高中鲁科版 (2019)第1节 化学反应的方向当堂达标检测题
展开1.下列反应可用焓变来解释的是( )
A.氢氧化钡与氯化铵反应
B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
ΔH=+56.7 kJ·ml-1
C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)
ΔH=+74.9 kJ·ml-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·ml-1
解析:选D 焓变可以用来解释放热过程的自发性,前三项中的反应均为吸热反应。
2.下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是能正向自发进行的反应,而吸热反应都是不能正向自发进行的反应
B.自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
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发生
解析:选C 一个反应的ΔH-TΔS<0则是自发的,可看出ΔH和ΔS都对反应有影响,不能由单方面决定,A、B错误;熵增加即ΔS>0,放热反应的ΔH<0,代入公式得ΔH-TΔS<0,故是自发反应,C对;非自发的反应,可以通过改变条件,使ΔH、T、ΔS发生改变,从而使ΔH-TΔS<0,使反应可以正向自发进行,D错误。
3.反应2AB(g)===C(g)+3D(g)在高温时能正向自发进行,反应后体系中物质的总能量升高,则该反应的ΔH、ΔS应为( )
A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH>0,ΔS<0
解析:选C 该反应中气体的物质的量增加,ΔS>0。反应后体系中物质的总能量升高,说明正反应是吸热反应,ΔH>0。
4.反应CH3OH(l)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度时才能自发向右进行,若该反应的ΔH=+17 kJ·ml-1,|ΔH-TΔS|=17 kJ·ml-1,则下列关系中正确的是( )
A.ΔS>0,ΔH-TΔS<0 B.ΔS<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔS>0,ΔH-TΔS>0 D.ΔS<0,ΔH-TΔS<0
解析:选A ΔH=+17 kJ·ml-1>0,ΔS>0,在某温度时能自发向右进行,|ΔH-TΔS|=17 kJ·ml-1,只有ΔH-TΔS=-17 kJ·ml-1<0。
5.氢气可用于制备H2O2。已知:①H2(g)+A(l)===B(l) ΔH1;②O2(g)+B(l)===A(l)+H2O2(l) ΔH2,其中A、B均为有机物,两个反应均为自发反应,则反应H2(g)+O2(g)===H2O2(l)的ΔH( )
A.大于0 B.小于0
C.等于0 D.无法判断
解析:选B 反应H2(g)+A(l)===B(l)和O2(g)+B(l)===A(l)+H2O2(l)均为熵减反应,即ΔS<0,两反应均为自发反应,根据ΔH-TΔS<0可知,这两个反应均为放热反应,则有ΔH1<0,ΔH2<0。将两个已知热化学方程式依次标号为①、②,根据盖斯定律,由①+②可得:H2(g)+O2(g)===H2O2(l) ΔH,则有ΔH=ΔH1+ΔH2<0。
6.在图甲中的A、B两容器里,分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示),两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A.此过程为无序程度小向无序程度大的方向的变化过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,而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.此过程是自发可逆的
解析:选D 由题意知ΔH=0,ΔS>0,知该过程ΔH-TΔS<0是正向自发的,而逆过程ΔS<0,ΔH-TΔS>0,不能自发进行,所以D不正确。
7.已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为
ΔH-TΔS<0 反应能正向自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0 反应不能正向自发进行
设反应A===D+E ΔH-TΔS=(-4 500+11T)J·ml-1,要防止反应发生,温度必须( )
A.高于409 K
B.低于136 K
C.高于136 K而低于409 K
D.低于409 K
解析:选A 要防止反应发生需满足ΔH-TΔS>0的条件,解不等式得T>409,故A正确。
8.已知反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法中正确的是( )
A.低温下能正向自发进行
B.高温下能正向自发进行
C.低温下不能正向自发进行,高温下能正向自发进行
D.任何温度下都不能正向自发进行
解析:选D 因为ΔH>0,ΔS<0,T>0,故ΔH-TΔS>0,此反应为不能正向自发进行的反应。
9.下列内容与结论不对应的是( )
解析:选C A项,H2O(g)变成H2O(l),气体总分子数减小,则有ΔS<0;B项,硝酸铵溶于水是一个可正向自发进行的吸热过程,硝酸铵发生电离:NH4NO3===NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ,自由移动的离子数目增多,则有ΔS>0;C项,若一个反应的ΔH>0、ΔS<0,则有ΔH-TΔS>0,则该反应一定不能正向自发进行;D项,反应H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0,则有ΔH-TΔS<0,该反应在任何温度下均可正向自发进行。
10.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使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.该反应不能正向自发进行,因此需要合适的催化剂
C.该反应常温下能正向自发进行,催化剂条件只是加快反应的速率
D.该反应常温下能正向自发进行,因为正反应是吸热反应
