人教版高中化學(xué)選擇性必修第一冊第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向作業(yè)含解析

1、第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向A級·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1下列說法不正確的是(C)A鐵生銹和氫氣燃燒均為自發(fā)放熱過程B冰融化的過程中，熵值增大C無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是不存在的D同一物質(zhì)固態(tài)時熵值最小解析：鐵生銹和氫氣燃燒均為放出熱量的自發(fā)過程，A項正確；冰融化時有序性減弱，混亂度增加，即熵值增大，B項正確；物質(zhì)由有序轉(zhuǎn)化為無序時，不一定發(fā)生熱效應(yīng)，如分子的擴(kuò)散現(xiàn)象，C項錯誤；同一物質(zhì)在固態(tài)時有序性最高，熵值最小，D項正確。2下列變化中，熵增加的是(A)AH2O(l)分解成H2(g)和O2(g)B一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮CNaCl溶液中滴加少量AgNO3溶液DNH3(g)與HCl(g)反應(yīng)

2、生成NH4Cl(s)解析：H2O(l)分解為H2(g)和O2(g)，生成氣體，熵增加，A項正確；一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮氣體混亂度減小，熵減小，B項錯誤；NaCl溶液中加AgNO3溶液，生成AgCl沉淀，離子減少，熵減小，C項錯誤；NH3(g)與HCl(g)生成固體NH4Cl，熵減小，D項錯誤。3下列反應(yīng)常溫時能自發(fā)進(jìn)行，并既能用焓判據(jù)又能用熵判據(jù)解釋的是(B)AH2SO42NH3=(NH4)2SO4B2Na2O22H2O=4NaOHO2C2KClO3=2KCl3O2DBa(OH)2·8H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O解析：A項的反應(yīng)H0，S0，屬焓判據(jù)解釋，A

3、項錯；B項中H0，S0，既用焓又用熵判據(jù)解釋，B項正確；C中反應(yīng)H0，S0，屬熵判據(jù)解釋，C項錯誤；D項中反應(yīng)，H0，S0，屬熵判據(jù)解釋，D項錯誤。4下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)方向及其判據(jù)的說法錯誤的是(B)A1 mol H2O在不同狀態(tài)時的熵值，SH2O(l)<SH2O(g)B放熱反應(yīng)都可以自發(fā)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行C2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H>0能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)D常溫下，反應(yīng)3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H>052020年，全球暴發(fā)新型冠狀病毒肺炎疫情。消毒劑成為市場短缺商品，雙氧水是一種重要的消毒

4、劑。利用H2可制備H2O2：H2(g)O2(g)=H2O2(l)H。該反應(yīng)分為如下兩步進(jìn)行反應(yīng)：H2(g)X(l)=Y(l)H1反應(yīng)：H2已知：X、Y為有機(jī)物，反應(yīng)I和反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。下列有關(guān)推斷錯誤的是(C)A反應(yīng)為O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2B有機(jī)物X是催化劑C總反應(yīng)中正反應(yīng)活化能E1大于逆反應(yīng)活化能EDH1、H2均小于0解析：由反應(yīng)反應(yīng)得總反應(yīng)，所以反應(yīng)為O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2，A正確；根據(jù)反應(yīng)可知，有機(jī)物X是催化劑，Y為中間產(chǎn)物，故B正確；反應(yīng)、反應(yīng)S<0，由HTS<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，則H1、H2均小于0，又反應(yīng)反應(yīng)得總反應(yīng)，所

5、以總反應(yīng)H<0，則總反應(yīng)中的正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，C錯誤，D正確。6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)把白錫制成的器皿放在0 、100 kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用(已知在0 、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為H2 180.9 J·mol1，S6.61 J·mol1·K1)(A)A會變B不會變C不能確定D升高溫度才會變解析：在等溫、等壓條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向著HTS<0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。因此，在0 、100 kPa條件下，白錫會不會變?yōu)榛义a的問題就轉(zhuǎn)化為

