化学第二章化学反应速率和化学平衡第4节化学反应进行的方向作业含解析新人教版选修4

化学第二章化学反应速率和化学平衡第4节化学反应进行的方向作业含解析新人教版选修4

化学反应进行的方向 ‎[课时作业]‎ ‎ 1．下列过程是非自发的是(　　)‎ A．水由高处向低处流 B．煤炭的燃烧 C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 答案　D 解析　自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。‎ ‎2．下列关于自发过程的叙述正确的是(　　)‎ A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 答案　C 解析　在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程为自发过程，A项错误；有的自发反应需要加热才能进行，如高温自发反应，B项错误；同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能，C项正确；非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，D项错误。‎ ‎　自发过程的特点 ‎(1)具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不能自发。‎ ‎(2)体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。‎ ‎(3)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。‎ ‎3．下列过程是自发的是(　　)‎ A．雷电固氮 B．热水变冷水 C．植物的光合作用 D．工业上用NaCl和水制备NaOH、Cl2和H2‎ 答案　B 解析　雷电固氮是N2和O2借助雷电这一外力生成NO，是非自发的，A错误；热水变冷水能量降低，是自发的，B正确；植物的光合作用是CO2和H2O在叶绿素的作用下借助光能转化为糖类和O2，是非自发的，C错误；工业上用NaCl和水制备NaOH、Cl2和H2是电解饱和食盐水，借助电能，是非自发的，D错误。‎ ‎4．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是(　　)‎ - 5 -‎ A．所有的放热反应都是自发进行的 B．所有的自发反应都是放热的 C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素 答案　C 解析　化学反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，必须综合考虑体系的焓变和熵变，A项错误；有些自发反应是吸热反应，B项错误；焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素，但不是唯一因素，D项错误，C项正确。‎ ‎　反应焓变与反应方向的关系 ‎(1)多数自发进行的化学反应是放热反应。‎ ‎(2)有些吸热反应也能自发进行，如氢氧化钡晶体与氯化铵。‎ ‎(3)反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。‎ ‎5．下列过程的方向能用焓判据判断的是(　　)‎ A．湿的衣服经过晾晒变干 B．硝酸铵溶于水 C．‎100 ℃‎时的水蒸气凝结成水 D．CaCO3===CaO＋CO2　ΔH>0‎ 答案　C 解析　湿衣服晾晒变干是衣服中的水吸收能量变为水蒸气的过程，不能用焓判据判断；硝酸铵溶于水为吸热过程，不能用焓判据判断；水蒸气凝结为水放出热量，可用焓判据判断；CaCO3分解为吸热反应，不能用焓判据判断。‎ ‎6．下列不能用焓判据解释的自发进行的过程是(　　)‎ A．铁在潮湿空气中生锈了 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NH3‎ 答案　D 解析　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，是一个吸热的自发过程，不能用焓判据解释。‎ ‎7．“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS<0的是(　　)‎ A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)‎ - 5 -‎ B．2NO2(g)===N2O4(l)‎ C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g)‎ D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)‎ 答案　B 解析　选项B中的反应是由气体转化为液体，混乱度减小，ΔS<0。‎ ‎8．在图①中A、B两个容器里，分别收集着两种作用不同的理想气体(相互不反应)。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都占有了两个容器(如图②)。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)‎ A．此过程是体系从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，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 答案　D 解析　由题意可知，此过程为不伴随能量变化的自发过程，是体系混乱度增大的过程。‎ ‎9．碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是(　　)‎ A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判断不能自发分解 D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解 答案　A 解析　(NH4)2CO3的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行，所以根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。故选A。‎ ‎(1)常见的熵增过程包括固体的溶解、气体的扩散、物质由固态转化为液态或气态、反应前后气体的物质的量增大的化学反应。‎ ‎(2)熵变与反应方向 ‎①熵增加有利于反应的自发进行。‎ ‎②有些熵减小的反应也可以自发进行，例如 Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。‎ ‎10．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74．9 kJ·mol－1，‎ - 5 -‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应中熵变、焓变皆大于0‎ B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 答案　A 解析　根据反应方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以也可能自发进行，B项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如CaCO3的分解仅在高温下自发，C项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D项错误。‎ ‎11．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列正确的是(　　)‎ A．ΔH＞0，ΔH－TΔS＜0‎ B．ΔH＜0，ΔH－TΔS＞0‎ C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0‎ D．ΔH＜0，ΔH－TΔS＜0‎ 答案　A 解析　某温度下反应自发向右进行，说明ΔH－TΔS＜0，即ΔH－TΔS＝－17 kJ·mol－1，若ΔH＝－17 kJ·mol－1，则ΔS＝0，不符合事实，故ΔH＝＋17 kJ·mol－1＞0，所以选A项。‎ ‎12．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据ΔH－TΔS<0反应能正向自发进行；ΔH－TΔS>0反应能逆向自发进行(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)设反应A(s)===D(g)＋E(g)　(ΔH－TΔS)＝(－4500＋11T) J·mol－1，要保证反应发生，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 答案　D 解析　反应发生必须满足ΔH－TΔS<0，所以(－4500＋11T) J·mol－1<0，即得T<409 K。‎ ‎13．有A、B、C、D四个反应：‎ 反应 A B C D - 5 -‎ ΔH/kJ·mol－1‎ ‎＋10．5‎ ‎＋1．80‎ ‎－126‎ ‎－11．7‎ ΔS/J·mol－1·K－1‎ ‎＋30．0‎ ‎－113．0‎ ‎＋84．0‎ ‎－105．0‎ 则在任何温度下都能自发进行的反应是__________；任何温度下都不能自发进行的反应是__________；在温度高于________ ℃时可自发进行的反应是__________；在温度低于________ ℃时可自发进行的反应是________。‎ 答案　C　B　77　A　－161．6　D 解析　放热且熵增加的反应在任何温度下都能自发进行；吸热且熵减小的反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减小反应在低温下能自发进行；吸热的熵增加反应在高温下可以自发进行，反应的具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。‎ ‎14．氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步，不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法，进行了前赴后继的探索性工作。用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应，化学方程式为N2＋3H22NH3。已知，在常温下，‎1 g H2完全转化为NH3，放出的热量为15．4 kJ。‎ ‎(1)请写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________。‎ ‎(2)如果一个反应的ΔH－TΔS<0，则该反应能够自发进行。已知上述氨的合成反应的ΔS＝－198．2 J·mol－1·K－1，则其在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。‎ 答案　(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92．4 kJ·mol－1　(2)能 解析　ΔH－TΔS＝－92．4 kJ·mol－1－298 K×(－0．1982 kJ·mol－1·K－1)<0，所以可以自发进行。‎ - 5 -‎