高中化学第三节 化学反应的方向精品课后作业题
展开2.3 化学反应的方向 针对练习
一、选择题
1.下列过程是非自发过程的是( )
A.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧
C.整齐火柴的散落 D.室温下水结成冰
2.下列说法中正确的是( )
A.能自发进行的反应一定能迅速发生
B.非自发进行的反应一定不可能发生
C.能自发进行的反应实际可能没有发生
D.常温下发生反应,说明常温下水的分解反应是自发反应
3.下列变化过程为熵增的是( )
A.
B.
C.
D.
4.下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大
C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、时,是熵增反应
5.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个重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
6.下列说法正确的是( )
A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大
C.反应在室温下可自发进行,则该反应的
D.恒温恒压下,且的反应一定不能自发进行
7.下列内容与结论相对应的是( )
选项
内容
结论
A
变成
该过程的
B
常温下,硝酸铵固体溶于水可自发进行
该过程的
C
一个反应的
反应一定不能自发进行
D
的,
反应在任意温度下都不能自发进行
A.A B.B C.C D.D
8.碳酸铵能自发地分解产生氨气,下列说法正确的是( )
A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增加
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,根据焓判据可知不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解
9.298 K时,合成氨的反应为,其中,。下列说法不正确的是( )
A.合成氨反应是放热反应
B.合成氨反应是熵减小的反应
C.合成氨反应在任何条件下都能自发进行
D.降低温度、增大压强都有利于平衡向生成氨的方向移动
10.以下自发反应可以用熵判据来解释的是( )
A.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)
ΔH=+67.7 kJ·mol-1
B.CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s)
ΔH=-175.7 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=-285.8 kJ·mol-1
11、下列反应中ΔH>0,ΔS>0的是( )
A.HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s)
B.高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
D.任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)===CO(g)+Cl2(g)
12、下列对化学反应方向的说法,正确的是( )
A.同一物质的固液气三种状态的熵值递减
B.常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0
C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,ΔS>0,不论在何种条件下都不可能自发
D.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据
13、下列说法不正确的是( )
A.NH4NO3溶于水吸热,所以其溶解于水不是自发过程
B.同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,固态时熵值最小
C.反应(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)的熵值增加
D.由于合成氨反应ΔH<0,ΔS<0,所以该反应低温下能自发进行
14、橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图,在其拉伸过程中放热。25℃、101kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是( )
A.
B.NaOH的溶解
C.
D.
15.已知:,当时反应能自发进行,时反应不能自发进行。反应:在高温时才能自发进行。下列对该反应的、判断正确的是( )
A., B.,
C., D.,
16、下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A.
B.
C.
D.
二、非选择题
17、回答下列问题:
(1)催化剂在一定条件下可直接光催化分解,发生反应:,该反应的_________(填“>”或“<”,下同)0, _______0,在低温下,该反应_________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成和,化学方程式为。反应在常温下能够自发进行,则反应的_______(填“>”或“<”)0。
(3)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应的、。
①常温下,该反应_________(填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析温度____________(填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知,该反应能够自发进行的反应条件是___________________。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的__________(填“>”或“<”)0。
18、化学反应的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)Q 0(填“>”“<”或“=);
