（新教材適用）高中化學第2章化學反應速率與化學平衡第3節(jié)化學反應的方向課后習題新人教版選擇性必修1

第三節(jié)化學反應的方向基礎鞏固1.下列過程的方向能用焓變判斷的是()。A.濕的衣服經過晾曬變干B.硝酸銨溶于水C.100℃時的水蒸氣凝結成水D.25℃和101kPa時2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+109.8kJ·mol1能自發(fā)進行答案:C解析:濕衣服經過晾曬變干和硝酸銨溶于水都是自發(fā)過程,該過程雖然吸收熱量,但熵值增大,A、B項不符合題意;100℃時水蒸氣凝結成水是自發(fā)過程,因為該過程放熱,使體系能量降低,C項符合題意;D項中反應是吸熱反應,同時又是熵增反應,D項不符合題意。2.NH4HCO3在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣,下列說法正確的是()。A.NH4HCO3分解是因為生成了氣體,使體系的熵增大B.NH4HCO3分解是因為外界給予了能量C.NH4HCO3分解是吸熱反應,根據焓變判據不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解答案:A解析:NH4HCO3分解是吸熱反應,室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣,主要是因為生成了氣體,使體系的熵增大?；瘜W反應的自發(fā)性還與焓變有關,不能由“NH4HCO3室溫下就能自發(fā)地分解”推測其他碳酸鹽的穩(wěn)定性,例如CaCO3室溫下很穩(wěn)定,需要高溫才能分解。3.25℃和1.01×105Pa時,反應2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+109.8kJ·mol1,自發(fā)進行的原因是()。A.是吸熱反應B.是放熱反應C.是熵減小的反應D.熵增效應大于焓增效應答案:D解析:根據熱化學方程式可知,該反應是吸熱反應,是熵增的反應,吸熱反應不利于反應自發(fā)進行,熵增反應有利于反應自發(fā)進行,所以該反應的熵增效應大于焓增效應。4.實現“節(jié)能減排”和“低碳經濟”的一項重要課題就是如何將CO2轉化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應過程中能量(單位為kJ·mol1)的變化:下列關于該反應的說法中,正確的是()。A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0答案:C解析:根據反應過程中能量變化的情況可知反應物的總能量高于生成物的總能量,反應放熱,ΔH<0;該反應發(fā)生后氣體的物質的量減小,ΔS<0。5.二氧化碳的捕捉與封存是實現溫室氣體減排的重要途徑之一,也是未來實現低碳經濟轉型的重要環(huán)節(jié)。一些科學家利用太陽能加熱反應器來“捕捉”空氣中的CO2(如圖所示)。下列說法中正確的是()。生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意圖A.步驟一中將反應器加熱到400℃,可提高CaCO3的生成速率B.步驟一中生成CaCO3的反應為吸熱反應C.步驟一與步驟二中的反應互為可逆反應D.步驟二中反應的ΔS<0答案:A解析:CaO與CO2生成CaCO3的反應為放熱反應,B項錯誤;生成CaCO3的反應和CaCO3的分解反應的反應條件不同,兩者不互為可逆反應,C項錯誤;反應CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔS>0,D項錯誤。6.(1)有人根據體系存在著力圖使自身能量趨于和由變?yōu)榈淖匀滑F象,提出了互相關聯的判據和判據,雖然這兩個判據都不能單獨使用于判斷化學反應的方向,但為最終解決“化學反應的方向”這一問題提供了必要的依據。

(2)在密閉條件下,體系傾向于由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序,與有序體系相比,無序體系更加,科學家用來度量這種無序。

(3)判斷下列過程熵變的正負(填“>”或“<”):①少量蔗糖溶解于水中:ΔS0;

②純碳與氧氣反應生成CO(g):ΔS0;

③液態(tài)水凝固成冰:ΔS0;

④CaCO3(s)加熱分解生成CaO(s)和CO2(g):ΔS0。

答案:(1)最低有序無序焓熵(2)穩(wěn)定熵(3)①>②>③<④>解析:(3)①蔗糖溶于水形成溶液后混亂度增大;②反應后氣體分子數增多是熵增大的過程;③水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)是熵減小的過程;④反應后氣體分子數增多是熵增大的過程。7.(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產生水煤氣:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol1,該反應在常溫下(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。

(2)有人提出,可以設計反應2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔH>0、ΔS<0來消除CO對環(huán)境的影響。請你判斷是否可行并說出理由:。

答案:(1)不能(2)不可行,該反應是一個焓增、熵減的反應,所以不能自發(fā)進行解析:(1)該反應ΔH>0,ΔS>0,所以,只有在高溫時才能自發(fā)進行。(2)該反應的ΔH>0、ΔS<0,所以在任何溫度下都不能自發(fā)進行。8.在化學反應A(g)+B(g)2C(g)+D(g)ΔH=QkJ·mol1過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。(1)Q(填“>”“<”或“=”)0。

