鲁科版选修4第二章第一节 化学反应的方向(练习)

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名称 鲁科版选修4第二章第一节 化学反应的方向(练习)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2010-09-15 19:44:00

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文档简介

《化学反应的方向》检测题
A卷 (基础训练)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下面是生活中的几个自发过程,你认为其中能用熵判据解释的是( )。
A. 自然界中水由高处往低处流
B. 0℃时水变为冰
C. 墨水滴到水中会扩散到整个水体
D. 铁器暴露在潮湿空气中会生锈并放出热量
2. 如果一个反应△H-T△S值为零,则此反应( )。
A. 能自发进行 B. 是放热反应
C. 不进行 D. 处于平衡状态
3. 下列几个过程中,属于熵减的变化是(  )。
A. 干冰的升华
B. NaCl溶于水
C. NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s)
D. 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
4. 已知:Mg(s)+Cl2(g)==MgCl2(s) △H(298K) =-642 kJ·mol-1,试判断下列说法正确的是(  )。
A. 在任何温度下,正向反应是自发的
B. 在任何温度下,正向反应是不自发的
C. 高温下,正向反应是自发的;低温下,正向反应不自发
D. 高温下,正向反应是不自发的;低温下,正向反应自发
5. 以下自发过程可用能量判据来解释的是( )。
A.硝酸铵自发地溶于水
B.两种理想气体自发混合时热效应为0
C.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
6. 下列关于自发过程的说法中正确的是( )。
A. 自发过程的逆过程在此条件下是非自发的
B. 自发变化一定能进行,非自发变化一定不能进行
C. 自发反应一定能进行彻底
D. 可以通过改变温度或加催化剂的办法使非自发反应转变为自发反应
7. 常温下氯化铵自发溶解过程表示如下,NH4Cl(s)==NH4+(aq)+Cl-(aq) △H(298K)= 14.7kJ·mol-1,下列关于此过程的判断中正确的是( )。
A. 溶解过程都是吸热的
B. 此过程的熵变一定大于0
C. 无法判断此过程的熵变大小
D. 氯化铵的溶解过程在任何温度下都自发
8. 已知碳酸钙的分解①CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)仅在高温下自发;氯酸钾的分解②2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)在任何温度下都自发,下面有几组焓变数据,其中可能正确的是( )。
A.△H1=-178.32kJ·mol-1 △H2=-78.3kJ·mol-1
B.△H1=178.32kJ·mol-1 △H2=-78.3kJ·mol-1
C.△H1=-178.32kJ·mol-1 △H2=78.3kJ·mol-1
D.△H1=178.32kJ·mol-1 △H2=78.3kJ·mol-1
9. 碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是( )。
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
10.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) △H(298K)=-393.5kJ/mol和C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H(298K)=-395.4kJ/mol,已知相同条件下石墨的熵值大。从理论上判断下列关于金刚石和石墨的相互转化的说法正确的是( )
A. 石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B. 石墨转化成金刚石的反应必须借助外动力
C. 石墨转化为金刚石仅在高温下自发
D. 金刚石转化为石墨仅在高温下自发
二、填空题(本题包括3小题,共28分)
11. (12分)判断下列过程的熵变的正负(填“>0”或“<0”)
(1) 溶解少量蔗糖于水中, △S__________;
(2) 纯碳和氧气反应生成 CO(g), △S__________;
(3) 液态水蒸发变成水蒸气, △S____________;
(4) CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),△S____________。
12. (8分)已知反应N2O4(g)==2NO2(g) △H=57.24kJ·mol-1 △S=176J·mol-1·K-1则在298.15K时该反应自发向 进行(填“左”或“右”),在500K时反应自发向 进行。
13.(8分)由铁矿石生产金属铁有两种可能的途径:
①Fe2O3(s)+3∕2C(s)==2Fe(s)+ 3∕2CO2(g)
△H=231.93kJ·mol-1 △S=276.32J·mol-1·K-1
②Fe2O3(s)+3H2(g)==2Fe(s)+3H2O(g)
△H=96.71kJ·mol-1 △S=138.79J·mol-1·K-1
(1)试判断这两个反应在高温还是低温下自发进行 。
(2)上述反应中的 (填序号)可以在较低温度下进行。
三、计算题(本题包括2小题,共 22分)
14. (10分)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是
SiO2(s)+4HF(g) ==SiF4(g)+2H2O(g)
△H(298.15K)=-94.0kJ·mol-1 △S(298.15K)=-75.8J·mol-1 ·K-1 设△H和△S不随温度而变,试求此反应自发进行的温度条件。
15.(12分)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)==NO(g)。式通过计算说明在1200℃的条件下,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:△H=180.50 kJ·mol-1 ,△S=247.7J·mol-1 ·K-1 )
B卷
(能力提高)
(时间:30分钟 满分:50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题6分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 反应CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH) 2(s)在298.15K下是自发的。其逆反应在高温下变为自发进行的反应,那么可以判定在298.15K时正反应的状态函数变化是( )。
