2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向（3）作業(yè) 新人教版選修4一、選擇題(本題包括6小題,每小題5分,共30分)1.下列關(guān)于判斷過程方向的說法正確的是()A.所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B.高溫、高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)C.由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù),將更適合于所有的過程D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同【解析】選C。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行,如2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是吸熱反應(yīng),又是熵增的反應(yīng),所以A不正確。高溫、高壓使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要向體系中輸入能量,本質(zhì)仍然是非自發(fā)的,所以B不正確。同一物質(zhì):氣態(tài)時的熵值最大,液態(tài)時次之,固態(tài)時熵值最小,所以D不正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】25,KNO3的飽和水溶液物質(zhì)的量濃度是6 molL-1。若將1 mol固體KNO3置于1 L水中,則KNO3變成鹽溶液的過程為()A.自發(fā)B.不自發(fā)C.可逆D.不能確定【解析】選A。電解質(zhì)溶于水是自發(fā)進(jìn)行的過程。2.分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g) H=+163 kJmol-1B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) H=-127 kJmol-1C.HgO(s)Hg(l)+O2(g)H=+91 kJmol-1D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) H=-98 kJmol-1【解析】選D。對于A項,H>0,S<0,H-TS>0,即任何溫度下,反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行;對于B項,H<0,S<0,在較低溫度下,H-TS<0,即反應(yīng)溫度不能過高;對于C項,H>0,S>0,若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,即H-TS<0,必須升高溫度,即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進(jìn)行;對于D項,H<0,S>0,在任何溫度下,H-TS<0,即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。3.(雙選)下列說法中正確的是()A.體系有序性越高,熵值就越低B.自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大C.吸熱反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)行D.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大【解析】選A、D。熵表示的是物質(zhì)的混亂度,混亂度越大,相應(yīng)熵值越高,所以體系有序性越高,熵值就越低,A正確;有些熵減小的過程也能自發(fā)進(jìn)行,B不正確;吸熱反應(yīng)有的也可以自發(fā)進(jìn)行,如碳酸鈣在較高溫度下的分解就是一個典型的吸熱反應(yīng),但是由于產(chǎn)生了氣體,所以熵值增大,可以自發(fā)進(jìn)行,C不正確;同種物質(zhì)氣態(tài)時,混亂程度最大,所以熵值也最大,D正確?！痉椒ㄒ?guī)律】熵的大小判斷方法(1)物質(zhì)的存在狀態(tài):對于同一種物質(zhì),等物質(zhì)的量的該物質(zhì)其熵值(混亂度)大小為S(g)>S(l)>S(s)。(2)與物質(zhì)的量的關(guān)系:物質(zhì)的量越大,分子數(shù)越多,熵值越大。(3)不同物質(zhì)熵值間的關(guān)系:物質(zhì)的組成越復(fù)雜其熵值越大,一般組成物質(zhì)的原子種類相同時,一個分子中的原子數(shù)目越多,其混亂程度就越大,熵值也越大。4.已知反應(yīng):2CO(g)2C(s)+O2(g)。設(shè)H和S不隨溫度而變化,下列說法正確的是()A.低溫下是自發(fā)反應(yīng)B.高溫下是自發(fā)反應(yīng)C.低溫下是非自發(fā)反應(yīng),高溫下是自發(fā)反應(yīng)D.任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)【解析】選D。因為碳的不完全燃燒是放熱反應(yīng),故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且是熵減反應(yīng),在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列說法正確的是()A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)B.S為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng),S為正值D.如果H和S均為正值,當(dāng)溫度升高時,反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行【解析】選D。放熱反應(yīng)不一定能自發(fā)進(jìn)行,如鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,A錯誤;S為正值的反應(yīng)不一定是自發(fā)反應(yīng),如水的分解,B錯誤;只有氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng),S為正值,C錯誤;如果H和S均為正值,當(dāng)溫度升高時,可滿足H-TS<0,反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,D正確。5.與自然界中許多變化一樣,化學(xué)反應(yīng)具有方向性。下列有關(guān)敘述中正確的是()A.原電池反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),且H<0B.H<0,S<0的反應(yīng)肯定能自發(fā)進(jìn)行C.體系能量增大和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的H>0,S<0,該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行【解析】選A。