2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第2章 第4节

2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第2章 第4节

第二章　第四节 一、选择题 ‎1．下列关于判断过程方向的说法正确的是(　　)‎ A．所有自发进行的化学反应都是放热反应 B．高温、高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程 D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 解析：有些吸热反应也可以自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸热反应，又是熵增的反应，所以A不正确。高温、高压使石墨转化为金刚石，要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的，所以B不正确。同一物质：气态时的熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小，所以D不正确。‎ 答案：C ‎2．(2014·石家庄高二检测)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：ΔH－TΔS的数值判断反应进行的方向。‎ ΔG＝ΔH－TΔS ‎①当ΔH>0，ΔS>0时 不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。‎ ‎②当ΔH>0，ΔS<0时 ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自发反应。‎ ‎③当ΔH<0，ΔS>0时 ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自发反应。‎ ‎④当ΔH<0，ΔS<0时不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。‎ 答案：A ‎3．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是(　　)‎ A．化学反应的焓变与其反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D．焓变为负值的反应都能自发进行 解析：‎ 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。可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A、B项错误；焓变只表达化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性，D项错误；ΔH>0，说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确。‎ 答案：C ‎4．25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ/mol自发进行的原因是(　　)‎ A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减小的反应 D．熵增大效应大于能量效应 解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增大效应大于能量效应。‎ 答案：D ‎5．在一定条件下，对于反应m(A)g＋nB(g)cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是(　　)‎ A．ΔH<0　ΔS>0‎ B．ΔH>0　ΔS<0‎ C．ΔH>0　ΔS>0‎ D．ΔH<0　ΔS<0‎ 解析：当T不变时，压强越大，C%越低，说明加压平衡左移，则m＋n0；温度越高，C%越低，说明升温，平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。‎ 答案：A ‎6．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为 ΔH－TΔS<0反应能自发进行 ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态 ΔH－TΔS>0反应不能自发进行 设反应A===D＋E　ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，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 解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409，故A正确。‎ 答案：A ‎7．以下自发反应需用焓判据来解释的是(　　)‎ A．硝酸铵自发地溶于水 B．H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1‎ D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 解析：A项可用熵的增加来解释其自发过程，B、C两项反应后气体体积增大，其自发过程可结合熵的增加来解释；D项是放热反应，由于反应放热有利于反应的自发进行，故可用焓判据来解释说明。‎ 答案：D ‎8．(2014·海南中学高二期末)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，将更适合于所有的过程 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在较高温度(1200 K)下则能自发进行 D．放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的 解析：焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS，对于CaCO3分解的反应是一个ΔH>0而ΔS>0的反应，所以只有在较高温度下，ΔG＝ΔH－TΔS<0反应自发进行。‎ 答案：D ‎9．(2014·山西太原调研)下列有关说法正确的是(　　)‎ A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，该过程熵值增大 B．SO2(g)===S(s)＋O2(g)　ΔH>0，ΔS<0，该反应能自发进行 C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH<0，低温下能自发进行 D．某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，K＝‎ 解析：反应由气体物质生成液体物质是熵值减小的反应，A项不正确；ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行，B项不正确；C项中是一个ΔH<0，ΔS<0的反应。由ΔH－TΔS可知，反应在低温下能自发进行，C项正确；D项中K＝。‎ 答案：C ‎10．(2014·经典习题选萃)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 A M(s)X(g)＋Y(s)‎ ΔH>0‎ 它是非自发反应 B W(s)＋xG(g)2Q(g)‎ ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3‎ C ‎4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g)‎ 能自发反应 ΔH一定小于0‎ D ‎4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s)‎ 常温下，自发进行 ΔH>0‎ 解析：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。‎ 答案：B 二、非选择题 ‎11．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性并填表。‎ 变化 ΔH ΔS 方向性 H2O(l)→H2O(g)‎ CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)‎ ‎2Fe3＋(aq)＋Cu(s)=== 2Fe3＋(aq)＋Cu2＋(aq)‎ NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)‎ 解析：先判断ΔH的“＋”、“－”，再由S(g)>S(l)>S(s)判断ΔS的“＋”、“－”，最后根据常温(298K)判断ΔH－TΔS的“＋”、“－”。‎ 答案：‎ 变化 ΔH ΔS 方向性 H2O(l)→H2O(g)‎ ΔH>0‎ ΔS>0‎ 不能自发 CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)‎ ΔH<0‎ ΔS<0‎ 自发 ‎2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe3＋(aq)＋Cu2＋(aq)‎ ΔH<0‎ ΔS>0‎ 自发 NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)‎ ΔH>0‎ ΔS>0‎ 不能自发 ‎12.(2014·盐城高二测试)二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。‎ ‎(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________0，ΔS________0(选填“>”“<”或“＝”)，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。‎ ‎(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2‎ 转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有________。‎ a．开发高效光催化剂 b．将光催化剂制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2发生催化转化 c．二氧化碳及水资源的供应 答案：(1)>　>　不能 ‎(2)ab ‎13．(2014·辽宁鞍山调研)(1)化学反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋169.6 J·mol－1·K－1，常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行，CaCO3分解反应要自发进行，温度T应高于________K。 ‎ ‎(2)化学反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下：ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1，反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。‎ ‎(3)求反应2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的熵变。已知：HCl(g)的S＝＋186.6 J·K－1·mol－1，H2(g)的S＝＋130 J·K－1·mol－1，Cl2(g)的S＝＋223 J·K－1·mol－1，ΔS＝________。‎ 解析：(1)298 K时，ΔH－TΔS＝＋178.2 kJ/mol－298 K×169.6×10－3 kJ/(mol·K)＝＋127.7 kJ/mol>0，故常温下该反应不能自发进行。当ΔH－TΔS＝0时，T＝＝＝1050.7 K，故当T>1050.7 K时，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行。‎ ‎(2)298 K时，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ/mol－298 K×[－145.3 ×10－3 kJ/(mol·K)]＝－69.7 kJ/mol<0，因此常温下反应能自发进行。(3)ΔS＝＋130 J/(mol·K)＋223 J/(mol·K)－2×186.6 J/(mol·K)＝－20.2 J/(mol·K)。‎ 答案：(1)不能　1050.7‎ ‎(2)能 ‎(3)－20.2 J/(mol·K)‎ ‎14．已知C2H5OH(l)===C2H5OH(g)　ΔH＝42.3 kJ/mol　ΔS＝121 J/(mol·K)已知焓变和熵变随温度变化很小，试回答下面的问题：‎ ‎(1)在298 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?‎ ‎(2)在373 K下，C2H5OH(l)能否自发转变为C2H5OH(g)?‎ ‎(3)请估算C2H5OH的沸点。‎ 解析：(1)298 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－298 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝6.2 kJ/mol>0，所以在298 K时乙醇不能自发转变为C2H5OH(g)。‎ ‎(2)373 K时ΔH－TΔS＝42.3 kJ/mol－373 K×121×10－3 kJ/(mol·K)＝－2.8 kJ/mol<0，所以在373 K时乙醇能自发转变为C2H5OH(g)。‎ ‎(3)ΔH－TΔS＝0时为此变化的平衡态即沸点。所以T＝ΔH/ΔS＝349 ‎ K，即乙醇的沸点约为76 ℃。‎ 答案：(1)不能 ‎(2)能 ‎(3)76 ℃ ‎