178.32kJ·mol-1ΔH2=+78.3kJ·mol-1A[反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH1,仅在高温下自发进行,该反应的ΔS>0,依据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,若ΔH1<0,则在任何温度下反应都自发进行,故ΔH1>0;而反应2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)ΔH2,在任何温度下都能自发进行,该反应的ΔS>0,依据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,ΔH2<0;故A正确。]15.(双选)汽车尾气(含烃类、CO、NO、SO2等)是城市主要污染源之一,可以采纳在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体的方法进行治理,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)催化剂,N2(g)+2CO2(g)。在298K、101kPa下,该反应的ΔH=-113kJ·mol-1,ΔS=-145J·mol-1·K-1。下列说法错误的是()A.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量B.该反应在常温下不能自发进行,因此须要高温柔催化剂条件C.该反应在常温下能自发进行,高温柔催化剂条件能加快反应的速率D.汽车尾气中NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒AB[此反应是放热反应,A项错误;常温下,ΔH-TΔS<0,该反应可以自发进行,高温柔催化剂条件能加快反应速率,B项错误,C项正确;NO、CO都可与血红蛋白结合而使人中毒,D项正确。]16.已知反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),反应过程中能量的变更如图所示,下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是()A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0A[依据图像,CO(g)和Cl2(g)具有的总能量大于COCl2(g)的能量,因此该反应是放热反应,即ΔH<0;反应物气体的系数之和大于反应产物气体的系数之和,故此反应属于熵减反应,即ΔS<0;A正确。]17.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-1,|ΔH-TΔS|=17kJ·mol-1,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<0A[ΔH=+17kJ·mol-1>0,ΔS>0,在某温度时能自发向右进行,|ΔH-TΔS|=17kJ·mol-1,只有ΔH-TΔS=-17kJ·mol-1<0。]18.已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应:①CH4(g)=C(s)+2H2(g),②2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用自然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到了如下热力学数据:反应①的ΔH(298K)=+74.848kJ·mol-1,ΔS(298K)=+80.674J·mol-1·K-1;反应②的ΔH(298K)=+376.426kJ·mol-1,ΔS(298K)=+220.211J·mol-1·K-1。已知焓变和熵变随温度变更很小。请帮助这位同学考虑如下问题:(1)推断反应②高温自发还是低温自发:________(填“高温”或“低温
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