《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》練習(xí)9

《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》練習(xí)A組1.許多反應(yīng)在特定條件下都能自發(fā)進(jìn)行。下列過程中不能自發(fā)進(jìn)行的是()A.自由落體B.熱量由低溫物體向高溫物體傳遞C.汽油揮發(fā)D.氣體從高密度處向低密度處擴(kuò)散解析:自然界中,自由落體、熱量由高溫物體向低溫物體傳遞、汽油揮發(fā)、氣體從高密度處向低密度處擴(kuò)散都是自發(fā)過程,其逆過程都是非自發(fā)的。答案:B2.實(shí)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)。對此說法的理解正確的是()A.所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B.所有的自發(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)性的一個重要因素D.焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素解析:多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng),并不是所有自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng),既然說“多數(shù)”,必定存在特例,所以只能說“焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素,但不是唯一因素”。答案:C3.分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()(g)+O2(g)2N2O(g)ΔH=+163kJ·mol-1(s)+Cl2(g)AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1(s)Hg(l)+O2(g)ΔH=+91kJ·mol-1(l)O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-1解析:對于A項(xiàng),ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,即任何溫度下,反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行;對于B項(xiàng),ΔH<0,ΔS<0,在較低溫度下,ΔH-TΔS<0,即反應(yīng)溫度不能過高;對于C項(xiàng),ΔH>0,ΔS>0,若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,即ΔH-TΔS<0,必須升高溫度,即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進(jìn)行;對于D項(xiàng),ΔH<0,ΔS>0,在任何溫度下,ΔH-TΔS<0,即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。答案:D4.能用能量判據(jù)判斷下列過程方向的是()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(jìn)行,吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行C.有序排列的火柴散落時成為無序排列D.多次洗牌以后,撲克牌毫無規(guī)律的混亂排列的幾率大解析: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;吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行,例如,在25℃和×105Pa時,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+kJ·mol-1答案:A5.(雙選)下列變化中,ΔS<0的是()A.-10℃(g)與HCl(g)反應(yīng)生成NH4Cl(s)C.干冰(CO2)的升華(s)分解為CaO(s)和CO2(g)解析:氣體液化、液體凝固是體系混亂度減小的過程,故A項(xiàng)ΔS<0;B項(xiàng)中兩種氣體反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體,體系ΔS<0;固體溶解、氣體擴(kuò)散和固體熔化、升華均為體系混亂度增加的過程,故C項(xiàng)ΔS>0;D項(xiàng)中CaCO3固體分解有氣體生成為熵增過程,ΔS>0。答案:AB6.如下圖所示,在圖(1)中A、B兩容器里分別收集著兩種互不作用的理想氣體。壓強(qiáng)不變,若將中間活塞打開[如圖(2)],兩種氣體分子立即都占滿了兩個容器。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()理想氣體的自發(fā)混合A.此過程是從混亂度小的向混亂度大的變化過程,即熵增加的過程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.只有在一定溫度下,此過程是自發(fā)進(jìn)行的解析:兩種互不作用的理想氣體的等壓混合,是一個不伴隨能量變化的過程,但是一個熵增加的過程,所以在任何溫度下都是自發(fā)的過程。答案:D7.25℃、101kPa條件下,反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=kJ·molA.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.熵減小的反應(yīng)D.熵增加效應(yīng)大于熱效應(yīng)解析:反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=kJ·mol-1,焓變大于0,但從熵增加看該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,原因是熵增加效應(yīng)大于熱效應(yīng)。D項(xiàng)正確。答案:D8.某反應(yīng):AB+C在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,對該反應(yīng)過程ΔH、ΔS的判斷正確的是()A.ΔH<0、ΔS<0 B.ΔH>0、ΔS<0C.ΔH<0、ΔS>0 D.ΔH>0、ΔS>0解析:由題意知,該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)反應(yīng),根據(jù)復(fù)合判據(jù),即ΔH-T低ΔS>0(1),而高溫下能自發(fā)進(jìn)行,即ΔH-T高ΔS<0(2),綜合(1)(2)可確定ΔH>0,ΔS>0。答案:D9.判斷下列反應(yīng)的熵值的變化,在每小題后面的橫線上填上“增加”“減小”或“無明顯變化”。(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)。(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。(3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)。