（新教材適用）高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向課后習(xí)題選擇性必修1

第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向1.下列過程的方向能用焓變判斷的是()。A.濕的衣服經(jīng)過晾曬變干B.硝酸銨溶于水C.100℃時(shí)的水蒸氣凝結(jié)成水D.25℃和101kPa時(shí)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+109.8kJ·mol1能自發(fā)進(jìn)行答案:C2.在圖1中A、B兩容器里,分別收集著一種理想氣體(兩者不反應(yīng))。若將中間活塞打開,兩種氣體分子立即都分布在兩個(gè)容器中(如圖2所示)。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()。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,而且沒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,即熵增加的過程答案:A解析: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(xiàng)錯(cuò)誤;氣體擴(kuò)散過程中,混亂度增大,即ΔS>0,B、D項(xiàng)正確;該變化過程自發(fā)進(jìn)行,且沒有能量變化,即ΔH=0,C項(xiàng)正確。3.下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()。A.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=56.7kJ·mol1B.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=74.9kJ·mol1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=571.6kJ·mol1D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH=178.2kJ·mol1答案:C解析:從焓變的角度分析,化學(xué)反應(yīng)應(yīng)具有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化,使體系能量降低的趨勢(shì),表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。4.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,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,其反應(yīng)原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列說法中正確的是()。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,因此需要合適的催化劑C.該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,高溫和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)答案:C解析:只使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;因該反應(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)進(jìn)行,故該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的主要原因是反應(yīng)放熱。5.金屬錫的冶煉常用焦炭作還原劑:SnO2(s)+2C(s)Sn(s)+2CO(g),反應(yīng)過程中能量的變化如圖所示。下列有關(guān)該反應(yīng)的ΔH、ΔS的說法中正確的是()。A.ΔH<0,ΔS<0B.ΔH>0,ΔS<0C.ΔH<0,ΔS>0D.ΔH>0,ΔS>0答案:D解析:反應(yīng)SnO2(s)+2C(s)Sn(s)+2CO(g)中,生成物中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)大,體系的混亂度增大,所以是熵增大的反應(yīng),故ΔS>0;由題圖可知,反應(yīng)物能量低,生成物能量高,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故ΔH>0。6.已知在等溫等壓條件下,ΔHTΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;ΔHTΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)CH3OH(l)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在某溫度下自發(fā)向右進(jìn)行,若反應(yīng)的|ΔH|=17kJ·mol1,|ΔHTΔS|=17kJ·mol1,則下列正確的是()。A.ΔH>0,ΔHTΔS<0B.ΔH<0,ΔHTΔS>0C.ΔH>0,ΔHTΔS>0D.ΔH<0,ΔHTΔS<0答案:A解析:某溫度下反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行,說明ΔHTΔS<0,即ΔHTΔS=17kJ·mol1,若ΔH=17kJ·mol1,則ΔS=0,不符合事實(shí),故ΔH=17kJ·mol1>0,A項(xiàng)正確。7.隨著汽車使用量增大,尾氣污染已經(jīng)受到人們的普遍關(guān)注。研究表明:等溫等壓條件下ΔHTΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;ΔHTΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。常溫常壓下:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=746.8kJ·mol1,ΔS=197.5J·mol1·K1。下列說法與事實(shí)不相符合的是()。A.常溫下,ΔHTΔS>0,此反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行B.常溫下,ΔHTΔS<0,但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2C.汽車尾氣中含有較多的CO和NO,是因?yàn)樵摲磻?yīng)的活化能較高D.要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量,應(yīng)該尋找高效廉價(jià)的催化劑答案:A解析:常溫下,反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0,則ΔHTΔS=(746.8kJ·mol1)298K×(0.1975kJ·mol1·K1)=687.945kJ·mol1<0,則該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤。常溫下,ΔHTΔS<0,但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2,必須尋找高效催化劑,B項(xiàng)正確。該反應(yīng)的活化能較高,反應(yīng)速率較慢,故汽車尾氣中含有較多的CO和NO,C項(xiàng)正確。要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量,應(yīng)該尋找高效廉價(jià)的催化劑,降低反應(yīng)的活化能,提高反應(yīng)速率,D項(xiàng)正確。