高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速度 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向作業(yè)2 魯科版選修4

1、第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向知能演練輕松闖關(guān)學(xué)生用書單獨成冊基礎(chǔ)溫故1等溫等壓過程，反應(yīng)在高溫下不自發(fā)進行，則下列條件符合要求的是()ah<0s<0bh>0s>0ch<0s>0 dh>0s<0解析：選a。低溫時可自發(fā)進行，說明h<0，高溫下不自發(fā)進行，說明s<0。225 和1.01×105 pa時，反應(yīng)2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h56.76 kj·mol1能自發(fā)進行的原因是()a是吸熱反應(yīng)b是放熱反應(yīng)c是熵減小的反應(yīng)d熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)解析：選d。反應(yīng)能自發(fā)進行，則hts<0，該反應(yīng)h>0

2、，必須使ts>h，所以需要熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)，正確答案為d。3下列說法正確的是()a凡是放熱的反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱的反應(yīng)都是非自發(fā)的b自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變c自發(fā)反應(yīng)在適當(dāng)條件下才能實現(xiàn)d自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)解析：選c。放熱反應(yīng)常常是自發(fā)進行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng)；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變；反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件，故選c。4下列反應(yīng)的自發(fā)性，能用熵判據(jù)來解釋的是()a4fe(oh)2(s)2h2o(l)o2(g)=4fe(oh)3(s)bnh4hco3(s)ch3cooh(a

3、q)=co2(g)ch3coonh4(aq)h2o(l)ccao(s)co2(g)=caco3(s)d2h2(g)o2(g)=2h2o(l)解析：選b。a、c、d均是熵減的反應(yīng)，均不能用熵判據(jù)來解釋，只有b選項是熵增反應(yīng)。5能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是()a水總是自發(fā)地由高處往低處流b放熱反應(yīng)容易自發(fā)進行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進行c有序排列的火柴散落時成為無序排列d多次洗牌后，撲克牌毫無規(guī)律地混亂排列的幾率大解析：選a。解題時明確體系存在的由高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)的傾向即為能量判據(jù)。a中水總是自發(fā)地由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。b中有的吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行，如在25 和1.0

4、1×105 pa時，2n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h56.7 kj·mol1，(nh4)2co3(s)=nh4hco3(s)nh3(g)h74.9 kj·mol1。不難看出，上述兩個反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，又都是熵增加的反應(yīng)，顯然只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進行的方向是不全面的。c中有序排列的火柴散落時成為無序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。d中撲克牌的無序排列也屬于熵判據(jù)。6已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”，根據(jù)所學(xué)知識判斷，下列反應(yīng)中，在所有溫度下都不能自發(fā)進行的是()a2o3(g)=3o2(g)h<0b2co(g)=2c(s

5、)o2(g)h>0cn2(g)3h2(g)=2nh3(g)h<0dcaco3(s)=cao(s)co2(g)h>0解析：選b。對于h>0，s<0的反應(yīng)在所有溫度條件下均不能自發(fā)進行。a項h<0，s>0；b項h>0，s<0；c項h<0，s<0；d項h>0，s>0，故選b。7下列說法正確的是()鐵在潮濕空氣中生銹是自發(fā)過程nh4hco3受熱分解是由于由不穩(wěn)定物質(zhì)生成了穩(wěn)定物質(zhì)反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素自發(fā)過程中，熵值都是增大的溫度、壓強一定時，放熱且熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進行把co2通入到na2sio3溶液

6、中之所以生成白色沉淀是由于較強酸能制取較弱酸a bc d解析：選b。鐵在潮濕的空氣中，由于易被強氧化性物質(zhì)o2氧化成弱氧化性物質(zhì)而能自發(fā)進行；反應(yīng)的焓變是影響反應(yīng)方向性的因素之一，但不是決定反應(yīng)方向的唯一因素；反應(yīng)能否自發(fā)進行是由熵變和焓變共同決定的，自發(fā)進行的反應(yīng)中熵值有些增大，有些減?。粶囟?、壓強一定時，放熱反應(yīng)的h<0，而熵值增大時，s>0，故有hts<0，反應(yīng)一定能自發(fā)進行；由于碳酸的酸性比硅酸強，所以把co2通入到na2sio3溶液中可看到沉淀生成。8(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生co，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去co：2co(g)=2c(s)o2(g)。已知該反應(yīng)的h&

7、gt;0，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)：_。(2)氨基甲酸銨分解反應(yīng)nh2coonh4(s)2nh3(g)co2(g)的h_0，s_0。(填“>”、“<”或“”)解析：(1)由化學(xué)方程式可知該反應(yīng)為熵減的反應(yīng)，則hts一定大于0，任何溫度下均不自發(fā)進行。(2)分解反應(yīng)一般為吸熱反應(yīng)，h>0；氨基甲酸銨固體分解為氣體，體系混亂度增大，s>0。答案：(1)該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進行(2)>>9已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發(fā)生如下兩個裂解反應(yīng)：ch4(g)c(s)2h2(g)，2ch4(g)c2h2(g)3h2(g)。某同學(xué)為了得到用天然氣

8、制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度，在圖書館查到了如下熱力學(xué)數(shù)據(jù)：的h(298 k)74.848 kj·mol1，s(298 k)80.674 j·mol1·k1的h(298 k)376.426 kj·mol1，s(298 k)220.211 j·mol1·k1已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請幫助這位同學(xué)考慮如下問題：(1)通過計算判斷反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進行：_。(2)制取炭黑的允許溫度范圍是_。解析：(1)hts74.848 kj·mol180.674×103 kj·mol1·k1×