A. △H>0,△S >0 B. △H<0,△S<0
C. △H>0,△S<0 D. △H<0,△S<0
2. H2O(g)的正常沸点是100℃, 在101.125 kPa时下列过程中△H-T△S>0的是( )。
A. H2O(l,120℃) → H2O(g,120℃)
B. H2O(l,110℃) → H2O(g,110℃)
C. H2O(l,100℃) → H2O(g,100℃)
D. H2O(l,80℃) → H2O(g, 80℃)
3. 下述吸热反应在298 K、100 kPa下是非自发的,在高温下可变成自发的是( )。
A. CaCO3(s)→CaO(s) + CO2(g)
B. 2CuCl2 (s)→2CuCl(s) + Cl2 (g)
C. 2SO3(g)→2SO2(g) + O2(g)
D. 所有这些反应
4. 下列3个反应:①S(s)+O2(g)→SO2(g) ② H2(g)+O2(g)→H2O2(l) ③C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g) 按△S增加的顺序为( )。
A. ②①③   B. ③②①  C. ②③①  D. ①③②
二、简答题(本题包括2小题,共26分)
5. (12分)已知C2H5OH(l)==C2H5OH(g)
△H=42.3kJ·mol-1 △S=121J·mol-1·K-1
已知焓变和熵变随温度变化很小,试回答下面问题:
(1)在298K下,C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(2)在373K下,C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?
(3)请估算C2H5OH的沸点。
6. (14分)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:①CH4(g)→C(s)+2H2(g)②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取碳黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据:
①的△H(298K)=74.848kJ·mol-1 △S(298K)=80.674J·mol-1·K-1
②的△H(298K)=376.426 kJ·mol-1 △S(298K)=220.211J·mol-1·K-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)判断该反应高温自发还是低温自发 (填高温或低温)。
(2)判断此反应自发进行由焓变还是熵变决定 。
(3)通过计算判断此反应在常温下能否自发进行。
(4)求算制取碳黑的允许温度范围。
(5)为了提高甲烷的碳化程度,你认为下面四个温度中最合适的是 。
A. 905.2K B. 927K C. 1273K D. 2000K
参考答案
A卷
一、选择题
1. C 提示:水由高处往低处流是势能减小,用能量判据,所以A项错误。水结冰是熵减的放热过程,焓判据有利自发,熵判据不利自发,B项错误。D是放热的熵减反应,焓判据有利自发。
2. D 提示:△H-T△S=0只能证明在平衡状态,所以D项正确。平衡是动态平衡,不能说“反应不进行”。
3. C 提示:只有C项是气体分子数减小的反应。
4. D 提示:此反应是△H<0,△S<0的反应,低温有利正向自发。
5. D 提示:盐的溶解过程主要是熵判据, A项错误。两理想气体混合焓变为0,只能用熵判据,所以B项错误。C项为吸热的熵增反应,熵判据有利自发反应,焓判据不利自发反应,即不能用能量判据。
6. A 提示:反应是否实际进行还要受速率影响,B项错误。自发反应总是向△H-T△S<0的方向进行,直至达到平衡状态, C项错误。温度可以使△H和△S正负相同的不自发反应转变为自发反应,但催化剂不能,D项错误。
7. B 提示:浓硫酸、NaOH固体的溶解过程放热,所以A项错误。由于焓判据对自发不利,只能用熵判据,即△S >0,所以C项错误。△H>0,△S >0说明低温自发,所以D项错误。
8. B 提示:仅在高温自发说明△H1>0,△S1>0;任何温度自发说明△H2<0,△S2>0。
9. A 提示:气体分子数增多,用熵判据。
10. B 提示:石墨转变为金刚石是吸热(△H>0)的熵减(△S<0)反应,所以任何温度下都不自发,必须借助外力。
二、填空题
11.(1)>0 >0 >0 >0
12. 左 右
13.(1)高温 (2) ② 提示:T1 === 839 (K) ;T2 === 697 (K)。所以第二种途径可以在较低温度下进行。
三、计算题
14. 1240K
提示:由△H-T△S=-94.0kJ·mol-1-T×(-75.8×10-3kJ·mol-1·K-1)<0,解得T<1240K。
15. 此反应在1200℃时能自发进行;自发进行的最低温度是728.7K。
提示:△H-T△S=180.50 kJ·mol-1-(1200+273)K×247.7J·mol-1·K-1=-184362 J·mol-1<0。故此反应在1200℃时能自发进行。
自发进行的最低温度是:T=△H/△S=180.50 kJ·mol-1/247.7J·mol-1·K-1=728.7K。
B卷
一、选择题
1. B 提示:低温时正向自发反应,说明△H<0;逆反应高温下变为自发进行即正反应高温下不自发,高温时△S起主要作用,所以△S<0。
2. D 提示:△H-T△S>0说明此过程不自发,常压下只有高于100℃时水才自发变为气态。
3. D 提示:低温不自发、高温自发说明△H>0,△S >0。
4. A 提示:由气体分子数判断三个反应的△S分别是约为0、小于0、大于0。
二、简答题
5. 提示:(1)298K时△H-T△S=42.3kJ·mol-1-298K×121×10-3KJ·mol-1·K-1=6.2kJ·mol-1>0,所以在298K时乙醇不自发蒸发为气体。
(2)373K时△H-T△S=42.3kJ·mol-1-373K×121×10-3KJ·mol-1·K-1=-2.8kJ·mol-1<0,所以在373K时乙醇能自发蒸发为气体。
(3)△H-T△S=0时为此变化的平衡态即沸点。
所以T==349K即乙醇的沸点约为76℃。
6. (1)高温 (2)熵变
(3)△H-T△S=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3kJ/(mol·K)×298K=50.808kJ/mol>0,所以该反应常温下不自发进行。
(4)裂解为碳黑时,△H-T△S=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3kJ/(mol·K)×T<0,得T>927.8K,即裂解为碳黑的最低温度为927.8K。
裂解为乙炔时,△H-T△S=376.426 kJ·mol-1-220.211×10-3kJ/(mol·K)T<0,得T>1709.4K,即温度高于1790.4K自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取碳黑,温度需控制在927.8K~1790.4K。
(5) C