8.已知:ΔG=ΔHTΔS,當(dāng)ΔG<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,ΔG>0時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。生產(chǎn)合成氣的反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在高溫時(shí)才能自發(fā)進(jìn)行。下列對(duì)該反應(yīng)過程的ΔH、ΔS的判斷正確的是()。A.ΔH>0,ΔS<0B.ΔH<0,ΔS<0C.ΔH>0,ΔS>0D.ΔH<0,ΔS>0答案:C解析:由反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知,反應(yīng)中氣體的分子數(shù)增大,則ΔS>0,ΔG=ΔHTΔS,當(dāng)ΔG<0時(shí),反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,因該反應(yīng)在高溫時(shí)才能自發(fā)進(jìn)行,故ΔH>0,故C項(xiàng)符合題意。9.下列說法正確的是()。A.反應(yīng)2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0B.ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在高溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行C.反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔS<0D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同答案:A解析:反應(yīng)物中有氣體,生成物中沒有氣體,則ΔS<0,若要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,即ΔHTΔS<0,則ΔH應(yīng)小于0,A項(xiàng)正確;根據(jù)ΔHTΔS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行可知,ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)物中無氣體,生成物中有氣體,則ΔS>0,C項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于同一物質(zhì),熵值:氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.下列內(nèi)容與結(jié)論相對(duì)應(yīng)的是()。選項(xiàng)內(nèi)容結(jié)論AH2O(g)變成H2O(l)ΔS>0B硝酸銨溶于水可自發(fā)進(jìn)行因?yàn)樵摲磻?yīng)的ΔS>0C一個(gè)反應(yīng)的ΔH>0,ΔS>0反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行DH2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=271kJ·mol1,ΔS=8J·mol1·K1反應(yīng)在任意溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行答案:B解析:物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),混亂度減小,即ΔS<0,A項(xiàng)不符合題意;硝酸銨溶于水是吸熱的熵增大過程,ΔS>0,反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,B項(xiàng)符合題意;ΔH>0,ΔS>0,根據(jù)復(fù)合判據(jù)可知,高溫時(shí)ΔHTΔS<0,即高溫條件下,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,C項(xiàng)不符合題意;由ΔH<0,ΔS>0知,ΔHTΔS<0,故該反應(yīng)在任意溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,D項(xiàng)不符合題意。11.碳酸銨[(NH4)2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣,對(duì)其說法正確的是()。A.碳酸銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體,使體系的熵增大B.碳酸銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C.碳酸銨分解是吸熱反應(yīng),根據(jù)能量判據(jù)也能說明它能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解答案:A解析:碳酸銨分解是吸熱反應(yīng),所以根據(jù)能量判據(jù)它是不能自發(fā)分解的,其自發(fā)分解能夠發(fā)生主要是體系中氨氣、二氧化碳?xì)怏w和水的生成使熵增大的緣故。12.二氧化碳捕集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一(已知在等溫等壓條件下,ΔHTΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;ΔHTΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行)。(1)用釕的配合物作催化劑,一定條件下可直接光催化分解CO2,發(fā)生的反應(yīng)為2CO2(g)2CO(g)+O2(g),該反應(yīng)的ΔH(填“>”“<”或“=”,下同)0,ΔS0,在低溫下,該反應(yīng)(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

(2)汽車燃油不完全燃燒時(shí)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ΔH>0,簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù):

。

(3)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2,化學(xué)方程式為2NO+2CO2CO2+N2,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的ΔH(填“>”“<”或“=”)0。

(4)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)ΔH(298.15K)=94.0kJ·mol1,ΔS(298.15K)=75.8J·mol1·K1;設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度變化而變化,則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是。

答案:(1)>>不能(2)該反應(yīng)是吸熱、熵減的反應(yīng),任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行(3)<(4)低于1240K解析:(1)CO燃燒時(shí)放熱,所以反應(yīng)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)是吸熱反應(yīng),即ΔH>0,因氣體的物質(zhì)的量增多,所以ΔS>0。ΔH