高中苏教版 (2019)第二单元 化学反应的方向与限度测试题
展开①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ④氢气在氧气中燃烧 ⑤Mg在空气中燃烧 ⑥铝热反应 ⑦墨水在水中的扩散 ⑧电解熔融的氯化钠
A.①②③④B.⑤⑥⑦⑧
C.②④⑥⑧D.①②③④⑤⑥⑦
2.金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂:SnO2+2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Sn+2CO↑,反应过程中能量的变化如右图所示。
下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法正确的是( )
A.ΔH<0 ΔS<0
B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH<0 ΔS>0
D.ΔH>0 ΔS>0
3.橡皮筋在拉伸和收缩状态时,结构如图。25℃、101kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是( )
A.CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO+CO2↑
B.NaOH的溶解
C.2H2+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O
D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
4.往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和固态氯化铵晶体,塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水,如图所示。一会儿,就会发现瓶内固态物质变少并有液体产生,瓶壁变冷,小木板因水冻结而被烧瓶黏住,这时打开瓶塞,出来的气体有刺激性气味。这是自发地发生了反应:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3+10H2O。下列结论正确的是( )
A.自发反应一定是放热反应
B.自发反应一定是吸热反应
C.有的吸热反应也能自发进行
D.吸热反应不能自发进行
5.下列反应在常温下均为非自发反应,在高温下仍为非自发反应的是( )
A.Ag2O(s)===2Ag(s)+eq \f(1,2)O2(g)
B.Fe2O3(s)+eq \f(3,2)C(s)===2Fe(s)+eq \f(3,2)CO2(g)
C.N2O4(g)===2NO2(g)
D.CO(g)===C(s)+eq \f(1,2)O2(g)
6.反应CH3OH(l)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下自发向右进行,若反应的|ΔH|=17kJ·ml-1,|ΔH-TΔS|=17kJ·ml-1,则下列判断中正确的是( )
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
7.下列关于化学反应方向,说法正确的是( )
A.反应3NO2(g)+H2O(l)===2HNO3(aq)+NO(g)在一定条件下自发进行,说明该反应的ΔH>0
B.反应2Na2SO3(s)+O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0
C.反应2Na2O2(s)+2CO2(g)===2Na2CO3(s)+O2(g)能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.一定温度下,反应2NaCl(s)===2Na(s)+Cl2(g)的ΔH<0
8.已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
设反应A===D+E ΔH-TΔS=(-4500+11T) J·ml-1,要防止反应发生,温度必须( )
A.高于409K
B.低于136K
C.高于136K而低于409K
D.低于409K
9.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·ml-1,ΔS=-6.61J·ml-1·K-1,当ΔH-TΔS<0时能自发反应)( )
A.会变B.不会变
C.不能确定D.升高温度才会变
10.图甲所示的A、B两容器中分别充满两种互不反应的气体。若将中间活塞打开(如图乙所示),两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中。此过程为不伴随能量变化的自发过程。下列说法不正确的是( )
A.此过程是由混乱程度小向混乱程度大的方向变化的过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程的逆过程也是自发进行的
11.(双选)已知:298K、101kPa时,
反应①:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH1=-1648kJ/ml
反应②:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393kJ/ml
反应③:2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH3=-1480kJ/ml
反应④:2FeCO3(s)+eq \f(1,2)O2(g)===2CO2(g)+Fe2O3(s) ΔH4
下列说法不正确的是( )
A.反应①②③④在热力学上自发进行的趋势都很大
B.反应①和③在较低温度下能自发进行,反应④是熵增反应
C.自发反应代表反应一定能发生,可以判断反应进行的方向,但不能确定反应速率
D.反应①表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式
12.判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小,在横线上填选项字母。
(1)NH4NO3爆炸
2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)________。
(2)水煤气转化
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)________。
(3)臭氧的生成
3O2(g)===2O3(g)________。
A.熵增大 B.熵减小
C.不变D.熵变很小
13.有A、B、C、D四个反应:
则在任何温度下都能自发进行的反应是__________;任何温度下都不能自发进行的反应是____________;在温度高于________℃时可自发进行的反应是________;在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。
14.节能减排是指节约物质资源和能量资源,减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放。
(1)实验“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·ml-1)的变化:
关于该反应的下列说法中,正确的是________(填字母)。