6、求算反應(yīng)白錫灰錫的HTS值的問題。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。二、非選擇題7(1)工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H，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H_<_0(填“>”“”或“<”)，此反應(yīng)_較低_(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(2)甲醇水蒸氣重整制氫是用于

7、驅(qū)動電動汽車的質(zhì)子交換膜燃料電池的理想氫源，當(dāng)前研究主要集中在提高催化劑活性和降低尾氣中CO含量，以免使燃料電池Pt電極中毒。重整過程發(fā)生的反應(yīng)如下：反應(yīng).CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)H1反應(yīng).CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H2反應(yīng).CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3其對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，其中K2、K3隨溫度變化如表所示：125 225 325 K20.553 5185.89 939.5K31 577137.528.14請回答：反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是_高溫_(填“低溫”“高溫”或“任何溫度”)，H1_>_H3(填“>

8、”“<”或“”)。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即H<0，根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)：HTS<0。得到此反應(yīng)較低溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(2)當(dāng)溫度增大時，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K2也增大，說明溫度升高有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，其焓變H2>0，反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系混亂度增大，則反應(yīng)的S2>0，所以反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫，反應(yīng)可由反應(yīng)I反應(yīng)得到，根據(jù)蓋斯定律，H2H1H3，由于H2>0，所以H1>H3。8已知在100 kPa、298.15 K時

9、石灰石分解反應(yīng)：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.3 kJ·mol1S160.4 J·mol1·K1，則：(1)該反應(yīng)_不能_(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_能_(填“能”或“否”)成為反應(yīng)方向的決定因素；(3)若溫度能決定反應(yīng)方向，則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為_1_112_K_；(4)反應(yīng)CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在高溫下自發(fā)向右進(jìn)行，若反應(yīng)|H|17 kJ·mol1，|HTS|17 kJ·mol1，則下列判斷正確的是(A)AH>0HTS<0BH&

10、lt;0HTS>0CH>0HTS>0DH<0HTS0解析：(1)該反應(yīng)的GHT·S178.3 kJ·mol1298.15 K×0.160 4 kJ·mol1130.5 kJ·mol1，G>0，所以不能自發(fā)進(jìn)行。(2)該反應(yīng)的GHT·S178.3 kJ·mol1298.15 K×0.160 4 kJ·mol1130.5 kJ·mol1。G>0，所以在100 kPa、298.15 K時，石灰石分解反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)，但在高溫的條件下能自發(fā)進(jìn)行。(3)要想反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)

11、行則需GHT·S<0,178.3 kJ·moI1T×160.4×103kJ·mol10，解得：T1 112 K。(4)該反應(yīng)在一定溫度下能夠自發(fā)向右進(jìn)行，這說明HTS一定是小于0，根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的S>0，所以如果H<0，則該反應(yīng)在任何溫度下都是自發(fā)進(jìn)行的，而該反應(yīng)在高溫下能夠自發(fā)向右進(jìn)行，因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱H>0。B級·能力提升練一、不定項選擇題(每小題1個或2個選項符合題意)1在圖1中A、B兩容器里，分別收集著一種理想氣體(二者不反應(yīng))。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(如圖2所示)

12、。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是(AC)A此過程是自發(fā)可逆的B此過程從有序到無序，混亂度增大C此過程為自發(fā)過程，而且有熱量的吸收或放出D此過程是向混亂程度增大的方向變化的過程，即熵增加的過程解析：氣體擴(kuò)散過程中，混亂度增大，即S>0，B項、D項正確；該變化過程自發(fā)進(jìn)行，且沒有能量變化，即H0，C項錯誤；氣體的擴(kuò)散為自發(fā)過程，其逆過程不能自發(fā)進(jìn)行，A項錯誤。2下列說法中正確的是(C)A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B自發(fā)反應(yīng)一定熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定熵減小或不變C熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)D非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實現(xiàn)解析：反應(yīng)的自發(fā)性同時受焓變和熵變的影響。放熱反