(2)熵變ΔS(填“>”“<”或“=”)0。

(3)該反應(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。

(4)升高溫度平衡常數K(填“增大”“減小”或“不變”),平衡向(填“正反應”或“逆反應”)方向移動。

答案:(1)<(2)>(3)能(4)減小逆反應解析:(1)根據圖像可知,該反應是放熱反應,故Q<0;(2)據反應特點可知,該反應是熵值增大的反應;(3)根據ΔG=ΔHTΔS<0可知該反應能自發(fā)進行;(4)升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡常數減小。能力提升1.如圖,在圖1的A、B兩容器里,分別收集著兩種互不反應的氣體。若將中間活塞打開,兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中(見圖2)。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關于此過程的下列說法中不正確的是()。圖1圖2A.此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向的變化過程,即熵增大的過程B.此過程為自發(fā)過程,而且沒有熱量的吸收或放出C.此過程從有序到無序,混亂度增大D.此過程是自發(fā)可逆的答案:D解析:由題意知ΔH=0、ΔS>0,由ΔHTΔS知該過程的逆過程不能自發(fā)進行,所以D項錯誤。2.(雙選)下列關于化學反應的方向的說法,正確的是()。A.在一定條件下反應2A(g)+B(g)3C(s)+D(g)能自發(fā)進行,說明該反應的ΔH<0B.常溫下反應2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)能自發(fā)進行,則ΔH<0C.反應2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應的ΔH>0D.反應2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)的ΔH<0,ΔS>0答案:AB解析:ΔHTΔS<0的反應能自發(fā)進行。若反應的ΔS<0,反應能自發(fā)進行,則ΔH<0,A、B項正確,C項錯誤;分解反應2NaCl(s)2Na(s)+Cl2(g)屬于吸熱反應,ΔH>0,D項錯誤。3.灰錫結構松散,不能用于制造器皿,而白錫結構堅固,可以制造器皿。已知在0℃和100kPa條件下白錫轉化為灰錫的反應焓變和熵變分別為ΔH=2180.9J·mol1,ΔS=6.61J·mol1·K1?，F把白錫制成的器皿放在0℃和100kPa的室內存放,則白錫()。A.會變成灰錫B.不會變成灰錫C.不能確定是否會變成灰錫D.升高溫度才會變成灰錫答案:A解析:在等溫、等壓條件下,自發(fā)反應總是向著ΔHTΔS<0的方向進行,直至達到平衡狀態(tài)。因此,0℃和100kPa下,ΔHTΔS=2180.9J·mol1273K×(6.61J·mol1·K1)=376.37J·mol1<0,因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。4.某化學興趣小組專門研究了氧族元素及其某些化合物的部分性質。所查資料信息如下:①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4②氧、硫、硒與氫氣化合越來越難,碲與氫氣不能直接化合③由元素的單質生成等物質的量的氫化物的焓變情況如圖:請回答下列問題。(1)H2與硫化合的反應(填“放出”或“吸收”)熱量。

(2)已知H2Te分解反應的ΔS>0,請解釋為什么Te與H2不能直接化合:。

(3)上述資料信息中能夠說明硫元素非金屬性強于硒元素的是(填序號)。

答案:(1)放出(2)因為化合時ΔH>0,ΔS<0,反應不能自發(fā)進行(3)①②③解析:(1)由圖示可知H2與硫化合的反應ΔH<0,故為放熱反應。(2)由圖示可知H2與Te化合的反應ΔH>0,H2Te分解時ΔS>0,則Te與H2化合時ΔS<0,ΔHTΔS>0,反應不能自發(fā)進行。5.在其他條件不變時,改變某一條件對aA(g)+bB(g)cC(g)化學平衡的影響,得到如圖所示圖像(α表示平衡轉化率),回答下列問題。(1)在反應Ⅰ中,已知p1>p2,正反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應,也是一個反應前后氣體分子數(填“減小”或“增大”)的反應,由此判斷,此反應自發(fā)進行必須滿足的條件是。

(2)在反應Ⅱ中,T1(填“>”“<”或“=”)T2,正反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)在反應Ⅲ中,若T1>T2,試分析該反應能否自發(fā)進行?答案:(1)放熱減小低溫(2)>放熱(3)反應Ⅲ中在恒溫下壓強對α(A)沒有影響,此反應的ΔS可視為0,又T1>T2,恒壓下溫度越高,α(A)越小,則ΔH<0。ΔHTΔS<0,則反應能自發(fā)進行。解析:(1)反應Ⅰ中恒壓條件下溫度升高,α(A)減小,即升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應;由p1>p2知,恒溫時壓