-新教材高中化學(xué)課時檢測8化學(xué)反應(yīng)的方向含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE6化學(xué)反應(yīng)的方向1．研究化學(xué)反應(yīng)的方向具有重要意義。下列說法正確的是()A．電解水的反應(yīng)屬于自發(fā)反應(yīng)B．能自發(fā)進行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生C．自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH<0解析：選D電解水的反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)，常溫下水無法分解為氫氣和氧氣，A項錯誤；能自發(fā)進行的反應(yīng)，其反應(yīng)速率和濃度、溫度、壓強、催化劑等因素有關(guān)，不一定能迅速發(fā)生，B項錯誤；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵不一定減小，C項錯誤；反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的氣體分子數(shù)減小，熵減小，在常溫下能自發(fā)進行，則一定是放熱反應(yīng)，ΔH<0，D項正確。2．下列說法正確的是()A．放熱反應(yīng)都是自發(fā)的B．反應(yīng)能否自發(fā)與溫度有關(guān)C．熵增大的反應(yīng)都是自發(fā)反應(yīng)D．具有足夠高能量的分子間發(fā)生的碰撞稱為有效碰撞解析：選BΔH－TΔS<0的反應(yīng)能自發(fā)進行，則放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)的，A說法錯誤；根據(jù)綜合判據(jù)，反應(yīng)能否自發(fā)與溫度有關(guān)，B說法正確；ΔH－TΔS<0的反應(yīng)能自發(fā)進行，則熵增大的反應(yīng)不一定都是自發(fā)反應(yīng)，C說法錯誤；能引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞，D說法錯誤。3．已知“凡氣體分子總數(shù)增加的反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)”。下列反應(yīng)中，在任何溫度下都不能自發(fā)進行的是()A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0解析：選B該反應(yīng)ΔH<0，ΔS>0，任何溫度都自發(fā)，A項錯誤；該反應(yīng)ΔH>0，ΔS<0，任何溫度都不自發(fā)，B項正確；該反應(yīng)ΔH<0，ΔS<0，低溫自發(fā)，C項錯誤；該反應(yīng)ΔH>0，ΔS>0，高溫自發(fā)，D項錯誤。4．已知NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，下列說法正確的是()A．該反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進行B．該反應(yīng)是一個熵增加的反應(yīng)C．其他條件不變，使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向D．能自發(fā)進行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，不能自發(fā)進行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)解析：選B反應(yīng)自發(fā)進行的條件為ΔG＝ΔH－TΔS<0，已知NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，ΔH>0，正反應(yīng)方向為混亂度增大的方向，ΔS>0，高溫時，ΔG＝ΔH－TΔS<0，該反應(yīng)能自發(fā)進行，故A錯誤；根據(jù)A項分析，正反應(yīng)方向為混亂度增大的方向，ΔS>0，該反應(yīng)是一個熵增加的反應(yīng)，故B正確；其他條件不變，使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡移動，則不能改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向，故C錯誤；反應(yīng)能否自發(fā)進行與吸、放熱無關(guān)，如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但能自發(fā)進行，故D錯誤。5．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制造的器皿放在0℃、100kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能繼續(xù)使用[已知在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)的焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9J·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1，當ΔH－TΔSA．會變 B．不會變C．不能確定 D．升高溫度才會變解析：選A在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。因此，在0℃、100kPa條件下，該反應(yīng)的ΔG＝ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)＝－376.37J·mol－1＜0，因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。6．下列有關(guān)說法不正確的是()A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進行B．非自發(fā)反應(yīng)在某些條件下也能夠?qū)崿F(xiàn)C．室溫下，冰溶于水的過程是一個自發(fā)反應(yīng)D．已知反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH<0解析：選CNa與H2O反應(yīng)的方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(ΔH<0)，且屬于熵增，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，推出ΔG<0，該反應(yīng)能自發(fā)進行，A正確；非自發(fā)反應(yīng)并不是在任何條件下都不能實現(xiàn)，取決于溫度等外界條件，如銅和稀硫酸不反應(yīng)，但在電解條件下可生成硫酸銅和氫氣，B正確；常溫下，冰溶于水屬于物理變化，不屬于化學(xué)反應(yīng)，C錯誤；該反應(yīng)為熵減，即ΔS<0，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，該反應(yīng)能自發(fā)進行，說明ΔG<0，從而推出ΔH<0,D正確。7．下列有關(guān)說法中正確的是()A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低溫下能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH＞0B．NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的ΔH<0C．若ΔH>0，ΔS<0，化學(xué)反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進行D．加入合適的催化劑能降低反應(yīng)活化能，從而改變反應(yīng)的焓變解析：選CΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0，反應(yīng)正向自發(fā)進行；ΔG＝0，反應(yīng)處在平衡狀態(tài)；ΔG>0，反應(yīng)逆向自發(fā)進行。對于反應(yīng)2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)，氣體物質(zhì)的量減小，ΔS<0，在低溫下能自發(fā)進行，所以該反應(yīng)的ΔH<0，故A錯誤；反應(yīng)NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)的氣體物質(zhì)的量增加，所以ΔS>0，該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進行，說明ΔH>0，故B錯誤；若ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS在任何溫度下都大于0，所以化學(xué)反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進行，故C正確；加入合適的催化劑能降低反應(yīng)活化能，但不能改變反應(yīng)的焓變，故D錯誤。8．其他條件不變時，只改變某一條件，化學(xué)反應(yīng)aA(g)＋B(g)cC(g)的平衡的變化圖像如下(圖中p表示壓強，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示轉(zhuǎn)化率)，據(jù)此分析下列說法正確的是()A．在圖像反應(yīng)Ⅰ中，若p1>p2，則此反應(yīng)的ΔS>0B．在圖像反應(yīng)Ⅲ中，若T1>T2，則該反應(yīng)能自發(fā)C．在圖像反應(yīng)Ⅱ中，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．