2.3 化学反应的方向 课后习题【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修一

第二章化学反应速率与化学平衡第三节　化学反应的方向课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.下列说法不正确的是(　　)A.铁生锈和氢气燃烧均为自发放热过程B.冰融化的过程中,熵值增大C.无热效应的自发过程是不存在的D.同一物质固态时熵值最小解析铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程,A项正确;冰融化时有序性减弱,混乱度增加,即熵值增大,B项正确;物质由有序转化为无序时,不一定发生热效应,如分子的扩散现象,C项错误;同一物质在固态时有序性最高,熵值最小,D项正确。 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 C2.在图1中A、B两容器里,分别收集着一种理想气体(二者不反应)。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都分布在两个容器中(如图2所示)。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)A.此过程是自发可逆的B.此过程从有序到无序,混乱度增大C.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出D.此过程是向混乱程度增大的方向变化的过程,即熵增加的过程解析气体扩散过程中,混乱度增大,即ΔS>0,B项、D项正确;该变化过程自发进行,且没有能量变化,即ΔH=0,C项正确;气体的扩散为自发过程,其逆过程不能自发进行,A项错误。答案A3.下列变化中,ΔS<0的是(　　)A.-10℃液态水结冰B.金属钠与水反应C.干冰(CO2)的升华D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)解析气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项ΔS<0;固体溶解、气体扩散和固体熔化、升华均为体系混乱度增加的过程,故C项ΔS>0;B项中有H2生成,D项中CaCO3固体分解有CO2气体生成,均为熵增过程,ΔS>0。答案A4.能用能量判据判断下列过程方向的是(　　)A.水总是自发地由高处往低处流B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大解析水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;吸热反应也可以自发进行,例如,在25℃、1.01×105Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9kJ·mol-1可自发进行,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于增大混乱度的倾向,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。答案A5.下列说法正确的是(　　)A.若某自发反应的ΔS>0,则该反应一定有ΔH<0B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57kJ·mol-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向解析自发反应必有ΔH-TΔS<0,当ΔS>0时,ΔH<0或ΔH>0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据判断反应的自发性,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,增大化学反应速率,但不能改变反应的方向,D项错误。答案B6.下列说法中正确的是(　　)A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的B.自发反应一定熵增大,非自发反应一定熵减小或不变C.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现解析反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的,吸热反应也不都是非自发的;自发反应不一定熵增大,非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响,非自发反应在一定条件下也可能发生。答案C7.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 之一是在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是(　　)A.该反应是熵增大的反应B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是增大反应的速率D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应解析只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行;因该反应是气体物质的量减小的反应,故熵减小;因熵减小不利于反应自发,故该反应自发进行的主要原因是反应放热。答案C8.判断下列反应的熵值的变化,在每小 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 后面的横线上填上“增大”“减小”或“无明显变化”。(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)将少量KNO3晶体溶解在水中　　　　。 解析判断熵值变化的依据是同温同压下,对同一物质而言,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看气体物质的量的大小,物质的量越大,熵值越大。KNO3溶于水时KNO3K++NO3-,自由移动离子数目增多,因此熵值增大。答案(1)减小(2)无明显变化(3)增大(4)减小(5)增大提升能力跨越等级1.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是(　　)生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图A.步骤一中将反应器加热到400℃,可提高CaCO3的生成速率B.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应D.步骤二中反应的ΔS<0解析CaO与CO2的反应为放热反应,B项错误;生成CaCO3的反应和CaCO3分解反应的反应条件不同,二者不互为可逆反应,C项错误;反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔS>0,D项错误。答案A2.下列反应中,一定不能自发进行的是(　　)A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-78.03kJ·mol-1　ΔS=+1110J·mol-1·K-1B.CO(g)C(石墨,s)+12O2(g)　ΔH=+110.5kJ·mol-1　ΔS=-89.36J·mol-1·K-1C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1　ΔS=-280.1J·mol-1·K-1D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)　ΔH=+37.3kJ·mol-1　ΔS=+184.0J·mol-1·K-1解析A项,反应为放热的熵增加反应,一定能自发进行;C项,焓变对反应的方向起决定性作用,在低温下反应能自发进行;D项,熵变对反应的方向起决定性作用,在高温下反应能自发进行。