《2019高中化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向精练（含解析）鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向精练（含解析）鲁科版选修4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化学反应的方向A组1.下列过程是非自发的是()A.水由高处向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰解析:自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿空气中的生锈、室温下冰的融化,都是自发过程,其逆向都是非自发的。答案:D2.下列说法不正确的是()A.铁生锈和氢燃烧均为自发放热过程B.冰融化的过程中熵值增加C.无热效应的自发过程是不存在的D.同一物质固态时熵值最小解析:自发过程是在一定条件下不需要外力就能进行的过程。铁生锈和氢燃烧均为混乱度减小、有序性增加、稳定性增强、放出热量的自发反应,A项正确;冰融化即有序性减小,混乱度增加,即熵值增加,B项正确;物质由有序转化为
2、无序时,不一定发生热效应,如分子的扩散现象,C项错误;同一物质在固态时有序性最高,混乱度最小,熵值最小,D项正确。答案:C3.能用能量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概率大解析:A项,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。B项,吸热反应也可以自发进行,例如,在25和1.01105Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJmol-1;(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+7
3、4.9kJmol-1。不难看出,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。C项,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。D项,扑克牌的无序排列也属于熵判据。答案:A4.碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气。下列说法中正确的是()A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应,此反应不应该自发进行,必须借助外力才能进行D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解解析:(NH4)2CO3分解的过程气体分子数增多,是一个熵值增加的过程,用熵判据。答案
4、:A5.某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温时能自发进行,则该反应的H、S应为()A.H0B.H0、S0、S0D.H0、S0解析:由H-TS0时反应能自发进行推知:H0,反应在任何温度下能自发进行;H0、S0、S0,反应在较高温度下能自发进行;H0、S0,反应在较低温度下能自发进行。答案:C6.25 和1.01105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.76 kJmol-1能自发进行的原因是()A.是吸热反应B.是放热反应C.是熵减少的反应D.熵增大效应大于能量效应解析:根据化学反应的能量判据与熵判据综合关系式H-TS0,要使反
5、应自发进行,必须使TSH,所以需要熵增大效应大于能量效应,D项正确。答案:D7.已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJmol-1,下列说法中正确的是()A.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行B.该反应中熵变、焓变皆大于0C.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自发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解析:(NH4)2CO3自发分解是因为体系生成氨气使熵增大。吸热反应焓变大于零,熵增加反应熵变大于零,则H-TS不一定小于零,因此吸热的熵增加反应不一定不能自发进行;焓变不是决定反应方向的唯一因素,
6、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。答案:B8.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)B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)C.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)D.CO(g)C(s)+12O2(g)解析:根据题意,A、B、C项中的三个反应虽然是吸热反应,但均是熵增加的过程,在高温下可能自发进行;而D项中的反应是一个熵减小的吸热反应,故不能自发进行。答案:D9.高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气:N2(g)+O2(g)2NO(g)。试通过计算说明在1 200 的条件
7、下,此反应能否正向自发进行?估算自发进行的最低温度是多少?已知:该反应的H=+180.50 kJmol-1,S=24.77 Jmol-1K-1。解析:1200时,该反应的H-TS=180.50kJmol-1-(1200+273)K24.7710-3kJmol-1K-1=144.01kJmol-10,故该温度下反应不能正向自发进行。H-TSHS=180.50kJmol-10.02477kJmol-1K-1=7287K,即此反应自发进行的最低温度为7287K。答案:1 200 不能自发进行。自发进行的最低温度是7 287 K。10.煤是我国城乡居民生活和取暖使用比较多的能源。(1)煤不充分燃烧可生
8、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,H-TS=-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?解析:(1)该反应的H为正
9、值,S为负值,H-TS恒为正值,任何温度下都是非自发变化。(2)因为298K、101.325kPa时,该反应的H=-402.0kJmol-1,H-TS=-345.7kJmol-1,则有S=-402.0kJmol-1-(-345.7kJmol-1)298K=-0.189kJmol-1K-1。要使反应能自发进行,需使H-TS0,即-402.0kJmol-1-T(-0.189kJmol-1K-1)0,得T0,H-TS0B.S0C.S0,H-TS0D.S0,H-TS0,S0,在某温度时能自发向右进行,|H-TS|=17kJmol-1,只有H-TS=-17kJmol-10,知该过程H-TS0是自发的,而
10、逆过程S0,不能自发进行,所以D错。答案:D4.能源是人类社会发展进步的物质基础,能源、信息、材料一起构成了现代文明的三大支柱。甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料,并且能显著降低汽车尾气对大气的污染。已知:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)H1=-443.6 kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H2=-566.0 kJmol-1(1)试写出CH3OH(l)完全燃烧生成H2O(g)的热化学方程式:。(2)有人建议,投资研究由CO2和H2O(g)来制取CH3OH(l),如果成功,既能缓解能源紧张,又能解决温室效应的问题
11、。请你分析论证,该建议是否可行?解析:(1)将题给热化学方程式依次编号为、。2+得甲醇完全燃烧的热化学方程式:2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)H=-1453.2kJmol-1。(2)根据题意,若由CO2和H2O(g)制取甲醇,即发生如下反应:2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(l)+3O2(g)H=+1453.2kJmol-1,其反应的H0,又由于反应后气体物质的量减少,所以S0,又由于该反应后气体物质的量减少,所以S0,因此H-TS恒大于0,故该反应不能自发进行,此建议不具有可行性。5.已知甲烷隔绝空气在不同温度下有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,在图书馆查到了如下热力学数据:的H(298 K)=+74.848 kJmol-1,S(298 K)=+80.674 Jmol-1K-1;的H(298K)=+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。请帮助这位同学考虑如下问题:(1)判断反应高温自发还是低温自发:(填“高温”或“低温”)。(2)通过计算判断反应在常
