鲁科版选修4 化学反应原理第1节 化学反应的方向教学设计及反思

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课时分层作业(八)　化学反应的方向(建议用时：30分钟)1．对反应的方向起作用的因素的判断中，不正确的是(　　)A．有时焓变对反应的方向起决定性作用B．有时熵变对反应的方向起决定性作用C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用D　[当焓变和熵变对反应方向的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。]2．下列变化中ΔS＜0的是(　　)A．固体NaCl溶于水B．液态水变为水蒸气C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)D．2HgO(s)===2Hg(l)＋O2(g)C　[固体物质溶于水，固态物质变为液态物质或气态物质，液态物质变为气态物质，其过程均属于熵增加的过程，即ΔS＞0，A、B项不正确。有气体参加或生成的化学反应，通常可由反应前后气体分子数变化来判断其熵变，在化学反应中，反应物气体分子数比生成物气体分子数大的反应，一般属于熵减小的反应，即ΔS＜0；在化学反应中，反应物气体分子数比生成物气体分子数小的反应，一般属于熵增加的反应，即ΔS＞0，故C项正确，D项不正确。]3．不能用焓判据解释的自发进行的反应过程是(　　)A．铁在潮湿空气中生锈B．天然气的燃烧C．铜在潮湿空气中产生铜绿D．NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3D　[铁在潮湿空气中能自发产生铁锈，能量降低，是能用焓判据解释的自发过程；天然气燃烧生成CO2和水时放热，能量降低，是能用焓判据解释的自发过程；铜在潮湿空气中能自发产生铜绿，能量降低，是能用焓判据解释的自发过程；NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3，可以产生结冰现象，是一个吸热的自发过程，不能用焓判据解释，故选D。]4．根据所学知识判断，下列反应在任何温度下都不能自发进行的是(　　)A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH＜0B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＜0D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0B　[ΔH－TΔS＞0的反应在任何温度下均不能自发进行，即ΔH＞0、ΔS＜0的反应符合题意，B项正确。]5．下列对化学反应方向的说法正确的是(　　)A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH＞0B．常温下，反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行，则该反应的ΔH＜0C．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH＞0D．一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH＜0、ΔS＞0B　[ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行。若反应的ΔS＜0，反应能自发进行，则ΔH＜0，A、C项错误，B项正确；2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)属于分解反应，为吸热反应，ΔH＞0，D项错误。]6．下列关于焓判据和熵判据的说法中，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．由焓判据和熵判据组合成的复合判据更适合判断所有过程的自发性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，其在较高温度(1 200 K)下能自发进行D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的D　[焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔH－TΔS来判断过程的自发性。CaCO3的分解反应是一个ΔH＞0、ΔS＞0的反应，所以在较高温度下有ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行。]7．已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0。(1)当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)0；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)0。(2)在冶金工业中，以C为还原剂，温度高于980 K时的氧化产物是以________为主；温度低于980 K时的氧化产物是以________为主。[解析]　根据反应2CO(g)CO2(g)＋C(s)得到ΔS＜0，由题意T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0，推出ΔH＜0，即反应是放热反应。当T＜980 K时，ΔH－TΔS＜0，正反应能够自发进行。(2)中主要氧化产物是二氧化碳；当T＞980 K时，ΔH－TΔS＞0，正反应不能够自发进行，逆反应能够自发进行，(2)中主要氧化产物是一氧化碳。[答案]　(1)小于　大于　(2)CO　CO28．下列对化学反应预测正确的是(　　)选项化学反应方程式已知条件预测AM(s)===X(g)＋Y(s)ΔH>0它是非自发反应BW(s)＋xG(g)===2Q(g)ΔH<0，自发反应x可能等于1、2、3C4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)能自发反应ΔH一定小于0D4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)常温下，自发进行ΔH>0B　[根据复合判据：ΔG＝ΔH－T·ΔS，M(s)===X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH>0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)===2Q(g)　ΔH<0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都符合题意，B正确；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是熵增反应，当ΔH>0时，在高温下可能自发进行，C错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D错误。]9．(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____________________________________________(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝1.895 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866 kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石＝5.694 J·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＝(－402.0 kJ·mol－1＋345.7 kJ·mol－1)/298 K≈－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。(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)＝2.866 kJ·mol－1，即1.895 kJ·mol－1－298 K×(S金－5.694×10－3kJ·mol－1·K－1)＝2.866 kJ·mol－1，解得S金≈2.436×10－3kJ·mol－1·K－1≈2.436 J·mol－1·K－1。熵用来量度混乱度的程度，混乱度越小，体系的熵就越小，或者说体系的熵越小，则越有序。通过上面的计算知S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。[答案]　(1)2 127 K　(2)370.4 K　(3)2.436 J·mol－1·K－1　金刚石