苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度课时练习

专题2分层作业10　化学反应的方向

A级 必备知识基础练

1.下列说法不正确的是(　　)

A.自发进行的反应不需要任何条件,就可以发生反应

B.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数

C.一个化学反应能否实际进行,除了要考虑反应的自发性,还应该考虑反应速率

D.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行

2.(2023河北邢台南和区一中高二期中)下列变化过程的ΔH>0且ΔS>0的是(　　)

A.NH3(g)NH3(l)

B.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)

C.Na2O(s)+CO2(g)Na2CO3(s)

D.Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)

3.下列说法正确的是(　　)

A.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应吸热,因此该反应在室温下是非自发反应

B.O2转化为O3时,熵增加

C.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,高温有利于其自发进行

D.某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温时能自发进行,则该反应的正反应的ΔH>0、ΔS>0

4.(2023河北邢台高二期中)下列反应的焓变和熵变与如图所示过程相符的是(　　)

A.2Na(s)+Cl2(g)2NaCl(s)

B.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

C.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

D.Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)

5.下列对熵的理解不正确的是(　　)

A.同种物质状态不同时熵值不同

B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大

C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小

D.25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应

6.反应FeO(s)+C(s)Fe(s)+CO(g)　ΔH>0、ΔS>0,下列说法正确的是(　　)

A.低温下自发进行,高温下非自发进行

B.高温下自发进行,低温下非自发进行

C.任何温度下均为非自发进行

D.任何温度下均为自发进行

7.已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=74.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)

A.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应

B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行

C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行

D.该反应中熵变、焓变皆大于0,在高温条件下可自发进行

8.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)　ΔH=Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。

(1)Q　　　　　　(填“>”“<”或“=”)0。 

(2)熵变ΔS　　(填“>”“<”或“=”)0。 

(3)该反应　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。 

B级 关键能力提升练

9.下列内容与结论相对应的是(　　)

10.下列说法中错误的是(　　)

A.反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的ΔH<0

B.反应NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0

C.若ΔH<0,ΔS>0,化学反应在任何温度下都能自发进行

D.加入合适的催化剂能降低反应的活化能,从而改变反应的焓变

11.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 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·mol-1、ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1。且对于某一反应,ΔH-TΔS<0时反应可自发进行,其中T代表热力学温度)              (　　)

A.会变 B.不会变

C.不能确定 D.升高温度才会变

12.下列关于能量判据和熵判据的说法不正确的是(　　)

A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程

B.放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的

C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度下则能自发进行

D.由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合判断过程的自发性,将更适合于所有的过程

13.下列说法正确的是(　　)

A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行

B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH =185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向

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.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

14.化学反应自发的复合判据是自由能变化ΔG,已知ΔG=ΔH-TΔS<0(ΔH为焓变,ΔS为熵变,T为反应进行时所需的温度)时,反应能自发进行。工业上用赤铁矿生产铁,可以选择的还原剂有C和H2:

Fe2O3(s)+C(s)2Fe(s)+CO2(g)

ΔH=233.8 kJ·mol-1

ΔS=279 J·mol-1·K-1

Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)

ΔH=98 kJ·mol-1

ΔS=144.2 J·mol-1·K-1

则哪一种还原剂可使反应在较低温度下自发进行?(要求写出计算过程,结果取整数即可)

C级 学科素养拔高练

15.回答下列问题:

(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)下列反应中,在高温下不能自发进行的是　　　　　　(填字母)。 

a.CO(g)C(s)+O2(g)

b.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

c.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)

d.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)

(3)25 ℃和1.01×105 Pa时,反应:

2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH=56.76 kJ·mol-1能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,化学方程式为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)　ΔH=131.3 kJ·mol-1,ΔS=133.7 J·mol-1·K-1。

该反应在温度为500 K时能否自发进行?　　　　(填“能”或“不能”)。(已知反应的ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,T表示热力学温度) 

参考答案

专题2　分层作业10　化学反应的方向

1.A　解析 自发进行的反应也需要一定条件才可以发生,A项错误;升高温度,可增加反应物分子中活化分子的百分数,使反应速率增大,B项正确;一个化学反应能否实际进行,除了要考虑反应的自发性,还应该考虑反应速率,C项正确;当反应的ΔH<0、ΔS>0时,反应在任何温度下都能自发进行,D项正确。

2.B　解析 NH3(g)NH3(l)为放热过程,且属于熵减过程,A不符合题意;NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)为分解反应,ΔH>0,且为气体分子数增多的过程,则ΔS>0,B符合题意;Na2O(s)+CO2(g)Na2CO3(s)为化合反应,ΔH<0,且为气体分子数减小的反应,ΔS<0,C不符合题意;Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)为生成沉淀的放热反应,且由离子生成了沉淀,属于熵减的过程,D不符合题意。

