【精品课时同步附带解析】 高二化学人教版选修4 第2.4 化学反应进行的方向

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名称 【精品课时同步附带解析】 高二化学人教版选修4 第2.4 化学反应进行的方向
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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2016-11-28 22:58:15

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人教版《选修四》第二章第四节
化学反应进行的方向
一、选择题
1.下列说法错误的是(  )
A.NH4NO3溶于水是自发过程
B.同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,而固态时最小
C.借助于外力能自发进行的过程,其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D.由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据,更适合于所有的过程
2.能用能量判据判断下列过程方向的是(  )
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,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大
3.下列关于判断过程方向的说法正确的是(  )
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温、高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
4.25
℃和1.01×105
Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7
kJ/mol自发进行的原因是(  )
A.是吸热反应
B.是放热反应
C.是熵减小的反应
D.熵增大效应大于能量效应
5.在一定条件下,对于反应m(A)g+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是(  )
A.ΔH<0 ΔS>0
B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH>0 ΔS>0
D.ΔH<0 ΔS<0
6.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=+163
kJ·mol-1
B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127
kJ·mol-1
C.HgO(s)Hg(l)+O2(g) ΔH=+91
kJ·mol-1
D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) ΔH=-98
kJ·mol-1
7.碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气,下列有关说法中正确的是(  )
A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大
B.碳铵分解是因为外界给予了能量
C.碳铵分解是吸热反应,根据焓判据,不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解
8.某反应:AB+C在室温下不能自发进行,在高温下能自发进行,对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是(  )
A.ΔH<0、ΔS<0
B.ΔH>0、ΔS<0
C.ΔH<0、ΔS>0
D.ΔH>0、ΔS>0
9.下列说法正确的是(  )
A.若某自发反应的ΔS>0,则该反应一定有ΔH<0
B.NH4HCO3(s)NH3
(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57
kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
10.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等),是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),在298
K、100
kPa下,ΔH=-113
kJ·mol-1、ΔS=-145
J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是(  )
A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂
C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
11.下列对化学反应预测正确的是(  )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)===X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)+xG(g)===2Q(g)
ΔH<0,自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)+5Y(g)===4W(g)+6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)+N(g)+2W(l)===4Q(s)
常温下,自发进行
ΔH>0
12.下列有关说法正确的是(  )
A.SO2(g)+H2O(g)===H2SO3(l),该过程熵值增大
B.SO2(g)===S(s)+O2(g) ΔH>0,ΔS<0,该反应能自发进行
C.SO2(g)+2H2S(g)===3S(s)+2H2O(l) ΔH<0,低温下能自发进行
D.某温度下SO2(g)+O2(g)SO3(g),K=
二、非选择题
13.已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g) ΔH=42.3
kJ/mol ΔS=121
J/(mol·K)已知焓变和熵变随温度变化很小,试回答下面的问题:
(1)在298
K下,C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)
(2)在373
K下,C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)
(3)C2H5OH的沸点为(估算)
14.二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:
2CO2(g)===2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH________0,ΔS________0(选填“>”“<”或“=”),在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有________。
a.开发高效光催化剂
b.将光催化剂制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化
c.二氧化碳及水资源的供应
15.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,
α表示平衡转化率,φ表示体积分数):
分析图像,回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中的正反应为______(填“吸热”或“放热”)反应,若p1>p2,该反应的正反应方向也是一个气体分子数__。(填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是________。
(2)反应Ⅱ中,T1________T2(填“>”、“<”或“=”),该正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在反应Ⅲ中,若T2>T1,则此正反应为__。
(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)在图象反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
人教版《选修四》第二章第四节
化学反应进行的方向
参考答案与解析
一、选择题
【答案】
1.C
【解析】硝酸铵溶解是熵值增大的过程,属于自发过程,故A正确;物质的熵值与物质的状态有关,气体的混乱度最大,液体次之,固体最小,故B正确;物质的转化过程就是使物质趋向稳定的过程,物质的能量越低越稳定,所以说不借助于外力能自发进行的过程,其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态,故C错误;反应能够自发进行的判断依据为:△H-T△S<0,所以反应能否自发进行与熵变和焓变都有关,故D正确。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
2.A
【解析】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,A项正确;吸热反应也可以自发进行,例如,在25
℃和1.01×105
Pa时,
(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9
kJ·mol-1,不难看出,上述反应是吸
热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的,B项错误;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,C项错误;扑克牌的无序排列也属于熵判据,D项错误。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
3.C
【解析】有些吸热反应也可以自发进行,如2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是吸热反应,又是熵增的反应,所以A不正确。高温、高压使石墨转化为金刚石,要向体系中输入能量,本质仍然是非自发的,所以B不正确。同一物质:气态时的熵值最大,液态时次之,固态时熵值最小,所以D不正确。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
4.D
【解析】该反应是吸热反应,根据焓判据是不能自发进行的,该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应,并且熵增大效应大于能量效应。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
5.A
【解析】当T不变时,压强越大,C%越低,说明加压平衡左移,则m+n0;温度越高,C%越低,说明升温,平衡左移,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,ΔH<0。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
6.D
【解析】对于A项,ΔH>0,ΔS<0,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,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须升高温度,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。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
7.A
【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;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变。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,故选A。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
8.D
【解析】由题意知,该反应在室温下不能自发反应,根据复合判据,即
ΔH-T低ΔS>0(1),而高温下能自发进行,即ΔH-T高ΔS<0(2),综合(1)(2)可确定ΔH>0,ΔS>0。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
9.B
【解析】自发反应必有ΔH-TΔS<0,当ΔS>0时,ΔH<0或ΔH>0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据进行判断,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,加快化学反应速率,但不能改变反应的方向,D选项错。
【题型】选择题
【难度】容易
【答案】
10.B
【解析】该反应是放热反应,反应物总能量高于生成物的总能量,A项正确;常温下,ΔH-TΔS=-113
kJ·mol-1-298
K×[-145
J·mol-1·K-1]×10-3
kJ/J<0,故常温下该反应可自发进
行,高温和催化剂只是加快反应速率,B项错误,C项正确;CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒,D项正确。答案选B。
【题型】选择题
【难度】一般
【答案】
11.B
【解析】根据复合判据:ΔG=ΔH-T·ΔS,M(s)===X(g)+Y(s),固体分解生成气体,为熵增反应,ΔH>0时,在高温下,能自发进行,A错误;W(s)+xG(g)===2Q(g)ΔH<0,能自发进行,若熵增,任何温度下都能自发进行,若熵减,在低温条件下能自发进行,所以,G的计量数不确定,x等于1、2或3时,都符合题意,B正确;4X(g)+5Y(g)===4W(g)+6G(g)是熵增反应,当ΔH>0时,在高温下可能自发进行,C错误;4M(s)+N(g)+2W(l)===4Q(s)为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应一定是放热反应,D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
【答案】
12.C
【解析】反应由气体物质生成液体物质是熵值减小的反应,A项不正确;ΔH>0,ΔS<0,反应不能自发进行,B项不正确;C项中是一个ΔH<0,ΔS<0的反应。由ΔH-TΔS可知,反应在低温下能自发进行,C项正确;D项中K=。
【题型】选择题
【难度】一般
二、非选择题
【答案】
13.
(1)不能
(2)能
(3)76

