高中化学2-4《化学反应进行的方向》课时练新人教版选修4

1 2 4 2 4 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 课时练课时练 双基练习 1 在图甲中的 A B 两容器里 分别收集着两种互不作用的理想气体 若将中间活塞 打开 如图乙所示 两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中 这是一个不伴随能量变化的 自发过程 关于此过程的下列说法不正确的是 甲 乙 A 此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程 即熵增大的过程 B 此过程为自发过程 而且没有热量的吸收或放出 C 此过程从有序到无序 混乱度增大 D 此过程是自发可逆的 解析 一个过程是自发的 则它的逆过程必然是非自发的 答案 D 2 能用焓判据判断下列过程的方向的是 A 水总是自发地由高处往低处流 B 放热反应容易自发进行 吸热反应不能自发进行 C 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D 多次洗牌以后 扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大 解析 水总是自发地由高处往低处流 有趋向于最低能量状态的倾向 有些吸热反应 也可以自发进行 例如 在 25 和 1 01 105Pa 时 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol NH4 2CO3 NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 不难看出 上 述两个反应都是吸热反应 又都是熵增加的反应 显然只根据焓变来判断反应进行的方向 是不全面的 有序排列的火柴散落时成为无序排列 有趋向于最大混乱度的倾向 属于熵 判据 扑克牌的无序排列也属于熵判据 答案 A 2 3 在 298 K 时 NaCl 在水中的溶解度为 26 g 如将 1 mol NaCl 溶解在 1 L 水中 此 溶解过程中体系的 H T S 和熵如何变化 A H T S 0 S 0 B H T S 0 S 0 C H T S 0 S 0 D H T S 0 S 0 解析 NaCl s 溶解于水中是自发进行的过程 故 H T S 0 NaCl s NaCl aq 体系的混乱度增大 S 0 答案 B 4 2011 潮州高二检测 水的三态的熵值的大小关系正确的是 Sm表示 1 mol 物质的 熵值 A Sm s Sm l Sm g B Sm l Sm s Sm g C Sm g Sm l Sm s D Sm s Sm l Sm g 解析 同一种物质处于气态时熵值最大 液态次之 固态时熵值最小 答案 C 5 下列说法正确的是 A 熵增大的反应一定是自发反应 B 焓增大的反应一定是自发反应 C 熵 焓都为正值的反应是自发反应 D H T S 0 的反应一定是自发反应 解析 熵 焓判据单独判断反应的自发性都有一定的局限性 只有 H T S 0 的反 应才一定是自发进行的反应 答案 D 6 下列过程属于熵增加的是 A 一定条件下水由气态变为液态 B H2燃烧生成水 C 散落的火柴的无序排列 D 溶解少量食盐于水中 解析 水由气态变为液态 熵值减小 H2燃烧是熵值减小的放热反应 C D 两选项都 会使体系的混乱度增大 熵值增加 答案 CD 7 以下自发过程可用焓判据来解释的是 A 硝酸铵自发地溶于水 B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g 3 H 56 7 kJ mol C NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9 kJ mol D 2H2 g O2 g 2H2O l H 285 8 kJ mol 解析 A B C 都是吸热反应 D 是放热反应 焓判据解释过程的方向是体系趋于从高 能状态转变为低能状态的 故选 D 答案 D 8 25 1 01 105 Pa 时 反应 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7 kJ mol 自发进行的原因是该反应 A 是吸热反应 B 是放热反应 C 是熵减反应 D 熵增效应大于能量效应 解析 该反应是吸热反应 从焓判据角度分析 不能自发进行 但该反应是一个熵增 的反应 该反应可自发进行 所以应是熵增效应大于能量效应 答案 D 9 有关化学反应的说法中 正确的是 A 自发反应都是放热反应 B 自发反应都是熵增加反应 C 自发反应一定能实现 