《化学反应的方向》习题4.doc

化学反应的方向习题一、选择题1.(2012济宁高二检测)下列有利于反应自发进行的是( ) 反应吸热反应放热反应后熵增加 反应后熵减小 A.B.C.D.2.下列反应中，在高温下不能自发进行的是( ) A(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) B2N2O5(g)=4NO2(g) +O2(g) CMgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) DCO(g)=C(s)+O2 (g) 3.(2012潍坊高二检测)下列关于判断过程的方向的说法，错误的是( ) A.NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 B.同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小 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.冰在室温下自动融化成水，是熵增加的结果4.下列反应的逆反应一定不能自发进行的是( ) A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) B.Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g) C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) D.2NH4Cl(s) + Ba(OH)28H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)5.下列说法正确的是( ) A.同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下H不同 B.常温下，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自发进行，则该反应的H0 C.某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发 D.KNO3溶于水的过程熵值减小6.(2012杭州高二检测)反应CH3OH (l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应H=17 kJmol-1，HTS=17 kJ mol-1，则下列正确的是( ) A.H 0，HTS0 B.H 0，HTS0 C.H 0，HTS0 D.H 0，HTS0二、非选择题7.煤是使用比较多的能源。 (1)煤不充分燃烧可生成一氧化碳，对该反应的逆反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)(设H和S不随温度改变)，下列说法正确的是( ) A.低温下是自发变化 B.任何温度下都是自发变化 C.高温下是自发变化 D.任何温度下都是非自发变化 (2)因煤中含有硫，当煤燃烧时会产生有害的二氧化硫，所以人们常用廉价的石灰来消除煤燃烧时产生的二氧化硫，以减少污染，其主要反应为CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)。已知：298 K、101.325 kPa时，该反应的H=-402.0 kJmol-1，HTS=-345.7 kJmol-1，若此反应中H和S不随温度变化而变化，问：保持此反应自发进行的最高炉温是多少？8.已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个裂解反应： CH4(g)C(s)+2H2(g) 2CH4(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： 反应的H(298 K)=74.848kJmol-1，S(298 K)=80.674 Jmol-1K-1； 反应的H(298 K)=376.426 kJmol-1，S(298 K)=220.211 Jmol-1K-1。已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学解决如下问题：(1)制取炭黑的反应是_(填“高温”或“低温”)自发反应。(2)通过计算判断制取炭黑的反应在常温下能否自发进行。(3)求制取炭黑的允许温度范围。答案解析1.【解析】选B。H0(反应放热)，S0(反应后熵增加)有利于反应自发进行。2.【解析】选D。根据题意，A、B、C中的三个反应虽然是吸热反应，但均是熵增加的反应，在高温下可能自发进行。而D中的反应是一个熵减小的吸热反应，故不能自发进行。 3.【解析】选A。NH4NO3易溶于水，其溶于水是自发过程，与过程吸热、放热无关；冰融化成水的过程是熵增加的过程；碳酸氢铵固体加热分解生成氨气、二氧化碳和水，是一个熵增大的过程。【互动探究】(1)体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么，放热的反应为何不能全部自发进行呢？提示：焓变只是影响反应能否自发进行的因素之一，并不是惟一因素。(2)冰融化成水的过程是自发过程吗？提示：不一定。常压下，温度高于0 时，冰融化成水的过程是自发的，低于0 时，冰融化成水的过程是非自发的。4.【解析】选B。当化学反应的H0，S0时，反应一定不能自发进行。该反应的逆反应一定不能自发进行，说明该正反应的H0。【方法技巧】焓变、熵变及反应进行的方向(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量；熵变=生成物的总熵-反应物的总熵。(2)大多数H0(即熵增)的反应能自发进行。(3)特例：有些吸热反应、熵减反应也能自发进行。5.【解析】选B。同温同压下其他反应条件不会影响H，A错；反应自发进行的判据为HTS0，则H0，B正确；反应自发进行的判据为HTS0，若反应在低温下自发进行，则当H0，S0，D错。6.【解析】选A。反应CH3OH (l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行，则HTS=-17 kJmol-1，若H=-17 kJ mol-1，则TS=0 kJmol-1，不符合题意；若H=17 kJmol-1，则TS=34 kJ mol-1，即H0，HTS0。7.【思路点拨】解答本题注意以下两点：(1)燃烧反应都是放热反应；(2)利用反应能自发进行的判据进行计算。【解析】(1)该反应的H为正值，S为负值，HTS恒为正值，任何温度下都是非自发变化。(2)因为298 K、101.325 kPa时，该反应的H=-402.0 kJmol-1，HTS =-345.7 kJmol-1，则有S=402.0 kJmol-1-(-345.7 kJmol-1)/298 K=-0.189 kJmol-1K-1。要使反应能自发进行，需使HTS0，即-402.0 kJmol-1T(0.189 kJmol-1K-1)0，得T2 127 K，因此保持此反应自发进行的最高炉温是2 127 K。答案：(1)D (2)2 127 K8.【解析】(1)反应的H0，S0，高温下可自发进行。(2)常温下：H-TS=74.848 kJmol-1-298K0.080 674 kJmol-1K-10，不能自发进行。(3)制取炭黑应使反应自发