化学·选修/化学反应原理(鲁科版)
第1节 化学反应的方向
1．过程的自发性的作用是( )
A．判断过程的方向
B．确定过程是否一定会发生
C．判断过程发生的速率
D．判断过程的热效应
解析：反应过程的自发性用于判断反应过程的方向。
答案：A
2．(双选题)下列反应中，熵显著增加的反应是( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
B．CaCO3(s)＋2HCl(l)===CaCl2(l)＋CO2(g)＋H2O(l)
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
D．2HgO(s)===2Hg(l)＋O2(g)
解析：一个化学反应能够进行，从熵变化角度来讲一般是增加的，熵增加的标志是反应中分子数增加，特别是气态分子数增多。A项中分子数由3→1，B项中分子数由无→1，C项中分子数不变，D项中分子数由无→1。21教育网
答案：BD
3．已知反应CO(g)===C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。该ΔH与ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是( )21cnjy.com
A．低温下是自发变化
B．高温下是自发变化
C．低温下是非自发变化，高温下是自发变化
D．任何温度下都是非自发变化
解析：由知ΔH－TΔS>0，且随温度升高而增加。
答案：D
4．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应，故A项错误；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变，故B项错误；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，故D项错误。【出处：21教育名师】
答案：C
5．能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应中的能量变化在能源紧缺的今天具有很重要的意义。已知下列热化学方程式：【版权所有：21教育】
① 2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(l) ΔH＝－570 kJ·mol－1
② H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
③ C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
④ C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
⑤ CO2(g)＋2H2O(g)===CH4(g)＋2O2(g) ΔH＝890 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)向上述反应中属于放热反应的是(填序号)________。
解析：由ΔH<0时为放热反应可知，①②③④为放热反应；
答案：①②③④
(2)盖斯定律在生产和科学研究中具有很重要的意义。有些反应的反应热虽然很难直接测量，但可通过间接的方法求得。根据以上反应的ΔH值求出反应C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)的ΔH＝________。www.21-cn-jy.com
解析：将③－②可得C(s)＋H2O(g)＝H2(g)＋CO(g)
ΔH＝(－110.5 kJ/mol)－(－242 kJ/mol)＝＋131.5 kJ/mol；
答案：131.5 kJ·mol－1
(3)(2)中反应的熵ΔS________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；又已知：ΔG＝ΔH－TΔS(T指温度)，当ΔG＜0时可自发进行，则该反应在什么条件下可自发进行？________。21*cnjy*com
解析：该反应吸热，且气体分子数增加，ΔS＞0，则反应在高温条件下能自发进行。
答案：＞ 高温
6．高炉炼铁中常用焦炭还原Fe2O3。请运用所学知识判断用焦炭还原Al2O3炼制金属铝的可能性。如果要实现这一过程，最低温度需要是多少？
已知298 K时反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g)的ΔH＝2 171 kJ·mol－1，ΔS＝635.5 J·mol－1·K－1。
解析：据反应自发性的判据：
ΔH－TΔS＝2 171 kJ·mol－1－298 K×635.5×10－3 kJ·mol－1·K－1＝1 981.62 kJ·mol－1>0，可见在298 K时用炭还原Al2O3制Al是不可能实现的。由于温度对ΔH、ΔS的影响不大，可认为ΔH、ΔS为常数，则T>时反应可以自发进行，即：＝＝3 416 K＜T。
答案：炼制金属铝不可能实现。如果要实现这一过程，最低温度需要3416 K。
1．(双选题)下列过程属于熵增加的是( )
A．固体的溶解过程
B．气体扩散过程
C．水蒸气变为液态水
D．CO(g)＋2H2O(g)===CH3OH(g)＋O2(g)
解析：固体的溶解过程、气体的扩散过程都是体系混乱度增加的过程，即熵增加的过程。
答案：AB
2．对于温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是( )
A．ΔH<0，ΔS>0，所有温度下反应自发进行
B．ΔH>0，ΔS>0，所有温度下反应自发进行
C．ΔH<0，ΔS<0，低温度下反应自发进行
D．ΔH>0，ΔS<0，所有温度下反应不能自发进行
解析：ΔH＞0，ΔS＞0则反应在高温条件下能自发进行故B说法不正确。
答案：B
3．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS>0
C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
解析：冰融化为水，吸收热量，所以ΔH>0，冰的熵值低于水的，因此ΔS>0。
答案：C
4．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法的理解的叙述中，正确的是( )
A．所有的放热反应都是自发进行的
B．所有的自发反应都是放热的
C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D．焓变是决定反应是否具有自发性的判据