D 非自发反应在一定条件下能实现 解析 自发反应有些是放热反应 有些是吸热反应 自发反应有些是熵增加的反应 有些是基本不变或熵减小的反应 对非自发反应的体系输入能量可能使反应发生 故选 D 答案 D 10 下列反应 1 C s O2 g CO2 g 2 2CO g O2 g 2CO2 g 3 NH4Cl s NH3 g HCl g 4 CaCO3 s CaO s CO2 g 按 S由大到小的排列顺序为 解析 根据凡是气体分子数增多的反应一定是熵增反应进行比较 1 反应前后气体计 量数不变 2 反应前后气体计量数减少 1 3 反应前后气体计量数增加 2 4 反应前后 气体计量数增加 1 则 S由大到小为 3 4 1 2 答案 3 4 1 2 11 估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小 1 NH4NO3爆炸 2NH4NO3 s 2N2 g 4H2O g O2 g 4 2 水煤气转化 CO g H2O g CO2 g H2 g 3 臭氧的生成 3O2 g 2O3 g A 熵增大 B 熵减小 C 不变 D 熵变很小 解析 对于有气体参与的化学反应 有气体参与反应时 气体既可以是反应物也可以是 产物 气体的物质的量增大的化学反应 其熵变通常是正值 即是熵增大的反应 反之 气体的物质的量减小的化学反应 其熵变通常是负值 即是熵减小的反应 若反应物中气 体的物质的量与产物中气体的物质的量相等 其熵变通常都是很小的值 正负由具体的化 学反应体系来决定 1 NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应 2 4 1 0 0 因此该过程是熵增加的过程 2 水煤气转化反应 气态物质的物质 的量反应前后未发生变化 1 1 1 1 0 估计该过程的熵变很小 3 生成臭氧后 气态物质的物质的量减小 2 3 0 因此该过程是熵减小的过程 答案 1 A 2 D 3 B 能力提升 12 某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质 反查资料信息 如下 酸性 H2SO4 H2SeO4 H2TeO4 氧 硫 硒与氢气化合越来越难 碲与氢气不能直接化合 由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示 请完成下列问题 1 H2与硫化合的反应 热量 填 放出 或 吸收 2 已知 H2Te 分解反应的 S 0 请解释为什么 Te 和 H2不能直接化合 3 上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是 填序号 答案 1 放出 2 因为化合时 H 0 S 0 H T S 0 故反应不能自发进 行 3 13 已知 2CO g CO2 g C s T 980K 时 H T S 0 当体系温度低于 980 K 时 估计 H T S的正负符号为 当体系温度高于 980K 时 5 H T S的正负符号为 在冶金工业中 以 C 作为还原剂 温度高于 980 K 时的氧化产物是以 为主 低于 980 K 时以 为主 解析 由 2CO g CO2 g C s 可知 S 0 T 980 K 时 H T S 0 故 H 0 当T 980 K 时 H T S 0 以 C 作还原剂 T 980 K 时 2CO g CO2 g C s 逆反应自发进行 氧化产物以 CO 为主 T 980 K 时 2CO g CO2 g C s 正 反应自发进行 氧化产物以 CO2为主 答案 负 正 CO CO2 14 由焓判据 以焓变为基础 H 和熵判据 S 组合而成的复合判据 适合于所有 过程的自发性判断 公式为 H T S 若 H T S 0 反应自发进行 T指热力学温度 电子工业中清洗硅片上的 SiO2 s 的反应是 SiO2 s 4HF g SiF4 g 2H2O g H 298 15 K 94 0 kJ mol S 298 15 K 75 8 J mol K 1 设 H和 S不随温度而变化 试求此反应自发进行的温度条件 解析 要使反应能够自发进行 则 H T S 0 即 94 0 kJ mol T 75 8 10 3 kJ mol K 1 0 T 1 24 103 K 94 0 kJ mol 75 8 10 3 kJ mol K 1 答案 T 1 24 103 K 15 对于一个化学反应能否自发进行 可用 H T S来判断 若 H T S 0 反 应能自发进行 若 H T S 0 反应不能自发进行 汽车尾气中的主要污染物是一氧化 氮以及燃料燃烧不完全所产生的一氧化碳 它们是现代化城市的重要大气污染物 为了减 轻大气污染 人们提出用以下反应来治理汽车