高二化学反应原理课时作业14：2.1化学反应的方向

高二《化学反应原理》PAGEPAGE1第1节化学反应的方向题组一自发过程和自发反应1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是()A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程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可能变为自发过程[答案]C[解析]在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也是需要特定的条件，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，C项正确；改变条件，可以使非自发过程转变为自发过程，D项错误。考点自发过程和自发反应题点自发过程(或反应)的理解2．下列反应属于非自发反应的是()A．钠与水反应B．氢气在氧气中燃烧生成水C．水分解变成氢气和氧气D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵[答案]C考点自发过程和自发反应题点自发过程的判断题组二焓变和熵变与反应进行方向的判断3．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是()A．化学反应的焓变与其反应的方向无关B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行D．焓变为负值的反应都能自发进行[答案]C[解析]可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应进行的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点焓变与反应进行方向的关系4．以下自发过程或化学反应可用焓变来解释的是()A．硝酸铵溶于水B．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.7kJ·mol－1C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1[答案]D[解析]A、B、C项中的过程或化学反应均是吸收热量的，ΔH>0；只有D项中ΔH<0，是放出热量的自发反应，适合用焓变来解释。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点焓变与反应进行方向的关系5．(2018·青岛二中期末)已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1，下列说法正确的是()A．该反应中熵变、焓变皆大于0B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应[答案]A[解析]根据反应方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以也可能自发进行，B项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如CaCO3的分解仅在高温下自发，C项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D项错误。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点熵变与反应进行方向的关系6．下列反应在常温下能自发进行，并既能用焓判据解释又能用熵判据解释的是()A．HCl(g)＋NH3(g)=NH4Cl(s)B．2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)C．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑D．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O[答案]C[解析]A项，两种气体生成一种固体，熵减小，不能用熵判据解释，不符合题意；B项是吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意；C项，该反应是放热反应，生成物能量降低，能用焓判据解释，同时，固体与液体反应生成了气体，熵增加，也能用熵判据解释，符合题意；D项，NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3，熵增加，能用熵判据解释，同时温度降低，是一个吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点由焓变、熵变判断反应进行的方向7．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个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。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是()A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0[答案]C[解析]根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点反应中焓变、熵变大小的判断8．(2018·宜昌高二月考)“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS＜0的是()A．3Fe(s)＋4H2O(g)=Fe3O4(s)＋4H2(g)B．2NO2(g)=N2O4(l)C．2IBr(l)=I2(s)＋Br2(g)D．(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)[答案]B[解析]选项B中的反应是由气体转化为液体，混乱度减小，ΔS＜0。考点焓变和熵变与反应进行方向的判断题点反应中焓变、熵变大小的判断题组三复合判据与反应进行方向的判断9．反应：CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17kJ·mol－1，则下列正确的是()A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0[答案]A[解析]该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明ΔH－TΔS一定小于0，根据方程式可知该反应的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的反应热ΔH＞0，故选A。考点复合判据与反应进行方向的判断题点由复合判据判断焓变、熵变的大小10．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1[答案]D[解析]反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若反应能够自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。考点复合判据与反应进行方向的判断题点由复合判据判断反应进行的方向11．已知反应：Te(s)＋H2(g)=H2Te(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，设ΔH与ΔS不随温度而变化，下列说法正确的是()A．低温下是自发反应B．高温下是自发反应C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应D．任何温度下都是非自发反应[答案]D[解析]由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ΔH>0,ΔS<0))知ΔH－TΔS>0，且随温度的升高而增大。考点复合判据与反应进行方向的判断题点由复合判据判断反应进行的方向12．某反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为()A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS>0[答案]D[解析]该反应是一个气体物质的量增大的反应，即ΔS>0，故其逆反应ΔS<0；又知其逆反应在低温下能自发进行，可知逆反应的ΔH<0，故该反应的ΔH>0。考点复合判据与反应进行方向的判断题点反应中焓变、熵变大小的判断13．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2180.9J·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1)()A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡[答案]A[解析]在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0℃、100kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应：白1)＝－376.37J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。考点复合判据与反应进行方向的判断题点由复合判据判断反应进行的方向14．(2018·福州高二期中)下列内容与结论相对应的是()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－1ΔS＝8J·mol－1·K－1反应在任意温度下都不能自发进行[答案]B[解析]物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS＜0，A项不符合题意；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项符合题意；ΔH＞0，ΔS＞0，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项不符合题意；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项不符合题意。考点复合判据与反应进行方向的判断题点反应进行方向判断的相关综合15．(2018·武汉高二检测)在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＝QkJ·mol－1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)Q________0(填“>”“<”或“＝”)。(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。[答案](1)<(2)>(3)能[解析]根据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。根据反应特点可知，该反应是熵增加的反应，据此可知该反应能自发进行。考点复合判据与反应进行方向的判断题点由复合判据判断反应进行的方向16．(2018·安徽淮北一中高二月考)(1)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－1、ΔS(298.15K)＝－75.8J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是_________________。(2)工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？__________________，工业上不用焦炭还原Al2O3的方法炼铝的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。已知：Fe2O3(s)＋eq\f(3,2)C(s)=2Fe(s)＋eq\f(3,2)CO2(g)ΔH＝233.8kJ·mol－1，ΔS＝0.279kJ·mol－1·K－1Fe2O3(s)＋3H2(g)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH＝98kJ·mol－1，ΔS＝0.1442kJ·mol－1·K－12Al2O3(s)＋3C(s)=4Al(s)＋3CO2(g)ΔH＝2171kJ·mol－1，ΔS＝635.5J·mol－1·K－1[答案](1)T＜1240K(2)H2用焦炭还原Al2O3所需温度太高，不太现实[解析](1)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH－TΔS＜0，即－94.0kJ·mol－1－T×(－75.8×10－3kJ·mol－1·K－1)＜0，则T＜eq\f(94.0kJ·mol－1,75.8×10－3kJ·mol－1·K－1)≈1240K。(2)根据ΔH－TΔS＝0为平衡状态，ΔH－TΔS<0为自发状态，故T>eq\f(ΔH,ΔS)时，该反应能自发进行。用C做还原剂时，T1>eq\f(ΔH,ΔS)＝eq\f(233.8kJ·mol－1,0.279kJ·mol－1·K－1)≈8