9、298 k50.807 kj·mol1>0，所以該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行。(2)反應(yīng)能自發(fā)進行時，hts74.848 kj·mol180.674×103 kj·mol1·k1×t1<0，得t1>927.8 k，即裂解為炭黑的最低溫度為927.8 k。反應(yīng)能自發(fā)進行時，hts376.426 kj·mol1220.211×103 kj·mol1·k1×t2<0，得t2>1 709.4 k，即溫度高于1 709.4 k時自發(fā)裂解為乙炔和氫氣。所以要制取炭黑，溫度

10、須控制在927.81 709.4 k。答案：(1)不能自發(fā)進行(2)927.81 709.4 k能力提升10錫有灰錫和白錫兩種同素異形體，已知灰錫結(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 、100 kpa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 、100 kpa條件下，白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)的焓變和熵變分別為h2 180.9 j·mol1，s6.61 j·mol1·k1)()a會變 b不會變c不能確定 d升高溫度才會變解析：選a。在溫度和壓強一定條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著hts<0的方向進行，直至達到平衡狀

11、態(tài)，因此，在0 、100 kpa的條件下，白錫會不會變?yōu)榛义a就轉(zhuǎn)化為計算反應(yīng)白錫灰錫的hts的問題。hts2 180.9 j·mol1273 k×(6.61 j·mol1·k1)376.37 j·mol1<0，因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a，故正確答案為a。11對于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說法正確的是()a在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學(xué)反應(yīng)的方向b溫度、壓強一定時，吸熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進行c反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素d固體的溶解過程與焓變有關(guān)解析：選a。hts<0，反應(yīng)在常溫、常壓下能自發(fā)

12、進行， 所以焓變和熵變是一定溫度和壓強下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的復(fù)合判據(jù)，所以a正確，c不正確。吸熱反應(yīng)的焓變大于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，hts<0不一定成立，顯然，吸熱的熵增加反應(yīng)不一定能自發(fā)進行，所以b不正確。固體的溶解過程，體系的混亂度增大，它是熵增加的過程，所以d不正確。12如圖，a、b兩容器里分別收集著兩種互不作用的理想氣體，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，這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()a此過程為混亂度小的向混亂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

13、增大d此過程是自發(fā)可逆的解析：選d。根據(jù)題意h0，s>0，由hts推知該過程能自發(fā)進行，氣體擴散為熵增過程，而其逆過程不能自發(fā)進行。13下列有關(guān)說法不正確的是()a一定溫度下，反應(yīng)mgcl2(l)=mg(l)cl2(g)h>0s>0b鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹ccaco3(s)=cao(s)co2(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的h<0d鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)解析：選c。a選項，分解反應(yīng)一般為吸熱、熵增的反應(yīng)，正確；b選項，鍍層受損后易形成原電池，fe做負極，正確；c選項，該反應(yīng)氣體分子數(shù)增大，為熵增的反應(yīng)，反應(yīng)不能自發(fā)

14、進行可知hts>0，所以h>0，錯誤。14已知一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之亦然。(1)已知2co(g)co2(g)c(s)，t980 k時，hts0。當(dāng)體系溫度低于980 k時，hts_0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980 k時，hts_0。(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的sio2(s)的反應(yīng)為sio2(s)4hf(g)=sif4(g)2h2o(g)h(298.15 k)94.0 kj·mol1s(298.15 k)75.8 j·mol1·k1，設(shè)h和s不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進行的溫度是_

15、。解析：(1)c(s)co2(g)2co(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，h>0，則2co(g)co2(g)c(s)為放熱反應(yīng)，h<0，且該反應(yīng)s<0，則當(dāng)t<980 k時，hts<0，t>980 k時，hts>0。(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進行，有hts<0，即94.0 kj·mol1t×(75.8 j·mol1·k1)×103 kj·j1<0，則t<1 240 k。答案：(1)小于大于(2)低于1 240 k15能源是人類社會發(fā)展進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，能源、信息、材料一起構(gòu)成了現(xiàn)代

16、文明的三大支柱。甲醇(ch3oh)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)，也可以直接用做燃料，并且能夠顯著降低汽車尾氣對大氣的污染。已知：ch3oh(l)o2(g)=co(g)2h2o(g)h443.6 kj·mol12co(g)o2(g)=2co2(g)h566.0 kj·mol1(1)試寫出ch3oh(l)完全燃燒生成h2o(g)的熱化學(xué)方程式：_。(2)有人建議，投資研究由co2和h2o(g)來制取ch3oh(l)，如果成功，既能緩解能源緊張，又能解決溫室效應(yīng)的問題。請你分析論證，該建議是否可行？解析：(1)這是一個簡單的蓋斯定律的應(yīng)用。中反應(yīng)等于反應(yīng)與反應(yīng)的加和。

17、要注意加和不是簡單的加和，必須要消除中間產(chǎn)物，方法是相應(yīng)方程式乘上相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)。由第1個方程式×2第2個方程式可得甲醇完全燃燒的熱化學(xué)方程式為2ch3oh(l)3o2(g)=2co2(g)4h2o(g)h1 453.2 kj·mol1。(2)根據(jù)題意，若由co2和h2o(g)制取甲醇，即發(fā)生如下反應(yīng)：2co2(g)4h2o(g)=2ch3oh(l)3o2(g)h1 453.2 kj·mol1，其反應(yīng)的h>0，又由于該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減少，所以s<0，因此hts恒大于0，故該反應(yīng)不能自發(fā)進行，此建議不具有可行性。答案：(1)2ch3oh(l)3o2(g)=2co2(g)4h2o(g)