3.D　解析 判断反应能否自发进行不能只通过焓变判断,该反应在室温下是自发反应,A项错误;O2转化为O3:3O22O3,该过程熵减小,B项错误;合成氨反应的ΔH<0,ΔS<0,则低温有利于其自发进行,C项错误;由化学方程式可知该反应的ΔS>0,该反应在高温时能自发进行,说明ΔH>0,则其逆反应为ΔH<0,ΔS<0,在低温时能自发进行,D项正确。

4.C　解析 打开可乐瓶时,H2CO3分解吸收能量,生成气体使体系ΔS>0。2Na(s)+Cl2(g)2NaCl(s)是化合反应,ΔH<0,气体减少,ΔS<0,故A不符合题意;3H2(g)+N2(g)2NH3(g)是化合反应,ΔH<0,气体减少,ΔS<0,故B不符合题意;2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是分解反应,ΔH>0,气体增多,ΔS>0,故C符合题意;Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)是放热反应,ΔH<0,气体增多,ΔS>0,故D不符合题意。

5.C　解析 对于同一物质,由固→液→气三态变化时,熵值逐渐增大,故A项正确;熵指的是体系混乱程度,越混乱其熵值越大,故B项正确;与外界隔离的体系,自发过程是熵增的过程,故C项错误;对于D选项中的反应,由于反应后气体分子数增多,熵值增大,故D项正确。

6.B　解析 ΔH>0、ΔS>0的反应高温下可自发进行,B项正确。

7.D　解析 部分吸热反应也可能自发进行,A项错误;该反应是吸热反应,反应后熵值增大,在高温时能自发进行,B项错误;碳酸盐分解反应中熵增加,ΔS>0,反应为吸热反应,低温条件下碳酸盐分解不能自发进行,C项错误;该反应中熵变、焓变皆大于0,则在高温条件下可自发进行,D项正确。

8.答案 (1)<　(2)>　(3)能

解析 (1)据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0。(2)据反应特点可知,该反应是熵值增大的反应。(3)ΔH<0,ΔS>0,则该反应能自发进行。

9.B　解析 气态水变为液态水是混乱度减小的过程,是一个熵减的过程,ΔS<0,A项错误;硝酸铵溶于水的过程中混乱度增大,熵变ΔS>0,B项正确;对于ΔH>0、ΔS>0的反应,高温下该反应能自发进行,C项错误;由反应ΔH<0、ΔS>0可知,任何条件下,反应都能自发进行,D项错误。

10.D　解析 反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)的ΔS<0,在低温下能自发进行,则该反应的ΔH<0,A正确;反应NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)的ΔS>0,室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0,B正确;ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,若ΔH<0,ΔS>0,化学反应在任何温度下都能自发进行,C正确;加入合适的催化剂能降低反应的活化能,但催化剂不能改变反应的焓变,D错误。

11.A　解析 根据题意分析,在0 ℃、100 kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算白锡→灰锡的ΔH-TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2 180.9 J·mol-1-273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)=-376.37 J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。

12.B　解析 放热且熵增在任意温度下均自发进行,放热且熵减在低温下可自发进行,吸热且熵增在高温下可自发进行,吸热且熵减在任意温度下均不能自发进行,A项正确;焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变,B项错误;CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),该反应在高温下可自发进行,C项正确;焓判据和熵判据都不能独立地作为自发性的判据,综合考虑两个判据更适合于所有的过程,D项正确。

13.B　解析 ΔH<0、ΔS>0,则反应一定自发进行,A项错误;ΔH>0的反应,必须有ΔS>0时才可能自发进行,B项正确;反应的自发性要综合考虑焓变与熵变,C项错误;可逆反应中,改变温度、浓度等条件时,对化学反应的限度有影响,D项错误。

14.答案 用C作为还原剂时,当ΔH-T1ΔS=0,T1=≈838 K,即C作为还原剂时,T1>838 K能自发进行。用H2作为还原剂时,T2=≈680 K,即H2作为还原剂时,T2>680 K能自发进行。故用氢气作为还原剂时能使反应在较低温度下进行。

15.答案 (1)该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应,任何温度下均不能自发进行　(2)a　(3)该反应是熵增反应,且常温下熵变ΔS对反应的方向起决定作用　(4)不能

解析 (1)该反应ΔH>0、ΔS<0,故不能实现该反应。

(2)a、b、c、d的ΔH>0,b、c、d反应的ΔS>0,因此b、c、d反应在高温下能自发进行;a反应ΔS<0,所以在任何温度下该反应均不能自发进行。

(3)该反应能自发进行,由于该反应的ΔH>0,ΔS>0,故ΔS对反应方向起决定作用。

(4)ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,ΔH=131.3 kJ·mol-1,ΔS=133.7 J·mol-1·K-1=0.133 7 kJ·mol-1·K-1,则T>≈982.0 K时该反应能自发进行,由此可知该反应在温度为500 K时不能自发进行。