2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向（3）作業(yè) 新人教版選修4.doc

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2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向（3）作業(yè) 新人教版選修4 一、選擇題(本題包括6小題,每小題5分,共30分) 1.下列關(guān)于判斷過程方向的說法正確的是　(　　) A.所有自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) B.高溫、高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng) C.由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù),將更適合于所有的過程 D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同 【解析】選C。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行,如2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是吸熱反應(yīng),又是熵增的反應(yīng),所以A不正確。高溫、高壓使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要向體系中輸入能量,本質(zhì)仍然是非自發(fā)的,所以B不正確。同一物質(zhì):氣態(tài)時的熵值最大,液態(tài)時次之,固態(tài)時熵值最小,所以D不正確。 【補償訓(xùn)練】 25℃,KNO3的飽和水溶液物質(zhì)的量濃度是6 molL-1。若將1 mol固體KNO3置于1 L水中,則KNO3變成鹽溶液的過程為　(　　) A.自發(fā)　　　　　　　 B.不自發(fā) C.可逆 D.不能確定 【解析】選A。電解質(zhì)溶于水是自發(fā)進行的過程。 2.分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行的是　(　　) A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g) ΔH=+163 kJmol-1 B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127 kJmol-1 C.HgO(s)Hg(l)+O2(g)　ΔH=+91 kJmol-1 D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJmol-1 【解析】選D。對于A項,ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,即任何溫度下,反應(yīng)都不能自發(fā)進行;對于B項,ΔH<0,ΔS<0,在較低溫度下,ΔH-TΔS<0,即反應(yīng)溫度不能過高;對于C項,ΔH>0,ΔS>0,若使反應(yīng)自發(fā)進行,即ΔH-TΔS<0,必須升高溫度,即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進行;對于D項,ΔH<0,ΔS>0,在任何溫度下,ΔH-TΔS<0,即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進行。 3.(雙選)下列說法中正確的是　(　　) A.體系有序性越高,熵值就越低 B.自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大 C.吸熱反應(yīng)不可能自發(fā)進行 D.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大 【解析】選A、D。熵表示的是物質(zhì)的混亂度,混亂度越大,相應(yīng)熵值越高,所以體系有序性越高,熵值就越低,A正確;有些熵減小的過程也能自發(fā)進行,B不正確;吸熱反應(yīng)有的也可以自發(fā)進行,如碳酸鈣在較高溫度下的分解就是一個典型的吸熱反應(yīng),但是由于產(chǎn)生了氣體,所以熵值增大,可以自發(fā)進行,C不正確;同種物質(zhì)氣態(tài)時,混亂程度最大,所以熵值也最大,D正確。 【方法規(guī)律】熵的大小判斷方法 (1)物質(zhì)的存在狀態(tài):對于同一種物質(zhì),等物質(zhì)的量的該物質(zhì)其熵值(混亂度)大小為S(g)>S(l)>S(s)。 (2)與物質(zhì)的量的關(guān)系:物質(zhì)的量越大,分子數(shù)越多,熵值越大。 (3)不同物質(zhì)熵值間的關(guān)系:物質(zhì)的組成越復(fù)雜其熵值越大,一般組成物質(zhì)的原子種類相同時,一個分子中的原子數(shù)目越多,其混亂程度就越大,熵值也越大。 4.已知反應(yīng):2CO(g)2C(s)+O2(g)。設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化,下列說法正確的是　(　　) A.低溫下是自發(fā)反應(yīng) B.高溫下是自發(fā)反應(yīng) C.低溫下是非自發(fā)反應(yīng),高溫下是自發(fā)反應(yīng) D.任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng) 【解析】選D。因為碳的不完全燃燒是放熱反應(yīng),故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且是熵減反應(yīng),在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)。 【補償訓(xùn)練】 下列說法正確的是　(　　) A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) B.ΔS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng),ΔS為正值 D.如果ΔH和ΔS均為正值,當溫度升高時,反應(yīng)可能自發(fā)進行 【解析】選D。放熱反應(yīng)不一定能自發(fā)進行,如鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),在常溫下不能自發(fā)進行,A錯誤;ΔS為正值的反應(yīng)不一定是自發(fā)反應(yīng),如水的分解,B錯誤;只有氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng),ΔS為正值,C錯誤;如果ΔH和ΔS均為正值,當溫度升高時,可滿足ΔH-TΔS<0,反應(yīng)可自發(fā)進行,D正確。 5.與自然界中許多變化一樣,化學(xué)反應(yīng)具有方向性。下列有關(guān)敘述中正確的是　(　　) A.原電池反應(yīng)一定是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),且ΔH<0 B.ΔH<0,ΔS<0的反應(yīng)肯定能自發(fā)進行 C.體系能量增大和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進行的傾向 D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0,ΔS<0,該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進行 【解析】選A。原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故ΔH<0,A正確;ΔH<0, ΔS<0時,ΔH-TΔS不一定小于零,B錯誤;體系能量減小有利于反應(yīng)自發(fā)進行,C錯誤;CaCO3分解生成氣體CO2,故ΔS>0,D錯誤。 