1. 以下对影响反应方向因素的判断不正确的是( )。
A. 有时焓变对反应的方向起决定性作用
B. 有时熵变对反应的方向起决定性作用
C. 焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D. 任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用
【答案】D
【解析】ΔH<0,ΔS<0,低温下反应自发进行,则说明此时焓变对反应的方向起决定作用,A正确;ΔH>0,ΔS>0,高温下反应自发进行,则说明此时熵变对反应的方向起决定作用,B正确;依据ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,说明焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素,C正确;如果反应的焓变和熵变的作用相反且相差不大时,温度有可能对反应的方向起决定作用,D错误。
2. 已知:ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0,反应能自发进行,ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是( )。
A. 非自发反应在任何条件下都不能发生
B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
C. 自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D. 凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发进行的反应
【答案】B
【解析】非自发反应在一定条件下也能发生,如碳酸钙的分解反应在常温下不能自发进行,在高温下就可以自发进行,A错误; 熵增加且放热的反应,ΔS>0、ΔH<0,则ΔG=ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行,B正确;反应能否自发进行,由熵变、焓变和反应温度共同决定,所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行,C错误;根据上述分析可知,反应能否自发进行,由熵变、焓变和反应温度共同决定,所以放热反应或吸热反应都可能自发进行,D错误。
【点睛】本题主要考查反应能否自发进行的判断依据,试题难度一般。解答本题的关键是要注意ΔG=ΔH-TΔS,ΔG为自由能变化,ΔH为焓变,ΔS为熵变,T为热力学温度,反应能否自发进行是由焓变、熵变和温度共同决定的,ΔG<0时反应能够自发进行,ΔG>0时反应不能自发进行,根据ΔG是否小于0解答即可。
3. 对于一定不能自发进行的反应来说,反应后体系的( )。
A. 混乱度增大,而能量降低 B. 混乱度降低,而能量增大
C. 混乱度降低,而能量降低 D. 混乱度增大,而能量增大
【答案】B
【解析】混乱度增大ΔS>0,能量降低ΔH<0,得到:ΔH-TΔS<0,反应一定自发进行,A不符合题意;混乱度减少ΔS<0,能量增加ΔH>0,得到:ΔH-TΔS>0,反应一定不能自发进行,B符合题意;混乱度减少ΔS<0,能量降低ΔH<0,低温下可以自发进行,C不符合题意;混乱度增大ΔS>0,能量增加ΔH>0,高温下反应可以自发进行,D不符合题意。
4. 下列反应一定属于非自发进行的是( )。
A. N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
B. CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=+1921.8kJ/mol
C. C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ/mol
D. 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
【答案】A
【解析】根据复合判据,当时,反应可以自发进行,以此解题。反应特征分析,反应的ΔH> 0,ΔS<0,则H-TΔS>0,反应一定非自发进行,A符合题意;反应ΔH>0,ΔS>0,高温下可能△ΔH-TΔS<0,B不符合题意;反应的ΔH <0,ΔS=0,则ΔH-TΔS<0,反应一定自发进行,C不符合题意;反应ΔH<0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,低温下反应可能自发进行,D不符合题意。
5. 某反应2C(g) A(g)+2B(g),已知ΔH<0,下列判断正确的是( )。
A. 仅常温下反应可以自发进行 B. 仅高温下反应可以自发进行
C. 任何温度下反应均可以自发进行 D. 任何温度下反应均难以自发进行
【答案】C
【解析】体系的自由能公式ΔG=ΔH-T·ΔS。当ΔH<0,ΔS>0时,反应一定能自发进行;当ΔH>0,ΔS<0时,反应一定不能自发进行;当ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0时,反应能否自发进行,还与温度有关,一般低温时焓变影响为主,高温时,熵变影响为主。总之,ΔG<0,在任何温度下反应均可以自发进行。该反应的正反应是个体系混乱程度增大的放热反应。由体系的自由能公式ΔG=ΔH-T·ΔS可知:ΔG<0,所以能自发进行,故选C。
6. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是( )。
A. ΔH <0、ΔS >0的反应在温度低时不能自发进行
B. 在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气的反应方向
