2024-2025學年高中化學第二章化學反應速率和化學平衡4化學反應進行的方向課時作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGEPAGE5課時作業(yè)10化學反應進行的方向時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列說法正確的是(C)A．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同B．自發(fā)反應肯定是熵增大的反應，非自發(fā)反應肯定是熵減小或不變的反應C．自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)D．自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)解析：同一物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)，A項錯誤。反應是否自發(fā)，是由熵變和焓變共同確定的，即ΔG＝ΔH－TΔS<0時，反應能自發(fā)進行，故自發(fā)反應的熵不肯定增大，也可能減小，B項錯誤。過程的自發(fā)性只能用于推斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看詳細的條件，C項正確，D項錯誤。2．下列反應在常溫下均為非自發(fā)反應，則在高溫下仍為非自發(fā)反應的是(D)A．2Ag2O(s)=4Ag(s)＋O2(g)B．2Fe2O3(s)＋3C(s)=4Fe(s)＋3CO2(g)C．N2O4(g)=2NO2(g)D．6C(s)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)解析：熵判據(jù)是指體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此將導致體系的熵增大即化學反應向著熵增加的方向進行。題述四個反應在常溫下不能自發(fā)進行，其中A、B、C為熵增加的反應，在高溫下可能為自發(fā)反應；但D為熵減小的反應，在高溫下仍為非自發(fā)反應。3．下列自發(fā)反應可用焓判據(jù)來說明的是(D)A．Ba(OH)2·8H2O和氯化銨的反應B．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ/molC．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ/molD．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol解析：焓判據(jù)可以說明放熱過程可以自發(fā)進行，A項、B項和C項中的反應均為吸熱反應。4．下列關于推斷過程方向的說法正確的是(C)A．全部自發(fā)進行的化學反應都是放熱反應B．高溫高壓條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學反應C．由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于全部的過程D．同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同解析：有些吸熱反應也可自發(fā)進行，如反應2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)是吸熱反應，又是熵增反應，A項不正確；高溫高壓條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，要向體系中輸入能量，本質(zhì)仍舊是非自發(fā)的，B項不正確；同一物質(zhì)，氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)時熵值次之，固態(tài)時熵值最小，D項不正確。5．下列內(nèi)容與結(jié)論相對應的是(B)選項內(nèi)容結(jié)論AH2O(g)變成H2O(l)ΔS>0B硝酸銨溶于水可自發(fā)進行因為該反應的ΔS>0C一個反應的ΔH>0，ΔS>0反應肯定不能自發(fā)進行DH2(g)＋F2(g)=2HF(g)的ΔH＝－271kJ·mol－1，ΔS＝＋8J·mol－1·K－1反應在隨意溫度下都不能自發(fā)進行解析：物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，混亂度減小，即ΔS<0，A項錯誤；硝酸銨溶于水是吸熱的熵增加過程，ΔS>0，反應可自發(fā)進行，B項正確；ΔH>0，ΔS>0時，依據(jù)復合判據(jù)可知，高溫時ΔH－TΔS<0，即高溫條件下，反應能自發(fā)進行，C項錯誤；由ΔH<0，ΔS>0知，ΔH－TΔS<0，故該反應在隨意溫度下都能自發(fā)進行，D項錯誤。6．下列反應在任何溫度下都不能自發(fā)進行的是(B)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>0解析：依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS可知，當ΔH>0，ΔS<0時，在任何溫度下反應都不能自發(fā)進行，故選擇B項。7．下列說法或說明錯誤的是(C)A．“NO2球”浸泡在冷水中，顏色變淺是因為發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0B．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0C．肯定條件下，運用催化劑能加快反應速率并提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率D．對于反應N2H4(l)=N2(g)＋2H2(g)ΔH＝－50.6kJ·mol－1，它在任何溫度下都是自發(fā)的解析：A項，由該反應為反應前后氣體體積減小的反應可知ΔS<0，又反應在低溫下自發(fā)進行，推知ΔH<0，故正確；B項，由該反應為反應前后氣體體積增加的反應，可知該反應的ΔS>0，由反應不能自發(fā)進行可知ΔH－TΔS>0，即ΔH>TΔS>0，故正確；C項，催化劑不能改變更學反應的方向，只能改變更學反應速率，故錯誤；D項，ΔH<0，由化學方程式可知ΔS>0，故正確。8．下列有關說法正確的是(C)A．SO2(g)＋H2O(g)=H2SO3(l)，該過程熵值增大B．SO2(g)=S(s)＋O2(g)ΔH>0，ΔS<0，該反應能自發(fā)進行C．SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH<0，低溫下能自發(fā)進行D．某溫度下SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)，解析：反應由氣體物質(zhì)生成液體物質(zhì)是熵值減小的反應，A項不正確；ΔH>0，ΔS<0，反應不能自發(fā)進行，B項不正確；C項中是一個ΔH<0，ΔS<0的反應，由ΔH－TΔS可知，反應在低溫下能自發(fā)進行，C項正確；D項中，不正確。9．下列說法正確的是(C)A．凡是放熱反應都是自發(fā)的，因為吸熱反應都是非自發(fā)的B．自發(fā)反應的現(xiàn)象肯定特別明顯，非自發(fā)反應的熵肯定減小C．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0D．