13、應(yīng)不都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)也不都是非自發(fā)的；自發(fā)反應(yīng)不一定熵增大，非自發(fā)反應(yīng)也不一定熵減小或不變。反應(yīng)能不能發(fā)生受外界條件的影響，非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也可能發(fā)生。3二氧化碳的捕捉與封存是實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一，也是未來實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。一些科學(xué)家利用太陽能加熱反應(yīng)器來“捕捉”空氣中的CO2(如圖所示)。下列說法中正確的是(AB)生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意圖A步驟一中將反應(yīng)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(yīng)為放熱反應(yīng)C步驟一與步驟二中的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)D步驟二中反應(yīng)的S<0解析：CaO與CO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B項正確；生成Ca

14、CO3的反應(yīng)和CaCO3分解反應(yīng)的反應(yīng)條件不同，二者不互為可逆反應(yīng)，C項錯誤；反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)的S>0，D項錯誤。二、非選擇題4在化學(xué)反應(yīng)A(g)B(g)2C(g)D(g)HQ kJ·mol1進(jìn)行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S_>_0(填“>”“<”或“”)。(3)該反應(yīng)_能_自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”)。(4)升高溫度，平衡常數(shù)_減小_(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡向_逆反應(yīng)_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。據(jù)

15、反應(yīng)特點可知，該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)。H<0，S>0，則HTS<0，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小。5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，估計HTS_<_0(填“>”“<”或“”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980 K時，估計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·mol

16、1，S(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(jìn)行的溫度為_小于1 240 K_。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(jìn)行，須有HTS<0，即94.0 kJ·mol1T×75.8 J·mol1·K1×103kJ·J1<0

17、，則T<1.24×103 K。6(1)已知：298 K、101 kPa時，反應(yīng)CaO(s)SO2(g)=CaSO3(s)H402.0 kJ·mol1，HTS345.7 kJ·mol1。若此反應(yīng)中H和S不隨溫度變化而變化，則保持此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度低于_2 127 K_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ·mol1，S118.8 J·mol1·K1。則水的沸點是_370.4 K_。(3)已知在298 K時，由石墨生成金剛石的反應(yīng)的H1.895 kJ·mol1，HTS2.866 kJ·mol1

18、，又已知石墨的熵S石5.694 J·mol1·K1，則金剛石的熵S金_2.436 J·mol1·K1_(化學(xué)反應(yīng)的熵變是生成物的總熵與反應(yīng)物的總熵之差)，這兩種碳的同素異形體中更有序的是_金剛石_。解析：(1)因為298 K、101 kPa時，題給反應(yīng)的H402.0 kJ·mol1，HTS345.7 kJ·mol1，則有S(402.0 kJ·mol1345.7 kJ·mol1)÷298 K0.189 kJ·mol1·K1。要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，需使HTS<0，即402.0 kJ&#

19、183;mol1T×(0.189 kJ·mol1·K1)<0，得T<2 127 K，因此保持此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度低于2 127K。(2)在水沸騰時，HTS0，則TH÷S44.0×103 J·mol1÷118.8 J·mol1·K1370.4 K。(3)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)為C(s，石墨)=C(s，金剛石)，HTSHT(S金S石)2.866 kJ·mol1，即1.895 kJ·mol1298 K×(S金5.694×103kJ·mol1·K1)2.866 kJ·mol1，解得S金2.436×103kJ·mol1·K12.436 J·mol1·K1。熵用來度量混亂度的程度，混亂度越小，體系的熵值就越小，或者說體系的熵值越小，則越有序。通過上面的計算知S金<S石，則金剛石比石墨更有序。7對于一個化學(xué)反應(yīng)，判斷其自發(fā)進(jìn)行的方向問題是研究此反應(yīng)的