【補償訓(xùn)練】 下列內(nèi)容與結(jié)論相對應(yīng)的是　(　　) 選項 內(nèi)容 結(jié)論 A H2O(g)變成H2O(l) ΔS>0 B 硝酸銨溶于水可自發(fā)進行 因為ΔS>0 C 一個反應(yīng)的ΔH>0,ΔS>0 反應(yīng)一定不自發(fā)進行 D H2(g)+F2(g)2HF(g) ΔH=-271 kJmol-1 ΔS=8 Jmol-1K-1 反應(yīng)在任意外界條件下均可自發(fā)進行 TΔS只能用于一定溫度、一定壓強條件下判斷反應(yīng)方向,故D錯。 6.在一定條件下,對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物質(zhì)的濃度(C%)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是　(　　) A.ΔH<0　ΔS>0 B.ΔH>0　ΔS<0 C.ΔH>0　ΔS>0 D.ΔH<0　ΔS<0 【解析】選A。當T不變時,壓強越大,C%越低,說明加壓平衡左移,則m+n0;溫度越高,C%越低,說明升溫,平衡左移,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。 【補償訓(xùn)練】下列有關(guān)說法正確的是　(　　) A.SO2(g)+H2O(g)H2SO3(l),該過程熵值增大 B.SO2(g)S(s)+O2(g)　ΔH>0,ΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進行 C.SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)　ΔH<0,低溫下能自發(fā)進行 D.某溫度下SO2(g)+O2(g)SO3(g),K= 【解析】選C。反應(yīng)由氣體物質(zhì)生成液體物質(zhì)是熵值減小的反應(yīng),A項不正確; ΔH>0,ΔS<0,反應(yīng)不能自發(fā)進行,B項不正確;C項中是一個ΔH<0,ΔS<0的反應(yīng),由ΔH-TΔS可知,反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,C項正確;化學(xué)平衡常數(shù)K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值,題干給出的反應(yīng)K=,D項不正確。 二、非選擇題(本題包括2小題,共20分) 7.(10分)判斷下列反應(yīng)的熵值的變化,在每小題后面的橫線上填上“增加”“減小”或“無明顯變化”。 (1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)________。 (2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)________。 (3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)____________。 (4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)________。 (5)將少量KNO3晶體溶解在水中________。 【解析】判斷熵值變化的依據(jù)是同溫同壓下,氣態(tài)熵值>液態(tài)熵值>固態(tài)熵值,狀態(tài)都是氣態(tài)時,看物質(zhì)的量的多少,物質(zhì)的量越多,熵值越大。故(1)減小,(2)無明顯變化,(3)增加,(4)減小。(5)KNO3溶于水時KNO3K++N,自由移動的離子數(shù)目增多,因此熵值增加。 答案:(1)減小　(2)無明顯變化　(3)增加 (4)減小　(5)增加 8.(10分)在冶金工業(yè)中,以C作為還原劑,若溫度高于980 K時,氧化產(chǎn)物以CO為主,低于980 K時以CO2為主。 (1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K時ΔH-TΔS=0。當體系溫度低于980 K時,估計ΔH-TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”);當體系溫度高于980 K時,該反應(yīng)________自發(fā)進行(填“能”或“不能”)。 (2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為 SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g) ΔH (298.15 K)=-94.0 kJmol-1, ΔS (298.15 K)=-75.8 Jmol-1K-1,設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度變化而變化,則此反應(yīng)自發(fā)進行的溫度是____________________________。 【解析】(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,則 2CO(g)CO2(g)+C(s)為放熱反應(yīng),ΔH<0,且該反應(yīng)ΔS<0,則當T<980 K時, ΔH-TΔS<0;T>980 K時,ΔH-TΔS>0,該反應(yīng)不能自發(fā)進行。 (2)由題給信息,要使反應(yīng)能自發(fā)進行,須有ΔH-TΔS<0,即-94.0 kJmol-1-T(-75.8 Jmol-1K-110-3kJJ-1)<0,則T< =1.24103K。 答案:(1)小于　不能　(2)小于1 240 K 【補償訓(xùn)練】 (1)化學(xué)反應(yīng):CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　 ΔH (298 K)=+178.2 kJmol-1,ΔS(298 K)=+169.6 Jmol-1K-1,常溫下該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行,CaCO3分解反應(yīng)要自發(fā)進行,溫度T應(yīng)高于_______________K。 (2)化學(xué)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下: ΔH=-113.0 kJmol-1,ΔS=-145.3 Jmol-1K-1,反應(yīng)在常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。 (3)求反應(yīng)2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的熵變。已知:HCl(g)的 S=+186.6 Jmol-1K-1,H2(g)的S=+130 Jmol-1K-1,Cl2(g)的S=+223 Jmol-1K-1,ΔS=________。 【解析】(1)298 K時,ΔH-TΔS=+178.2 kJmol-1-298 K169.610-3kJmol-1K-1=+127.7 kJmol-1>0,故常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進行。當ΔH- TΔS=0時,T===1 050.7 K,故當T>1 050.7 K時,ΔH- TΔS<0,反應(yīng)才能自發(fā)進行。 (2)298 K時,ΔH-TΔS=-113.0 kJmol-1-298 K(-145.3 10-3kJmol-1K-1)=-69.7 kJmol-1<0,因此常溫下反應(yīng)能自發(fā)進行。 (3)ΔS=+130 Jmol-1K-1+223 Jmol-1K-1-2186.6 Jmol-1K-1= -20.2 Jmol-1K-1。 答案:(1)不能　1050.7　(2)能 (3)-20.2 Jmol-1K-1