答案B3.下列说法正确的是(　　)A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0解析A项,该反应常温能自发进行,则ΔH-TΔS<0,即ΔH0、ΔS<0,则ΔH<0,B项正确;C项,该反应室温下不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,C项不正确;D项,常温下该反应不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,D项不正确。答案B4.(双选)下列内容与结论相对应的是(　　)选项内容结论AH2O(g)变成H2O(l)ΔS>0B硝酸铵溶于水可自发进行因为ΔS>0C一个反应的ΔH>0,ΔS>0反应一定不自发进行DH2(g)+F2(g)2HF(g)ΔH=-271kJ·mol-1ΔS=+8J·mol-1·K-1反应可自发进行解析物质由气态变为液态,ΔS<0,A错误;NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程,正是因为ΔS>0,使过程可自发进行,B正确;ΔH>0,ΔS>0时,反应在高温下能自发进行,C错误;因反应的ΔH<0,ΔS>0,故反应能自发进行,D正确。答案BD5.灰锡结构松散,不能用于制造器皿;而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0℃、100kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH=-2180.9J·mol-1和ΔS=-6.61J·mol-1·K-1)(　　)A.会变B.不会变C.不能确定D.升高温度才会变解析在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0℃、100kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡→灰锡的ΔH-TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2180.9J·mol-1-273K×(-6.61J·mol-1·K-1)=-376.37J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。答案A6.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)　ΔH=QkJ·mol-1进行过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。(1)Q　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变ΔS　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应　　　　自发进行(填“能”或“不能”)。 (4)升高温度,平衡常数　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向　　　　　　方向移动。 解析据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0。据反应特点可知,该反应是熵增大的反应。ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行。升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。答案(1)<　(2)>　(3)能　(4)减小　逆反应7.已知一个可逆反应,若正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980K时,估计ΔH-TΔS　　　　0(填“>”“<”或“=”,下同);当体系温度高于980K时,估计ΔH-TΔS　　　　0。 (2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH(298.15K)=-94.0kJ·mol-1,ΔS(298.15K)=-75.8J·mol-1·K-1,设ΔH和ΔS不随温度而变化,则此反应自发进行的温度为　　　　。 解析(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应,ΔH>0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,ΔH<0,且该反应ΔS<0,则当T<980K时,ΔH-TΔS<0;T>980K时,ΔH-TΔS>0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,须有ΔH-TΔS<0,即-94.0kJ·mol-1-T×[-75.8J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1]<0,则T<94.0kJ·mol-175.8J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1≈1.24×103K。答案(1)<　>(2)小于1240K贴近生活拓展创新(1)已知:298K、101kPa时,反应CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s)　ΔH=-402.0kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7kJ·mol-1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化,则保持此反应自发进行的温度低于　　　　　　　　。 (2)已知:H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0kJ·mol-1,ΔS=+118.8J·mol-1·K-1。则水的沸点是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)已知在298K时,由石墨生成金刚石的反应的ΔH=+1.895kJ·mol-1,ΔH-TΔS=2.866kJ·mol-1,又已知石墨的熵S石=5.694J·mol-1·K-1,则金刚石的熵S金=　　　　　　　　(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差),这两种碳的同素异形体中更有序的是　　　　　　。 解析(1)因为298K、101kPa时,题给反应的ΔH=-402.0kJ·mol-1,ΔH-TΔS=-345.7kJ·mol-1,则有ΔS=(-402.0kJ·mol-1+345.7kJ·mol-1)÷298K≈-0.189kJ·mol-1·K-1。要使反应能自发进行,需使ΔH-TΔS<0,即-402.0kJ·mol-1-T×(-0.189kJ·mol-1·K-1)<0,得T<2127K,因此保持此反应自发进行的温度低于2127K。(2)在水沸腾时,ΔH-TΔS=0,则T=ΔH÷ΔS=44.0×103J·mol-1÷118.8J·mol-1·K-1≈370.4K。(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s,石墨)C(s,金刚石),ΔH-TΔS=ΔH-T(S金-S石)=2.866kJ·mol-1,即1.895kJ·mol-1-298K×(S金-5.694×10-3kJ·mol-1·K-1)=2.866kJ·mol-1,解得S金=2.436×10-3kJ·mol-1·K-1=2.436J·mol-1·K-1。熵用来度量混乱度的程度,混乱度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序。通过上面的计算知S金