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0
D.ΔH<0,ΔS>0
(2)将煤加工成水煤气可降低污染并能提高燃料的利用率。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=+131.3kJ·ml-l,ΔS=+133.7J·ml-1·K-1。该反应在常温下能否自发进行?________(填“能”或“不能”)。
15.已知在不同温度下,甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应:①CH4(g)―→C(s)+2H2(g),②2CH4(g)―→C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,查阅资料,得到如下热力学数据:
反应①的ΔH(298K)=+74.848kJ/ml,ΔS(298K)=+80.674J/( ml·K)
反应②的ΔH(298K)=+376.426kJ/ml,ΔS(298K)=+220.211J/(ml·K)
已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题:
(1)反应①在________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。
(2)反应①能否自发进行是由________(填“焓变”或“熵变”)决定的。
(3)制取炭黑的允许温度范围:________________________________________________________________________。
(4)为了提高甲烷的炭化程度,下列温度最合适的是________(填标号)。
A.905.2KB.927K
C.1273KD.2000K
课时作业10 化学反应的方向
1.解析:自发过程是不借助外力作用就能自动发生的过程,包括自发反应,而电解熔融的氯化钠要在直流电作用下进行,不能自发进行。
答案:D
2.解析:根据图像可知,该反应是吸热反应,ΔH>0;根据反应方程式可知,该反应是熵增反应,ΔS>0,故应选D。
答案:D
3.解析:橡皮筋拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态到收缩状态是吸热过程,混乱度增大,即吸热、熵增过程,且在25℃、101kPa时自发进行。CaCO3分解是吸热反应,且熵增,但CaCO3在25℃、101kPa下不会自发分解,A项错误;NaOH溶解放热,B项错误;H2在O2中燃烧放热,且熵减,C项错误;D中反应是吸热反应,且熵增,在25℃、101kPa下能自发进行,D项正确。
答案:D
4.解析:通过实验现象可知该反应吸热,但仍能自发进行。
答案:C
5.解析:题中四个反应在常温下均不能自发进行,其中A、B、C三项为熵增大的反应,在高温下可能为自发反应,但D项为熵减小的反应,在高温下仍为非自发反应。
答案:D
6.答案:A
7.解析:ΔH-TΔS<0反应自发进行。若反应的ΔS<0,反应能自发进行,则ΔH<0,A、C错误,B正确;2NaCl(s)===2Na(s)+Cl2(g)属于分解反应,为吸热反应,ΔH>0,D错误。
答案:B
8.解析:要防止反应发生需满足ΔH-TΔS>0的条件,解不等式得T>409K,故A正确。
答案:A
9.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,直至达到平衡态。因此,在0℃、100kPa条件下,白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡―→灰锡的ΔH-TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2180.9J·ml-1-273K×(-6.61J·ml-1·K-1)=-376.37J·ml-l<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案:A
10.解析:由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可知,此过程为混乱度增大,由有序到无序的过程,属于熵增大的过程,A、C项正确;由“此过程为不伴随能量变化的自发过程”可知,此过程中没有热量的吸收或放出,B项正确;此过程是自发进行的,则它的逆过程是非自发的,D项错误。
答案:D
11.解析:根据盖斯定律,可得ΔH4=ΔH1×eq \f(1,2)+ΔH2×2-ΔH3=-1648kJ/ml×eq \f(1,2)+(-393kJ/ml)×2-(-1480kJ/ml)=-130kJ/ml,故反应①②③④都是放热反应且放出的热量较多,在热力学上自发进行的趋势都很大,A项正确;反应①和③都是放热的熵减反应,根据ΔH-TΔS<0可知,反应①和③在较低温度下能自发进行,反应④是气体分子数增大的反应,即熵增反应,B项正确;化学反应的自发性只能判断反应进行的方向,不能确定反应一定会发生,也不能确定反应速率,C项错误;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,而不是氧化铁,D项错误。
答案:CD
12.解析:(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应,(2+4+1)-0>0,因此该过程是熵增大的过程。(2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化,(1+1)-(1+1)=0,该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后,气态物质的物质的量减小,2-3<0,因此该过程是熵减小的过程。
答案:(1)A (2)D (3)B
13.解析:放热且熵增加的反应在任何温度下都能自发进行;吸热且熵减小的反应在任何温度下都不能自发进行;放热的熵减小反应在低温下能自发进行;吸热的熵增加反应在高温下可以自发进行,反应的具体温度可以根据ΔH-TΔS=0计算出来。
答案:C B 77 A -161.6 D
14.答案:(1)C (2)不能
15.解析:(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应,只有在高温下才会有ΔH-TΔS<0,所以反应①在高温下能自发进行。(2)因为反应①吸热,不利于反应的自发进行;而熵增有利于反应的自发进行,所以反应①能否自发进行由熵变决定。(3)天然气裂解为炭黑时,ΔH-TΔS=74.848kJ/ml-80.674×10-3kJ/(ml·K)×T<0,得T>927.8K,即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K。天然气裂解为乙炔时,ΔH-TΔS=376.426kJ/ml-220.211×10-3kJ/(ml·K)×T<0,得T>1709.4K,即温度高于1709.4K时,天然气会自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑,温度需控制在927.8~1709.4K之间。
答案:(1)高温 (2)熵变 (3)927.8~1709.4K (4)C反应
A
B
C
D
ΔH/kJ·ml-1
+10.5
+1.80
-126
-11.7
ΔS/J·ml-1·K-1
+30.0
-113.0
+84.0
-105.0
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