解析:选C 只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能正向自发进行。因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正向自发进行,故正向自发进行的原因是反应放热。
11.现有反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0,下列有关说法不正确的是( )
A.ΔH>0的化学反应可能能正向自发进行
B.该反应熵增大(即ΔS>0)
C.该反应在任何条件下一定能正向自发进行
D.自发过程不一定使体系的熵增大
解析:选C ΔH>0、ΔS>0的化学反应高温时能正向自发进行,A、B项正确;该反应只有在高温条件下才能正向自发进行,C项错误;自发过程也有使体系的熵减小的,D项正确。
12.橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25 ℃、101 kPa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.CaCO3===CaO+CO2↑
B.NaOH的溶解
C.2H2+O2===2H2O
D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
解析:选D 橡皮筋拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态变为收缩状态是吸热过程,无序程度增加,属于熵增加过程且其在25 ℃、101 kPa时正向自发进行。CaCO3分解是吸热反应,且熵增加,但CaCO3在25 ℃、101 kPa时不会自发分解,A错误;NaOH溶解时放热,B错误;H2在O2中燃烧放热,C错误;该反应是吸热反应,且熵增加,在25 ℃、101 kPa时能正向自发进行,D正确。
13.已知在100 kPa、298.15 K时石灰石的分解反应:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.3 kJ·ml-1 ΔS=160.4 J·ml-1·K-1,则:
(1)该反应________(填“能”或“不能”)正向自发进行。
(2)据本题反应数据分析,温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向,则该反应正向自发进行的最低温度为________。
解析:(1)ΔH-TΔS=178.3 kJ·ml-1-298.15 K×160.4×10-3 kJ·ml-1·K-1≈130.5 kJ·ml-1>0,所以该反应不能正向自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0,所以根据ΔH-TΔS可知,在温度较高的时候,可能小于0。(3)根据ΔH-TΔS<0时,反应可正向自发进行,则有T> eq \f(ΔH,ΔS) ≈1 111.6 K。
答案:(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
14.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,在高温下不能正向自发进行的是________(填字母)。
a.CO(g)===C(s)+ eq \f(1,2) 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·ml-1能正向自发进行的原因是___________________________________。
(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·ml-1,ΔS=133.7 J·ml-1·K-1。
该反应在低温下能否自发进行?________(填“能”或“不能”)。
解析:(1)该反应ΔH>0、ΔS<0,根据ΔH-TΔS>0,故不能实现该反应。
(2)a、b、c、d的ΔH>0,b、c、d的ΔS>0,ΔH-TΔS<0时,反应才能正向自发进行,所以在高温下才能正向自发进行。a项ΔS<0,ΔH-TΔS>0,所以在高温下该反应不能正向自发进行。
(3)该反应能正向自发进行,说明ΔH-TΔS<0,而该反应的ΔH>0,ΔS>0,故ΔS对反应方向起决定作用。
(4)根据ΔH-TΔS<0为自发反应知,现ΔH=+131.3 kJ·ml-1,ΔS=133.7 J·ml-1·K-1 ΔH-TΔS<0,
解得在T> eq \f(131.3 kJ·ml-1,0.133 7 kJ·ml-1·K-1) ≈982.0 K时该反应能自发进行,由此可知该反应在低温下不能自发进行。
答案:(1)该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应,任何温度下均不能正向自发进行 (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
15.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下:
①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图
请回答:
(1)H2与硫的化合反应________(填“放出”或“吸收”)热量。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合_______________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是________(填序号)。
解析:(1)由图示可知H2与硫的化合反应ΔH<0,故为放热反应。
(2)由图示可知H2与Te的化合反应ΔH>0,H2Te分解时ΔS>0,反应不能正向自发进行。
答案:(1)放出 (2)因为化合时ΔH>0、ΔS<0,反应不能正向自发进行 (3)①②③
选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
该过程的ΔS<0
B
硝酸铵溶于水可正向自发进行
因为ΔS>0
C
一个反应的ΔH>0、ΔS<0
该反应一定能正向自发进行
D
H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH=-271 kJ·ml-1、ΔS=8 J·ml-1·K-1
该反应在任何温度下均可正向自发进行
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