解析：多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，因此说焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素，但不是唯一因素。
答案：C
5．在图甲中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(如乙图所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。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( )
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：由题意知ΔH＝0，ΔS>0，由ΔH－TΔS知该过程的逆过程不能自发进行，所以D项错误。
答案：D
6．某化学反应其ΔH＝122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
解析：当ΔH－TΔS＜0时反应可以自发进行，由于该反应的ΔH、ΔS均为正值，则只有在高温时ΔH－TΔS才可能为负值，反应才可自发进行。21世纪教育网版权所有
答案：C
7．对于平衡体系mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，下列结论正确的是( )
A．若此反应为放热反应，则该反应在任何条件下均可自发进行
B．若m＋n＜p＋q，则此反应的ΔS＞0
C．根据ΔH－TΔS，若此反应的ΔH＞0，ΔS＜0，则该反应在任何条件下均可自发进行
D．该反应无论m＋n与p＋q大小如何，均是熵值增加的过程
解析：放热的熵增反应才能在任何条件下自发进行，A、C两项错误；气体分子数增加，ΔS＞0，故B项正确，D项错误。21·cn·jy·com
答案：B
8．(1)化学反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝178.2 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝169.6 J·mol－1·K－1，常温下该反应________(选填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于______K。
解析：298 K时ΔH－TΔS＝178.2 kJ·mol－1－298 K×169.6×10－3 kJ·mol－1·K－1＝128 kJ·mol－1>0，故常温下反应不能自发进行。【来源：21·世纪·教育·网】
当ΔH－TΔS＝0时，
T＝＝＝1 051 K，故当T>1 051 K时，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行。
答案：不能 1 051
(2)化学反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1，反应在常温下________(选填“能”或“不能”)自发进行。21·世纪*教育网
解析：298 K时，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ·mol－1－298 K×(－145.3×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－69.7 kJ·mol－1<0，因此常温下反应能自发进行。www-2-1-cnjy-com
答案：能
(3)求反应2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)标准熵变。已知：HCl(g)的S＝186.6 J·mol－1·K－1，H2(g)的S＝130 J·mol－1·K－1，Cl2(g)的S＝223 J·mol－1·K－1，ΔS＝________。
解析：ΔS＝130 J·mol－1·K－1＋223 J·mol－1·K－1－2×186.6 J·mol－1·K－1＝－20.2 J·mol－1·K－1。
答案：－20.2 J·mol－1·K－1
9．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CO为主，低于980 K时以CO2为主。已知2CO(g)? CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS的正负符号为________；当体系温度高于980 K时，ΔH－TΔS的正负符号为________。 21*cnjy*com
解析：温度高于980 K时C的氧化产物是以CO为主，说明反应2CO(g)??CO2(g)＋C(s)逆向进行，因此，当体系温度高于980 K时，ΔH－TΔS的正负符号为正，温度低于980 K时C的氧化产物是以CO2为主，说明反应2CO(g)??CO2(g)＋C(s)正向进行，因此，当体系温度低于980 K时，ΔH－TΔS的正负符号为负。2·1·c·n·j·y
答案：负 正
10．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g) ΔH＝42.3 kJ·mol－1，ΔS＝121 J·mol－1·K－1【来源：21cnj*y.co*m】
已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面问题：
(1)在298 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
解析：在298 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ·mol－1－298 K×121×10－3 kJ·mol－1·K－1＝6.2 kJ·mol－1＞0，故在298 K时乙醇不能自发蒸发为气体。21教育名师原创作品
答案：不能
(2)在373 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
解析：在373 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ·mol－1－373 K×121×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－2.8 kJ·mol－1＜0，故在373 K时乙醇能自发蒸发为气体。2-1-c-n-j-y
答案：能
(3)请估算C2H5OH的沸点。
解析：当ΔH－TΔS＝0时为此变化的平衡态即乙醇的沸点。故T＝＝349 K，即乙醇的沸点约为76 ℃。
答案：76 ℃
