化学选择性必修1第三节 化学反应的方向随堂练习题

2.3  化学反应的方向（同步练习）

一、选择题

1.下列说法正确的是(　　)。

A.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的

B.自发反应熵一定增大,非自发反应熵一定减小或不变

C.自发反应在适当条件下才能实现

D.自发反应在任何条件下都能实现

2.下列反应中,在高温下不能自发进行的是(　　)。

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.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。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·K)-1。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,判断它会不会变成灰锡而不能再继续使用(　　)。

A.会变成灰锡     B.不会变成灰锡

C.不能确定       D.升高温度才会变成灰锡

4.下列说法正确的是(　　)。

A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行

B.NH4HCO3(s)══NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.7 kJ·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

5.一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:

关于该反应的下列说法中,正确的是(　　)。

A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0

C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0

6.已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下,下列反应不能自发进行的是(　　)。

A.2O3(g)══3O2(g)　ΔH<0            B.2CO(g)══2C(s)+O2(g)　ΔH>0

C.N2(g)+3H2(g)══2NH3(g)　ΔH<0     D.CaCO3(s)══CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0

7.下列说法不正确的是(　　)。

A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,放热反应具有自发进行的倾向

B.在同一条件下物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大

C.自发反应是指不需要条件就能发生的反应

D.一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关

8.某化学反应的ΔH=－122 kJ·mol-1,ΔS=－431 J·mol-1·K-1,则以下关于此反应的自发性描述中正确的是(　　)。

A.在任何温度下都能自发进行       B.仅在低温下能自发进行

C.仅在高温下能自发进行           D.在任何温度下都不能自发进行

9.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

10.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

11.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(　　)

图1 图2

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

12.研究过程自发性的目的是(　　)

A.判断过程的方向    B.确定过程是否一定发生

C.判断过程发生的速率    D.判断过程的热效应

二、非选择题

13.在其他条件不变时,改变某一条件对aA(g)+bB(g)cC(g)化学平衡的影响,得到如图所示图像(α表示平衡转化率),回答下列问题。

(1)在反应Ⅰ中,已知p1>p2,正反应为　　　(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个反应前后气体分子数　　　　(填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是　　　　。 

(2)在反应Ⅱ中,T1　　　　(填“>”“<”或“=”)T2,正反应为　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 

(3)在反应Ⅲ中,若T1>T2,试分析该反应能否自发进行。

14.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下图所示。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。 

(4)升高温度平衡常数K______(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 

15.判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的横线上填上“增大”“减小”或“无明显变化”。

(3)(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)________。

(5)将少量KNO3晶体溶解在水中________。

16.(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)　ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·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应低于________。

(2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44.0 kJ·mol－1，ΔS＝118.8 J·mol－1·K－1。则水的沸点是________。

参考答案及解析：

一、选择题

1.C  解析:放热反应大多是能够自发进行的过程,而吸热反应有些也是自发反应;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变;过程的自发性只能用于判断过程的方向,反应是否能实现还要看具体的条件。

2.A  解析:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这个原理叫熵增原理,在用来判断过程的方向时,称为熵判据。本题中A、B、C、D都是吸热反应,其中B、C、D三个反应又都是熵增大的反应,在高温条件下能自发进行;A反应是熵减小的反应,在高温下不能自发进行。

3.A  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,0 ℃、100 kPa下,ΔH-TΔS=-2 180.9 J·mol-1-273 K×[-6.61 J·(mol·K)-1]=-376.37 J·mol-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。

4.B  解析:有些熵增大的吸热反应可以自发进行,如NH4HCO3的分解,A项错误,B项正确;分析一个化学反应的自发性要将焓变和熵变综合起来,C项错误;D项中使用催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变化学反应进行的方向。

5.C  解析:根据图像可知,反应物能量高于生成物能量,为放热反应,即ΔH<0,又知反应为气体体积缩小的反应,即ΔS<0,C项正确。

6.B  解析:A项,ΔH<0,ΔS>0的反应一定能自发进行;B项, ΔH>0,ΔS<0的反应一定不能自发进行;C项,反应是ΔH<0, ΔS<0的反应,一定条件下可以自发进行;D项,反应是ΔH>0, ΔS>0的反应,一定条件下可以自发进行。

7.C  解析:ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关,焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,放热反应具有自发进行的倾向,但不一定自发,A、D两项正确;根据熵增原理,体系的混乱程度越大,熵值越大,B项正确;有的自发反应需要在一定条件下才能发生,C项错误。

8.B  解析:ΔH<0,ΔS<0时,低温有利于自发进行。

9.C  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。

10.C　解析：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错误。

11.A

12.A　 解析：研究过程的自发性用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生、过程发生的速率、过程的热效应等。

二、非选择题

13.答案：(1)放热　减小　低温  (2)>　放热

(3)反应Ⅲ中在恒温下压强对α(A)没有影响,此反应的ΔS可视为0,又T1>T2,恒压下温度越高,α(A)越小,则ΔH<0。ΔH-TΔS<0,则反应能自发进行。

解析：(1)反应Ⅰ中恒压条件下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应;由p1>p2知,恒温时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡正向移动,说明正反应为气体体积缩小的反应;放热、熵减的反应只能在低温下自发进行。

(2)根据“先拐先平数值大”的原则判断,反应Ⅱ中T1>T2;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应。

(3)反应Ⅲ中在恒温下压强对α(A)没有影响,此反应的ΔS可视为0,又T1>T2,恒压下温度越高,α(A)越小,则ΔH<0。ΔH-TΔS<0,则反应能自发进行。

14.答案:(1)<   (2)>  (3)能   (4)减小　逆反应

解析:(1)根据图像可知,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)根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知该反应能自发进行;(4)升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。

15.答案：(1)减小　(2)无明显变化　(3)增大　(4)减小　(5)增大

16.答案：(1)2 127 K　(2)370.4 K

解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol－1，则有ΔS≈－0.189 kJ·mol－1·K－1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS＜0，即－402.0 kJ·mol－1－T×(－0.189 kJ·mol－1·K－1)＜0，得T＜2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度应低于2 127 K。(2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0，则T＝ΔH÷ΔS＝44.0×103 J·mol－1÷118.8 J·mol－1·K－1≈370.4 K。