原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故H<0,A正確;H<0,S<0時,H-TS不一定小于零,B錯誤;體系能量減小有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,C錯誤;CaCO3分解生成氣體CO2,故S>0,D錯誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列內(nèi)容與結(jié)論相對應(yīng)的是()選項內(nèi)容結(jié)論AH2O(g)變成H2O(l)S>0B硝酸銨溶于水可自發(fā)進(jìn)行因為S>0C一個反應(yīng)的H>0,S>0反應(yīng)一定不自發(fā)進(jìn)行DH2(g)+F2(g)2HF(g)H=-271 kJmol-1S=8 Jmol-1K-1反應(yīng)在任意外界條件下均可自發(fā)進(jìn)行TS只能用于一定溫度、一定壓強(qiáng)條件下判斷反應(yīng)方向,故D錯。6.在一定條件下,對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物質(zhì)的濃度(C%)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是()A.H<0S>0B.H>0S<0C.H>0S>0D.H<0S<0【解析】選A。當(dāng)T不變時,壓強(qiáng)越大,C%越低,說明加壓平衡左移,則m+n<c+d,所以S>0;溫度越高,C%越低,說明升溫,平衡左移,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H<0?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列有關(guān)說法正確的是()A.SO2(g)+H2O(g)H2SO3(l),該過程熵值增大B.SO2(g)S(s)+O2(g)H>0,S<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行C.SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)H<0,低溫下能自發(fā)進(jìn)行D.某溫度下SO2(g)+O2(g)SO3(g),K=【解析】選C。反應(yīng)由氣體物質(zhì)生成液體物質(zhì)是熵值減小的反應(yīng),A項不正確;H>0,S<0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,B項不正確;C項中是一個H<0,S<0的反應(yīng),由H-TS可知,反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,C項正確;化學(xué)平衡常數(shù)K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值,題干給出的反應(yīng)K=,D項不正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共20分)7.(10分)判斷下列反應(yīng)的熵值的變化,在每小題后面的橫線上填上“增加”“減小”或“無明顯變化”。(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)將少量KNO3晶體溶解在水中_。【解析】判斷熵值變化的依據(jù)是同溫同壓下,氣態(tài)熵值>液態(tài)熵值>固態(tài)熵值,狀態(tài)都是氣態(tài)時,看物質(zhì)的量的多少,物質(zhì)的量越多,熵值越大。故(1)減小,(2)無明顯變化,(3)增加,(4)減小。(5)KNO3溶于水時KNO3K+N,自由移動的離子數(shù)目增多,因此熵值增加。答案:(1)減小(2)無明顯變化(3)增加(4)減小(5)增加8.(10分)在冶金工業(yè)中,以C作為還原劑,若溫度高于980 K時,氧化產(chǎn)物以CO為主,低于980 K時以CO2為主。(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K時H-TS=0。當(dāng)體系溫度低于980 K時,估計H-TS_0(填“大于”“小于”或“等于”);當(dāng)體系溫度高于980 K時,該反應(yīng)_自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”)。(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)H (298.15 K)=-94.0 kJmol-1,S (298.15 K)=-75.8 Jmol-1K-1,設(shè)H和S不隨溫度變化而變化,則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是_?！窘馕觥?1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),H>0,則2CO(g)CO2(g)+C(s)為放熱反應(yīng),H<0,且該反應(yīng)S<0,則當(dāng)T<980 K時,H-TS<0;T>980 K時,H-TS>0,該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(2)由題給信息,要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,須有H-TS<0,即-94.0 kJmol-1-T(-75.8 Jmol-1K-110-3kJJ-1)<0,則T<=1.24103K。答案:(1)小于不能(2)小于1 240 K【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (1)化學(xué)反應(yīng):CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H (298 K)=+178.2 kJmol-1,S(298 K)=+169.6 Jmol-1K-1,常溫下該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行,CaCO3分解反應(yīng)要自發(fā)進(jìn)行,溫度T應(yīng)高于_K。(2)化學(xué)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下:H=-113.0 kJmol-1,S=-145.3 Jmol-1K-1,反應(yīng)在常溫下_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(3)求反應(yīng)2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的熵變。已知:HCl(g)的S=+186.6 Jmol-1K-1,H2(g)的S=+130 Jmol-1K-1,Cl2(g)的S=+223 Jmol-1K-1,S=_?！窘馕觥?1)298 K時,H-TS=+178.2 kJmol-1-298 K169.610-3kJmol-1K-1=+127.7 kJmol-1>0,故常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)H-TS=0時,T=1 050.7 K,故當(dāng)T>1 050.7 K時,H-TS<0,反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行。(2)298 K時,H-TS=-113.0 kJmol-1-298 K(-145.310-3kJmol-1K-1)=-69.7 kJmol-1<0,因此常溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(3)S=+130 Jmol-1K-1+223 Jmol-1K-1-2186.6 Jmol-1K-1=-20.2 Jmol-1K-1。答案:(1)不能1050.7(2)能(3)-20.2 Jmol-1K-1