反應2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0解析：不能僅僅依據(jù)焓變推斷反應的自發(fā)性，放熱反應不肯定都是自發(fā)進行的，吸熱反應也可能是自發(fā)進行的，A項錯誤；自發(fā)進行的反應，其現(xiàn)象不肯定特別明顯，B項錯誤；依據(jù)反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行可知，該反應的ΔH－TΔS>0，又知該反應ΔS>0，則該反應的ΔH>0，C項正確；反應2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則ΔH－TΔS<0，因ΔS<0，則ΔH<0，D項錯誤。10．已知在等溫等壓條件下，化學反應方向的判據(jù)為：ΔH－TΔS<0反應能正向自發(fā)進行ΔH－TΔS＝0反應達到平衡狀態(tài)ΔH－TΔS>0反應不能自發(fā)進行設反應A(s)=D(g)＋E(g)ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反應發(fā)生，溫度必需(A)A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K解析：要防止反應發(fā)生，需滿意ΔH－TΔS>0的條件，解不等式得T>409K。11．對下列過程的熵變的推斷不正確的是(C)A．溶解少量食鹽于水中，ΔS>0B．炭和氧氣反應生成CO(g)，ΔS>0C．H2O(g)變成液態(tài)水，ΔS>0D．CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)，ΔS>012．25℃和1.01×105Pa時，反應2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ/mol，自發(fā)進行的緣由是(D)A．是吸熱反應B．是放熱反應C．是熵削減的反應D．熵增大效應大于能量效應二、非選擇題(52分)13．(12分)有A、B、C、D四個反應：反應ABCDΔH/kJ/mol10.51.80－126－11.7ΔS/J/(mol·K)30.0－113.084.0－105.0在任何溫度下都能自發(fā)進行的反應是C；任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應是B；另兩個反應中，在溫度高于77℃時可自發(fā)進行的反應是A；在溫度低于－161.6℃時可自發(fā)進行的反應是解析：本題考查了化學反應的復合判據(jù)。由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合的復合判據(jù)ΔH－TΔS適合于全部過程和反應。當ΔH－TΔS<0時，反應能自發(fā)進行；當ΔH－TΔS>0，反應不能自發(fā)進行。在任何溫度下都能自發(fā)進行的反應，ΔH－TΔS恒小于0，即ΔH<0，ΔS>0，滿意此條件的為反應C；任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應，ΔH－TΔS恒大于0，即ΔH>0，ΔS<0，滿意此條件的為反應B；反應A的復合判據(jù)ΔH－TΔS＝10500J/mol－T×30.0J/(mol·K)，當T>350K，即t>77℃時，ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行；反應D的復合判據(jù)ΔH－TΔS＝－11700J/mol＋T×105.0J/(mol·K)，當T<111.4K，即t<－161.6℃時，ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行。14．(12分)(1)化學反應：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH(298K)＝＋178.2kJ/mol，ΔS(298K)＝＋169.6J/(mol·K)，常溫下該反應不能(填“能”或“不能”)自發(fā)進行，CaCO3分解反應要自發(fā)進行，溫度T應高于1_051K。(2)化學反應2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－113.0kJ/mol，ΔS＝－145.3J/(mol·K)，反應在常溫下能(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(3)求反應2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)標準熵變。已知：HCl(g)的S＝＋186.6J/(mol·K)，H2(g)的S＝＋130J/(mol·K)，Cl2(g)的S＝＋223J/(mol·K)，ΔS＝－20.2_J·mol－1·K－1。15．(12分)已知一個可逆反應，若正反應為自發(fā)過程，則其逆反應為非自發(fā)過程，反之亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K時，ΔH－TΔS＝0。當體系溫度低于980K時，估計ΔH－TΔS小于0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；當體系溫度高于980K時，估計ΔH－TΔS大于0。(2)在冶金工業(yè)中，以C為還原劑，溫度高于980K時的氧化產(chǎn)物是以CO為主；溫度低于980K時的氧化產(chǎn)物是以CO2為主。(3)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應為SiO2(s)＋4HF(g)=SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/mol，ΔS(298.15K)＝－75.8J/(mol·K)，設ΔH和ΔS不隨溫度而變更，則此反應自發(fā)進行的溫度是小于1_240_K。解析：(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反應為吸熱反應，ΔH>0，則2CO(g)CO2(g)＋C(s)為放熱反應，ΔH<0，且該反應ΔS<0，則當T<980K時，ΔH－TΔS<0，T>980K時，ΔH－TΔS>0。(2)依據(jù)反應2CO(g)CO2(g)＋C(s)得到ΔS<0，由題意T＝980K時，ΔH－TΔS＝0，推出ΔH<0，即反應是放熱反應。當T<980K時，ΔH－TΔS<0，正反應能夠自發(fā)進行，(2)中主要氧化產(chǎn)物是二氧化碳；當T>980K時，ΔH－TΔS>0，正反應不能自發(fā)進行，逆反應能夠自發(fā)進行，(2)中主要氧化產(chǎn)物是一氧化碳。(3)由題給信息，要使反應能自發(fā)進行，需有ΔH－TΔS<0，即－94.0kJ/mol－T×[－75.8J/(mol·K)×10－3kJ/J]<0，則T<eq\f(94.0kJ·mol－1,75.8J·mol·K－1×10－3kJ·J－1)≈1.24×103K。16．(16分)回答下列問題：(1)用釕的協(xié)作物作催化劑，肯定條件下可干脆光催化分解CO2，發(fā)生反應：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應的ΔH>(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS>0，在低溫下，該反應不能(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在探討利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學方程式為2NO＋2CO2CO2＋N2。反應在常溫下能夠自發(fā)