2024高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向達(dá)標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修4

PAGE4-第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．25℃、1.01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.76kJ·mol－1，自發(fā)進(jìn)行的緣由是()A．是吸熱反應(yīng) B．是放熱反應(yīng)C．是熵減反應(yīng) D．熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)解析：由題給的熱化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)為熵增加的吸熱反應(yīng)，其中熵的變更是自發(fā)進(jìn)行的緣由。答案：D2．下列反應(yīng)過(guò)程中，ΔH＞0且ΔS＞0的是()A．NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)B．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)C．4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)D．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)解析：A是熵減的放熱反應(yīng)；C是熵減的放熱反應(yīng)；D是放熱反應(yīng)。答案：B3．下列反應(yīng)在常溫下均為非自發(fā)反應(yīng)，在高溫下仍為非自發(fā)反應(yīng)的是()A．2Ag2O(s)=4Ag(s)＋O2(g)B．2Fe2O3(s)＋3C(s)=4Fe(s)＋3CO2(g)C．N2O4(g)=2NO2(g)D．6C(s)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)解析：2Ag2O(s)=4Ag(s)＋O2(g)，是吸熱反應(yīng)，熵增的反應(yīng)，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，故不選A；2Fe2O3(s)＋3C(s)=4Fe(s)＋3CO2(g)，是吸熱反應(yīng)，熵增的反應(yīng)，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，故不選B；N2O4(g)=2NO2(g)，是吸熱反應(yīng)，熵增的反應(yīng)，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，故不選C；6C(s)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)，是吸熱反應(yīng)，熵減的反應(yīng)，無(wú)論在低溫還是高溫下均為非自發(fā)反應(yīng)，故選D。答案：D4．下列說(shuō)法正確的是()A．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)肯定能快速發(fā)生B．反應(yīng)：NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，能自發(fā)進(jìn)行，是因?yàn)轶w系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為推斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)D．在其他外界條件不變的狀況下，運(yùn)用催化劑，可以改變更學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向解析：能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)并不肯定能快速發(fā)生，A項(xiàng)錯(cuò)誤；應(yīng)將焓變和熵變二者綜合起來(lái)，即利用復(fù)合判據(jù)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)性的推斷，C項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)用催化劑能變更反應(yīng)的活化能，但不能變更反應(yīng)進(jìn)行的方向，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B5．已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K時(shí)，ΔH－TΔS＝0。(1)當(dāng)體系溫度低于980K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”)；當(dāng)體系溫度高于980K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)在冶金工業(yè)中，以C為還原劑，溫度高于980K時(shí)的氧化產(chǎn)物是以________為主；溫度低于980K時(shí)的氧化產(chǎn)物是以________為主。解析：依據(jù)反應(yīng)2CO(g)CO2(g)＋C(s)得到ΔS<0，由題意T＝980K時(shí)，ΔH－TΔS＝0，推出ΔH<0，即反應(yīng)是放熱反應(yīng)。當(dāng)T<980K時(shí)，ΔH－TΔS<0，正反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，(2)中主要氧化產(chǎn)物是二氧化碳；當(dāng)T>980K時(shí)，ΔH－TΔS>0，正反應(yīng)不能夠自發(fā)進(jìn)行，逆反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，(2)中主要氧化產(chǎn)物是一氧化碳。答案：(1)小于大于(2)COCO2時(shí)間：40分鐘[A級(jí)基礎(chǔ)鞏固]1．試驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對(duì)此說(shuō)法的理解正確的是()A．全部的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B．全部的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C．焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個(gè)重要因素D．焓變是確定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)解析：多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，但并不是全部能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說(shuō)“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說(shuō)焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個(gè)重要因素，但不是唯一因素。答案：C2．下列對(duì)熵變的推斷不正確的是()A．少量的食鹽溶解于水中：ΔS>0B．炭和氧氣反應(yīng)生成CO(g)：ΔS>0C．氣態(tài)水變成液態(tài)水：ΔS>0D．CaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0解析：食鹽溶于水是典型的熵增加過(guò)程；2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，氣體的物質(zhì)的量增大，為熵增加的反應(yīng)；氣態(tài)水變成液態(tài)水是體系混亂度減小的過(guò)程，為熵減小的過(guò)程；CaCO3(s)的分解產(chǎn)生了氣體，為熵增加的反應(yīng)。答案：C3．已知石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1②C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.4kJ·mol－1關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是()A．石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)的過(guò)程B．金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)的過(guò)程C．石墨比金剛石能量高D．金剛石比石墨穩(wěn)定解析：石墨能量低于金剛石，所以石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是非自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨為自發(fā)反應(yīng)。答案：B4．已知反應(yīng)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1，反應(yīng)后熵減小，在常溫常壓下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)的方向起確定作用的是()A．焓變 B．溫度C．壓強(qiáng) D．熵變解析：依據(jù)焓判據(jù)和熵判據(jù)組成的復(fù)合判據(jù)ΔH－TΔS<0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，由于題給反應(yīng)熵減小，TΔS肯定小于0，若該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則其ΔH肯定小于零，故起確定作用的是焓變，選A。答案：A5．汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的方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)生成可參加大氣生態(tài)循環(huán)的無(wú)毒氣體，其反應(yīng)原理是2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)B．該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因此須要合適的催化劑C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，催化劑條件只是增大反應(yīng)的速率D．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，因?yàn)檎磻?yīng)是吸熱反應(yīng)解析：只運(yùn)用催化劑便可使尾氣發(fā)生轉(zhuǎn)化，故此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。因反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，故熵減小。因熵減小不利于反應(yīng)自發(fā)，故自發(fā)進(jìn)行的緣由是反應(yīng)放熱。答案：C6．目前工業(yè)上用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇?？隙l件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下圖表示該反應(yīng)過(guò)程中能量(單位為kJ·mol－1)的變更：關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是()A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0解析：依據(jù)反應(yīng)過(guò)程中能量變更的狀況可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，ΔH<0；該反應(yīng)發(fā)生后氣體的物質(zhì)的量減小，ΔS<0。答案：C[B級(jí)實(shí)力提升]7．已知在100kPa、298.15K時(shí)石灰石分解反應(yīng)：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.3kJ·mol－1ΔS＝160.4J·mol－1·K－1，則：(1)該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行；(2)據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析，溫度________(填“能”或“否”)成為反應(yīng)方向的確定因素；(3)若溫度能確定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為________。解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3kJ·mol－1－298.15K×160.4×10－3kJ·mol－1·K－1＝130.5kJ·mol－1>0，所以該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(2)因?yàn)樵摲磻?yīng)ΔH>0、ΔS>0，所以依據(jù)ΔH－TΔS可知在溫度較高的時(shí)候，可能小于0。(3)依據(jù)ΔH－TΔS<0時(shí)，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，則有T>eq\f(ΔH,ΔS)＝1111.6K。答案：(1)不能(2)能(3)1111.6K8．在化學(xué)反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＝QkJ·mol－1過(guò)程中的能量變更如圖所示，回答下列問(wèn)題。(1)Q________0(填“>”“<”或“＝”)。(2)熵變?chǔ)________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)該反應(yīng)________自發(fā)