【解析】(1)298
K时ΔH-TΔS=42.3
kJ/mol-298
K×121×10-3
kJ/(mol·K)=6.2
kJ/mol>0,所以在298
K时乙醇不能自发转变为C2H5OH(g)。
(2)373
K时ΔH-TΔS=42.3
kJ/mol-373
K×121×10-3
kJ/(mol·K)=-2.8
kJ/mol<0,所以在373
K时乙醇能自发转变为C2H5OH(g)。
(3)ΔH-TΔS=0时为此变化的平衡态即沸点。所以T=ΔH/ΔS=349
K,即乙醇的沸点约为76
℃。
【题型】填空题
【难度】容易
【答案】
14.
(1)> > 不能
(2)ab
【解析】(1)CO燃烧时放热,故其逆反应为吸热反应,即△H>0,因气体的物质的量增多,所以△S>0.△G=△H-T△S<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行,故答案为:>;>;不能;
 (2)根据所以发生反应需要的条件可知需要解决的技术问题有:开发高效光催化剂;将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2催化转化,二氧化碳和水供应充足,不用考虑,故答案为:ab。
【题型】填空题
【难度】容易
【答案】
15.
(1)放热 减小 低温
(2)< 放热 (3)放热
(4)不能
【解析】反应Ⅰ中恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知,恒定温度时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡向右移动,说明此反应为气体分子数减小的反应(a+b>c),即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。反应Ⅱ中T2温度下反应先达到平衡状态,说明T2>T1;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度,平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。反应Ⅲ中同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,φ(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响,φ(C)又减小,出现如图所示的曲线。若T2>T1,温度越高,φ(C)越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。反应Ⅳ中在恒温下压强变化对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应(a+b=c),反应过程中熵变很小,ΔS≈0,若T1>T2,恒压下温度越高α(A)越大,说明升高温度平衡向右移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,则ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
【题型】填空题
【难度】一般