C. 反应 CaCO3(s) === CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH <0
D. 一定温度下,反应 MgCl2(l)== =Mg(l)+Cl2(g)的ΔH >0、ΔS >0
【答案】D
【解析】根据ΔG=ΔH-TΔS,对于ΔH <0、ΔS >0的反应在温度低时,ΔG<0,反应能够自发进行,A错误;催化剂只能改变反应速率,但不改变反应的方向,B错误;反应 CaCO3(s) === CaO(s)+CO2(g)中有气体生成,ΔS >0,室温下不能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS>0,说明该反应的ΔH>0,C错误;反应 MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)中有气体生成,ΔS >0,一般来说,分解反应是吸热反应,故ΔH >0,D正确。
7. 下列叙述正确的是( )。
A. 反应物分子间发生碰撞一定能发生化学反应
B. 反应过程的自发性可判断过程发生的速率
C. 反应在室温下可自发进行,则该反应的
D. 反应
【答案】C
【解析】据碰撞理论,反应物分子间发生有效碰撞才能发生化学反应,A错误;反应过程的自发性可判断反应是否能发生,不能判断发生的速率,B错误;反应的,在室温下可自发进行,则,则一定有,C正确;反应为气体分子数减少的反应,熵变,可自发进行,则,则一定有,D错误。
8. 2021年4月22日的领导人气候峰会上,习主席表示中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。将二氧化碳转化为甲醇,既能缓解环境问题,又能解决能源危机,其反应方程式如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能自发进行,则_______0(填“<”或“>”或“=”);该反应自发进行的条件是_______。
(2)将一定量由和组成的混合气体充入绝热恒容容器中(反应Ⅰ、Ⅱ同时发生),下列可以作为判断反应Ⅰ、Ⅱ共同达到平衡状态的依据为_______。
A. 装置内温度不变 B. 气体密度不变
C. D. 与物质的量之比不变
(3)在体积固定为的密闭容器中通入和进行反应。
①下列说法正确的是_______。
A.反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以该反应的等于零
B.由图可知:下,时以反应Ⅰ为主,后以反应Ⅱ为主
C.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,要提高甲醇的产率需采取高温高压
D.由图可知,在相同的压强下平衡转化率随温度升高先减小后增大
②在上图中温度高于时,随着压强的增大,平衡转化率减小,请解释原因。_______
【答案】(1) < 低温
(2)AD
(3)① BD ②增压使反应Ⅰ平衡正移,水蒸气浓度增大,从而导致反应Ⅱ平衡逆移,CO2平衡转化率减小
【解析】(1)反应Ⅰ,反应自发,故反应放热,,,反应低温时自发;(2)装置内温度不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;反应前后气体总质量不变,容器容积不变,容器内气体密度始终不变,故容器内气体密度不变无法判断反应是否达到平衡状态,B错误;v正(CO2)=3v逆(H2),无法判断反应Ⅱ达到平衡状态,C错误;CH3OH与H2O物质的量之比不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确;(3)①反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,但每种物质的熵值不同,ΔS不等于0,A错误;反应Ⅰ正向放热,升温平衡逆向移动,二氧化碳转化率降低,反应Ⅱ正向吸热,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率变大,由图可知,0.1MPa下,200℃~ 500℃时二氧化碳转化率降低,以反应I为主,550℃后二氧化碳转化率增大,以反应Ⅱ为主,B正确;反应I正向放热,高温平衡逆移,甲醇的产率降低,反应I正向气体分子数减小,高压平衡正向移动,甲醇的产率提高,C错误;由图可知,在相同的压强下CO2平衡转化率随温度升高先减小,以反应I为主,后增大,以反应Ⅱ为主,D正确;②在图中温度高于800℃时,随着压强的增大,CO2平衡转化率减小,原因是增压使反应I平衡正移,水蒸气浓度增大,从而导致反应Ⅱ平衡逆移,CO2平衡转化率减小。
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9. (2024·辽宁节选)为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理废气:。
回答下列问题:
(1)_______0(填“>”或“<”);_______℃。
(2)结合以下信息,可知的燃烧热_______。
【答案】(1)①< ②360℃ (2)-285.8
【解析】(1)反应前后的气体分子数目在减小,所以该反应<0,该反应为放热反应,由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率,所以在流速低的时候,温度越高,HCl的转化率越小,故T1代表的温度为440℃,T3为360℃。
(2)表示氢气燃烧热的热化学方程式为④,设①,②,③,则,因此氢气的燃烧热-57.2kJ/mol-184.6kJ/mol-44kJ/mol=-285.8。
