高中化学选修4第2章 第4节化学反应进行的方向

高中化学选修4第2章 第4节化学反应进行的方向

‎2011-2012学年高二化学选修4（人教版）同步练习第二章 ‎ 第四节化学反应进行的方向 一. 教学内容：‎ 化学反应进行的方向 ‎ ‎ 二. 重点、难点：‎ ‎1. 能利用焓变和熵变说明反应进行的方向 ‎2. 熵判据既是本节的重点，也是难点 三. 具体内容：‎ ‎（一）自发过程和自发反应 ‎1. 自发过程 ‎2. 自发反应 ‎3. 举例 ‎ ‎（二）反应熵变与反应方向 ‎1. 熵 ‎2. 熵变 ‎3. 反应的自发过程与熵变 ‎（三）焓变与熵变对反应方向的共同影响 ‎1. 焓和熵的关系 ‎2. 焓变和熵变的影响 ‎3. 化学反应方向的判据 ‎4. 对反应方向判据的讨论 ‎【典型例题】‎ ‎[例1] 试判断用于汽车净化的一个反应2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）在298K、100kPa下能否自发进行？‎ 已知：在298K、100kPa下该反应的△H＝－113.0kJ·mol-1，‎ ‎△S＝－145.3 J·mol-1·K－1‎ 答案：可以自发进行。‎ 解析：考察利用公式计算判断自发反应过程。‎ ‎[例2] 已知在298.15K、100kPa下石灰石分解反应： ‎ CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） △H＝+178.3kJ·mol-1 △S＝+160.4J·mol-1 ·K－1，试判断反应的自发性及自发进行的最低温度。‎ 答案：非自发反应；1112K。‎ 解析：考察基本公式的转化应用。‎ ‎[例3] 碳铵「（NH4）2CO3」在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ）‎ A. 碳铵分解是因为生成易挥发的气体，使体系的熵增大 B. 碳铵分解是因为外界给予了能量 C. 碳铵分解是吸热反应，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：考察反应方向的基本判断。 ‎ ‎[例4] 下列过程属于熵增加的是（ ）‎ A. 一定条件下，水由气态变成液态 B. 高温高压条件下使石墨转变成金刚石 C. 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）‎ D. 散落的火柴的无序排列 ‎ 答案：CD 解析：有关熵的判断。‎ ‎ ‎ ‎[例5] 下列反应是自发进行的吸热反应的是（ ）‎ A. NaOH+HCl=NaCl+H2O B.（NH4）2CO3（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g）‎ C. 2CO+O22CO2 ‎ D. C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）‎ 答案：BD 解析：判断自发反应、吸放热、和熵变的关系。 ‎ ‎[例6] 合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率增加，可采取的方法是（ ） ‎ A. 补充N2 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 分离出NH3 ‎ 答案：AC ‎ 解析：考查反应速率和平衡移动的相关知识。 ‎ ‎[例7] 下列反应中，在高温下不能自发进行的是（ ）‎ A. CO（g）=C（s）+1/2O2（g）‎ B. 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）‎ C. （NH4）2CO3（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g）‎ D. MgCO3（s）=MgO（s）+CO2（g）‎ 答案：A ‎ 解析：判断不同反应自发的条件。‎ ‎[例8] 已知反应：A（s）=D（g）+E（g），（△H-T△S）=（-4500+11T）J·mol-1，要防止反应发生，温度必须_______。‎ 答案：>409K ‎ 解析：利用已有公式计算温度范围。 ‎ ‎【模拟试题】（答题时间：25分钟）‎ ‎1. 下列说法中正确的是（ ） ‎ A. 凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B. 自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C. 自发反应在恰当条件下才能实现 D. 自发反应在任何条件下都能实现 ‎2. 下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（ ）‎ A. △H＞0，△S＜0 B. △H＜0，△S＞0‎ C. △H＞0，△S＞0 D. △H＜0，△S＜0‎ ‎3. 下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是（ ） ‎ A. △H＞0，△S＞0 B. △H＜0，△S＜0‎ C. △H＞0，△S＜0 D. △H＜0，△S＞0‎ ‎4. 过程的自发性的作用是（ ） ‎ A. 判断过程的方向 B. 确定过程是否一定会发生 C. 判断过程发生的速率 D. 判断过程的热效应 ‎5. 25℃时，KNO3在水中的饱和溶液物质的量浓度是6mol·L-1，若将1mol固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程的△H-T△S的取值为（ ） ‎ A. ＜0 B. =0 C. ＞0 D. 不能确定 ‎6. 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（ ）‎ 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判据 ‎7. 碳酸铵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，根据能量判据不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解 ‎8. 摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序。‎ ‎（1）相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。‎ ‎（2）气态苯、液态苯、固态苯。‎ ‎9. 灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0℃，100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？‎ 已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为△H=-2180.9J·mol-1，△S=-6.61 J·mol-1 ·K-1‎ ‎10. 下列说法不正确的是（ ） ‎ A. 铁生锈、氢燃烧均为自发放热过程 B. 冰融化过程的熵值增加 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 ‎11. 下列反应中，熵显著增加的反应是（ ）‎ A. CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）‎ B. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑‎ C. C（s）+O2（g）=CO2（g）‎ D. 2HgO（s）=2Hg（l）+O2（g）‎ ‎12. 纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则△H_____0，△S_____0。（填＞，＜，=）‎ ‎【试题答案】‎ ‎1. C 2. C 3. D 4. A 5. A 6. C 7. A ‎8. （1）S（气态甲醇）＜S（气态乙醇）＜S（气态丙醇）‎ ‎（2）S（固态苯）＜S（液态苯）＜S（气态苯）‎ ‎9. 会 10. C 11. BD 12. ＞；＞‎ ‎ ‎ ‎【试题解析】‎ ‎1. 放热反应常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应，自发反应的熵不一定增大，可能减少，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体条件。‎ ‎2. 因为冰熔化需要吸热，所以△H为负值；冰熔化成水，分子活动能力增强，混乱度增大，故△S＞0。‎ ‎3. 根据自发反应的判断方法为△H-T△S，如果＜0，则自发进行，所以D一定＜0，C一定＞0，一定不能自发进行，AB需要根据△H和△S的大小判断。‎ ‎5. 因为1mol固体KNO3置于1L水中，没有达到饱和溶液，是自发进行的过程，所以△H-T△S为负值时才是自发过程。‎ ‎6. 其他选项说法太绝对。‎ ‎7. 碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气的生成而使熵增大，有的碳酸盐稳定，不能自发分解。‎ ‎8. 一般来讲，组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度就越大，熵值就越大；对于同一种物质，S（s） ＜S（l） ＜S（g）。‎ ‎9. 根据反应自发性判断的公式△H-T△S计算，得到＜0，所以自发进行，注意温度换算成单位为K。 ‎ ‎10. 理想气体的扩散是自发过程，但无热效应。‎ ‎11. 反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加，熵增加。A中气体体积减少，熵减少；BD都是气体增多；C是气体不变。‎ ‎12. 因为等温，所以不是放热，而变成气体能量增高，需要吸热，所以△H＞0，因为变成气体，混乱度增大，熵增大。‎