由圖像反應(yīng)Ⅱ可知該反應(yīng)在任意溫度下均可自發(fā)解析：選B在圖像反應(yīng)Ⅰ中，如果p1>p2，相同溫度下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，則a＋1>c，即此反應(yīng)的ΔS<0，故A錯誤；在圖像反應(yīng)Ⅲ中，同一溫度下，增大壓強，A的轉(zhuǎn)化率不變，說明反應(yīng)前后氣體計量數(shù)之和相等，則a＋1＝c，則反應(yīng)前后熵不變，若T1>T2，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以ΔH<0，當ΔG＝ΔH－TΔS<0時，反應(yīng)能自發(fā)進行，故B正確；在圖像反應(yīng)Ⅱ中，在T1溫度下先達到平衡，說明T1>T2，升高溫度，C的物質(zhì)的量減少，則平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)，故C錯誤。在圖像反應(yīng)Ⅱ中，無法確定化學(xué)反應(yīng)的熵變，因此無法判斷反應(yīng)自發(fā)進行的條件，故D錯誤。9．汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應(yīng)原理是2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－113kJ·mol－1，ΔS＝－145J·mol－1·K－1。下列說法中錯誤的是()A．該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量B．該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行，因此需要高溫和催化劑條件C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行，高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率D．汽車尾氣中的這兩種氣體會與人體血紅蛋白結(jié)合而使人中毒解析：選B由已知得反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且是熵減的反應(yīng)。生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。常溫下，ΔH－TΔS＝－113kJ·mol－1－298K×(－145×10－3kJ·mol－1·K－1)＝－69.79kJ·mol－1<0，即該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進行，故C、D正確。10．在298K、101kPa下，下列說法不正確的是()反應(yīng)1：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH1＝－1648kJ·mol－1反應(yīng)2：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393kJ·mol－1反應(yīng)3：2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)ΔH3＝－1480kJ·mol－1反應(yīng)4：2FeCO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=2CO2(g)＋Fe2O3(s)ΔH4A．上述反應(yīng)1、2、3、4在熱力學(xué)上自發(fā)趨勢都很大B．反應(yīng)1和3在較低溫度下能自發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)4是熵增反應(yīng)C．自發(fā)反應(yīng)代表反應(yīng)一定能發(fā)生，可以判斷過程的方向，但不能確定過程發(fā)生的速率D．反應(yīng)1不能表示鐵在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式解析：選C題述反應(yīng)1、2、3、4都是放熱反應(yīng)且放出的熱量較多，在熱力學(xué)上自發(fā)趨勢很大，故A項正確；反應(yīng)1和3都是放熱的熵減反應(yīng)，根據(jù)復(fù)合判據(jù)ΔH－TΔS<0知，在較低溫度下能自發(fā)進行，反應(yīng)4是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，它是熵增反應(yīng)，B項正確；化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性只能判斷過程的方向，不能確定反應(yīng)是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率，故C項錯誤；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，不是氧化鐵，故D項正確。11．在化學(xué)反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＝QkJ·mol－1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)Q________0(填“>”“<”或“＝”)。(2)熵變ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)該反應(yīng)________自發(fā)進行(填“能”或“不能”)。(4)升高溫度平衡常數(shù)K________(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡向________方向移動。解析：據(jù)圖像可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故Q<0。根據(jù)化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)；據(jù)此可知該反應(yīng)能自發(fā)進行；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小。答案：(1)<(2)>(3)能(4)減小逆反應(yīng)12．回答下列問題：(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”，下同)0，ΔS________0，在低溫下，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式為2NO(g)＋2CO(g)=2CO2(g)＋N2(g)。反應(yīng)在常溫下能夠自發(fā)進行，則反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”)0。(3)已知在100kPa、298K時石灰石分解反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。①常溫下，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。②據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析，溫度________(填“能”或“不能”)成為決定反應(yīng)進行方向的因素。(4)已知CaSO4(s)＋CO(g)=CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH＝＋218kJ·mol－1，該反應(yīng)能夠自發(fā)進行的反應(yīng)條件是________。(5)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔS________(填“>”或“<”)0。解析：(1)由于CO在O2中燃燒生成CO2為放熱反應(yīng)，則二氧化碳分解生成CO和氧氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和增加，ΔS>0，故低溫下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進行。(2)ΔG＝ΔH－TΔS<0時反應(yīng)自發(fā)進行，通過化學(xué)方程式可知ΔS<0，常溫下反應(yīng)能夠自發(fā)進行，則ΔH<0。(3)①根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS<0時反應(yīng)自發(fā)進行，已知ΔH>0，ΔS>0，則常溫下不能自發(fā)進行；②該反應(yīng)的ΔH>0、ΔS>0，高溫條件下能使ΔG＝ΔH－TΔS<0，而常溫條件下ΔG＝ΔH－TΔS>0，則該反應(yīng)中溫度能成為決定反應(yīng)進行方向的因素。(4)該反應(yīng)的ΔS>0、ΔH>0，則高溫時ΔG＝ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進行。(5)已知某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行，即ΔG＝ΔH－TΔS<0，ΔH>0，則ΔS>0。答案：(1)>>不能(2)<(3)①不能②能(4)高溫(5)>13．(1)工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH，如表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。溫度250℃300℃350℃K2.0410.2700.012根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷ΔH________0(填“>”“＝”或“<”)，此反應(yīng)________(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進行。(2)甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)是用于驅(qū)動電動汽車的質(zhì)子交換膜燃料電池的理想氫源，當前研究主