10. (2024·浙江6月节选)氢是清洁能源,硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为,)
请回答:(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断
【答案】(1)C (4)①O2+4e-+2CO2=2 ②70%
【解析】(1)反应, ,由可知,任意温度下,该反应均能自发进行,答案选C。化学反应速率与化学平衡
化学反应的方向
1. 以下对影响反应方向因素的判断不正确的是( )。
A. 有时焓变对反应的方向起决定性作用
B. 有时熵变对反应的方向起决定性作用
C. 焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D. 任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用
2. 已知:ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0,反应能自发进行,ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是( )。
A. 非自发反应在任何条件下都不能发生
B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
C. 自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D. 凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发进行的反应
3. 对于一定不能自发进行的反应来说,反应后体系的( )。
A. 混乱度增大,而能量降低 B. 混乱度降低,而能量增大
C. 混乱度降低,而能量降低 D. 混乱度增大,而能量增大
4. 下列反应一定属于非自发进行的是( )。
A. N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
B. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+1921.8kJ/mol
C. C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ/mol
D. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566kJ/mol
5. 某反应2C(g) A(g)+2B(g),已知ΔH<0,下列判断正确的是( )。
A. 仅常温下反应可以自发进行 B. 仅高温下反应可以自发进行
C. 任何温度下反应均可以自发进行 D. 任何温度下反应均难以自发进行
6. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是( )。
A. △H <0、△S >0的反应在温度低时不能自发进行
B. 在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气的反应方向
C. 反应 CaCO3(s) === CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH <0
D. 一定温度下,反应 MgCl2(l) ===Mg(l)+Cl2(g)的 ΔH >0、ΔS >0
7. 下列叙述正确的是( )。
A. 反应物分子间发生碰撞一定能发生化学反应
B. 反应过程的自发性可判断过程发生的速率
C. 反应在室温下可自发进行,则该反应的
D. 反应
8. 2021年4月22日的领导人气候峰会上,习主席表示中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。将二氧化碳转化为甲醇,既能缓解环境问题,又能解决能源危机,其反应方程式如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能自发进行,则_______0(填“<”或“>”或“=”);该反应自发进行的条件是_______。
(2)将一定量由和组成的混合气体充入绝热恒容容器中(反应Ⅰ、Ⅱ同时发生),下列可以作为判断反应Ⅰ、Ⅱ共同达到平衡状态的依据为_______。
A. 装置内温度不变 B. 气体密度不变
C. D. 与物质的量之比不变
(3)在体积固定为的密闭容器中通入和进行反应。
①下列说法正确的是_______。
A.反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以该反应的等于零
B.由图可知:下,时以反应Ⅰ为主,后以反应Ⅱ为主
C.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,要提高甲醇的产率需采取高温高压
D.由图可知,在相同的压强下平衡转化率随温度升高先减小后增大
②在上图中温度高于时,随着压强的增大,平衡转化率减小,请解释原因_______
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9. (2024·辽宁节选)为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理废气:。
回答下列问题:
(1)_______0(填“>”或“<”);_______℃。
(2)结合以下信息,可知的燃烧热_______。
10. (2024·浙江6月节选)氢是清洁能源,硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为,)
请回答:(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断