(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)。(5)將少量KNO3晶體溶解在水中。解析:判斷熵值變化的依據(jù)是同溫同壓下,氣態(tài)熵值>液態(tài)熵值>固態(tài)熵值,狀態(tài)都是氣態(tài)時,看物質(zhì)的量的多少,物質(zhì)的量越多,熵值越大。故(1)減小,(2)無明顯變化,(3)增加,(4)減小。(5)KNO3溶于水時KNO3K++N,自由移動離子數(shù)目增多,因此熵值增加。答案:(1)減小(2)無明顯變化(3)增加(4)減小(5)增加10.有A、B、C、D4個反應(yīng):反應(yīng)ABCDΔH/(kJ·mol-1)-126ΔS/(J·mol-1·K-1)則在任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是;任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是;另兩個反應(yīng)中,在溫度高于時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是,在溫度低于時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是。解析:將表中數(shù)據(jù)代入公式ΔG=ΔH-TΔS;當(dāng)ΔG<0時,反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,當(dāng)ΔG>0時,反應(yīng)不可自發(fā)進(jìn)行。答案:CB77℃A℃DB組1.下列說法正確的是()A.若某自發(fā)反應(yīng)的ΔS>0,則該反應(yīng)一定有ΔH<0(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+kJ·mol-1,能自發(fā)進(jìn)行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(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)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向解析:自發(fā)反應(yīng)必有ΔH-TΔS<0,當(dāng)ΔS>0時,ΔH<0或ΔH>0都可能,A選項(xiàng)錯;吸熱的自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大的,B選項(xiàng)正確;應(yīng)將焓變和熵變綜合起來即利用復(fù)合判據(jù)進(jìn)行判斷,C選項(xiàng)錯;使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)的方向,D選項(xiàng)錯。答案:B2.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述中正確的是()A.焓變小于0而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的B.焓變和熵變都小于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的C.焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的D.熵變小于0而焓變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的解析:ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行;ΔH>0,ΔS<0的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行;ΔH>0,ΔS>0的反應(yīng),高溫下能自發(fā)進(jìn)行,低溫下不能自發(fā)進(jìn)行;ΔH<0,ΔS<0的反應(yīng),低溫下能自發(fā)進(jìn)行,高溫下不能自發(fā)進(jìn)行。答案:A3.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,反應(yīng)原理:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。在298K、101kPa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)物的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(jìn)行,因此需要高溫和催化劑C.該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,高溫和催化劑只是加快反應(yīng)的速率D.汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒解析:該反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量,A項(xiàng)正確;常溫下,ΔH-TΔS=-113kJ·mol-1-298K×(-145J·mol-1·K-1)×10-3kJ·J-1<0,故常溫下該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,高溫和催化劑只是加快反應(yīng)速率,B項(xiàng)錯誤,C項(xiàng)正確;CO和NO均會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒,D項(xiàng)正確。答案:B4.已知:若一個可逆反應(yīng)的正反應(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),T=980K時ΔH-TΔS=0。當(dāng)體系溫度低于980K時,估計ΔH-TΔS0(填“大于”“小于”或“等于”,下同);當(dāng)體系溫度高于980K時,估計ΔH-TΔS0。(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)ΔHK)=kJ·mol-1,ΔSK)=J·mol-1·K-1。設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化,則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是。解析:(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,則2CO(g)CO2(g)+C(s)為放熱反應(yīng),ΔH<0。又該反應(yīng)ΔS<0,則當(dāng)T<980K時,ΔH-TΔS<0;T>980K時,ΔH-TΔS>0。(2)由題給信息,要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,需有ΔH-TΔS<0,即kJ·mol-1-T×J·mol-1·K-1)×10-3kJ·J-1<0,則T<=×103K。答案:(1)小于大于(2)小于1240K5.氨的工業(yè)合成工藝的成熟推動了人類文明的進(jìn)步,不少科技工作者為了尋找廉價的氨的制備方法,進(jìn)行了前赴后繼的探索性工作。請回答下列問題:用氫氣和氮?dú)夂铣砂笔且粋€可逆反應(yīng),化學(xué)方程式如下:N2+3H22NH3。已知,在常溫下,1gH2完全轉(zhuǎn)化為NH3,放出的熱量為kJ。(1)請寫出該反