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1、第四节化学反应进行的方向课后篇巩固提升基础巩固1.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。答案 C2.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)。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关
2、于此过程的下列说法不正确的是()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,即熵增加的过程解析 气体扩散过程中,混乱度增大,即S0,B项、D项正确;该变化过程自发进行,且没有能量变化,即H=0,C项正确;气体的扩散为自发过程,其逆过程不能自发进行,A项错误。答案 A3.下列变化中,S0的是()A.-10 液态水结冰B.金属钠与水反应C.干冰(CO2)的升华D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)解析 气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项S0;B项中有H2生成,D项中Ca
3、CO3固体分解有CO2气体生成,均为熵增过程,S0。答案 A4.能用能量判据判断下列过程方向的是()A.水总是自发地由高处往低处流B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大解析 水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;吸热反应也可以自发进行,例如,在25 、1.01105 Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJmol-1,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;有序排列的火柴散落时成为无序排
4、列,有趋向于最大混乱度的倾向,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。答案 A5.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的解析 H0的反应一定能自发进行;H0,S0,S0的反应,高温下能自发进行,低温下不能自发进行;H0,S0,则该反应一定有H0B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJmol-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
5、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解析 自发反应必有H-TS0时,H0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据进行判断,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,增大化学反应速率,但不能改变反应的方向,D项错误。答案 B7.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是()生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图A.步骤一中将
6、反应器加热到400 ,可提高CaCO3的生成速率B.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应D.步骤二中反应的S0,D项错误。答案 A8.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”。(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)。(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。(3)(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)。(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)。(5)将少量KNO3晶体溶解在水中。解析 判断熵值变化的依据是同温同压下,对同一物质而言,气态熵值液态熵值固态熵值,状态都是气态时,看气
7、体物质的量的大小,物质的量越大,熵值越大。故(1)减小,(2)无明显变化,(3)增大,(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3K+NO3-,自由移动离子数目增多,因此熵值增大。答案 (1)减小(2)无明显变化(3)增大(4)减小(5)增大9.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)H=Q kJmol-1进行过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。(1)Q0(填“”“”“”或“=”)。 (3)该反应自发进行(填“能”或“不能”)。 (4)升高温度,平衡常数(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向方向移动。 解析 据图像可知,该反应是放热反应,故Q0。据反应特点可知,该反应是熵增大的反应
8、。H0,则H-TS0,该反应能自发进行。升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。答案 (1)(3)能(4)减小逆反应能力提升10.下列说法正确的是()A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的H0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的H0解析 A项,该反应能自发进行,则H-TS0,即HTS,而S0(气体化学计量数之和反应后减小),则H0,A项不
9、正确;B项,该反应能自发进行,则H-TS0,即H0、S0,则H0,即HTS,又知T0、S0,则H0,C项不正确;D项,该反应不能自发进行,则H-TS0,即HTS,又知T0、S0,则H0,D项不正确。答案 B11.下列内容与结论相对应的是()选项内容结论AH2O(g)变成H2O(l)S0B硝酸铵溶于水可自发进行因为S0C一个反应的H0,S0反应一定不自发进行DH2(g)+F2(g)2HF(g)H=-271 kJmol-1S=+8 Jmol-1K-1反应在任意外界条件下均可自发进行解析 物质由气态变为液态,S0,使过程可自发进行,B正确;H0,S0时,反应在高温下能自发进行,C错误;因反应的H、S
10、均是在标准状况下测定的,故反应能否自发进行与外界条件有关,D错误。答案 B12.已知一个可逆反应,若正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时H-TS=0。当体系温度低于980 K时,估计H-TS0(填“”“0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,H0,且该反应S0,则当T980 K时,H-TS980 K时,H-TS0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,须有H-TS0,即-94.0 kJmol-1-T-75.8 Jmol-1K-110-3 kJJ-10,则T94.0 kJmol-175.8 Jmol-1K-110-3kJJ-11.24103 K。答案 (1)(2)小于1 240 K