(2) 0(填“>”“<”或“=);
(3)该反应 自发进行(填“能”或“不能”)。
19、已知在100 kPa、298.15 K时石灰石发生分解反应:
CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH=+178.3 kJ·mol-1
ΔS=160.4 J·mol-1·K-1,则
(1)该反应__________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据本题反应数据分析,温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向,则该反应自发进行的最低温度为________。
答案以及解析
1.答案:D
解析:自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、整齐火柴的散落、温下冰的融化都是自发过程,其逆向过程都是非自发的。
2.答案:C
解析:反应的自发性和反应进行的快慢没有必然联系,能自发进行的反应不一定能迅速发生,A错误;非自发进行的反应在一定条件下也可以发生,如水分解生成和不是自发过程,但是在通电的条件下,该反应可以发生,B错误;反应的自发性是反应能否进行的可能性推断,并不是实际一定能发生,即能自发进行的反应实际可能没有发生,C正确;常温下水的分解反应不能自发进行,在常温下能发生是因为外界输入了能量,而自发性是没有外界干扰时体现的性质,D错误。
3.答案:A
解析:反应有气体生成,反应前后气体分数增加,变化过程为熵增,A正确;反应有气体参与反应,但反应前后气体分子数没有变化,熵没有增加,B错误;反应有气体参与反应,反应前后气体分了数减少,变化过程为熵减,C错误;反应有气体参与反应,反应前后气体分子数减少,变化过程为熵减,D错误。
4.答案:C
解析:C项,体系都有从有序自发转变为无序的倾向,此过程为熵增过程,故错误。
5.答案:C
解析:多数能自发进行的反应都是放热反应,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,如氯化铵与氢氧化钡的反应是自发进行的吸热反应,所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素,但不是唯一因素,C正确。
6.答案:C
解析:且的反应,即使改变条件也不能自发进行,A错误;熵是指体系的混乱程度,相同物质的量的同种物质:,B错误;反应能自发进行的判据是,由反应方程式,可知,该反应的,要使,必须满足,C正确;恒温恒压下,且的反应,,反应一定可以自发进行,D错误。
7.答案:B
解析:物质由气态变为液态,体系混乱度减小,即,A项不符合题意;硝酸铵固体溶于水是吸热过程,过程可自发进行,说明,B项符合题意;,根据复合判据可知,高温时,即高温条件下,反应能自发进行,C项不符合题意;由知,,故该反应在任意温度下都能自发进行,D项不符合题意。
8.答案:A
解析:碳酸铵分解是吸热反应,因此不能用焓判据来判断反应的自发性,该反应能够自发进行,是因为生成了易挥发的气体,熵增加,A项正确,B、C项错误;碳酸钠难以分解,D项错误。
9.答案:C
解析:合成氨反应的,合成氨是放热反应,A项正确。合成氨反应的,是熵减小的反应,B项正确。当时,反应能自发进行,故反应在低温下能自发进行,C项错误。正反应为气体体积减小的反应,故增大压强,平衡向正反应方向移动;正反应放热,故降低温度平衡向正反应方向移动,D项正确。
10. 【解析】选C。A.反应的ΔH>0,ΔS<0,难以自发进行,故A错误;B.ΔH<0,ΔS<0,焓变为主要因素,不能用熵判据解释,故B错误;C.反应的ΔH>0,反应能自发进行,原因是ΔS>0,可满足ΔH-T·ΔS<0,能自发进行,故C正确;D.ΔH<0,ΔS<0,焓变为主要因素,不能用熵判据解释,故D错误。
11、【解析】选B。气体体积减小,ΔS<0,故A不选;2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)的ΔS>0,高温下能自发进行,可知ΔH>0,故B选;气体体积减小,ΔS<0,且ΔH<0,故C不选;气体体积增大,ΔS>0,任何温度下均能自发进行的反应,可知ΔH<0,故D不选。
12、【解析】选B。A.同一物质的固液气三种状态的熵值递增,故A错误;B.反应的ΔS<0,由ΔG=ΔH-T·ΔS<0,反应可自发进行可知,ΔH<0,故B正确;C.能自发进行,应满足ΔH-T·ΔS<0,ΔH>0,ΔS>0,则应在高温下进行,故C错误;D.在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向,ΔH-TΔS<0,则能自发进行;ΔH-TΔS>0,则不能自发进行,故D错误。
13、【解析】选A。铵盐溶于水虽吸热,但溶于水熵增,该过程可自发进行,故A错误;同一物质的固、液、气三种状态的熵值依次增大,所以同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,固态时熵值最小,故B正确;(NH4 )2 CO3(s)
===NH4HCO3(s)+NH3(g),反应前没有气体,反应后生成气体,为熵值增加的反应,故C正确;由于合成氨反应ΔH<0,ΔS<0,则低温下,该反应ΔG=ΔH-TΔS<0能自发进行,故D正确。
14、答案:D
解析:拉伸过程中放热,则从拉伸状态到收缩状态的焓变为正值,且混乱度增大,熵变为正值,该过程为自发进行。A项,分解为吸热反应,熵变为正值,但25℃时该过程不能自发进行;B项,NaOH的溶解放热;C项为放热反应;D项为吸热反应,且熵增大,为自发进行的过程。
15、答案:C
解析:由反应可知,反应后气体的体积增大,则,,又反应能自发进行,该反应在较高温度时才能自发进行,则。
16、答案:A
解析:当时,反应能自发进行。是熵增且放热的反应,在任何温度下都能自发进行,A项正确;是熵减且放热的反应,在低温下可自发进行,B项错误;是熵增且吸热的反应,在较高温度下可自发进行,C项错误;是熵减且吸热的反应,在任何温度下都不能自发进行,D项错误。
17、答案:(1)>;>;不能 (2)< (3)①不能②能 (4)高温 (5)>
解析:(1)由于CO在中燃烧生成为放热反应,则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应,,根据化学方程式可知,反应后气体的化学计量数之和增加,,故低温下,反应不能自发进行。
(2)时反应能自发进行,通过化学方程式可知常温下,反应能够自发进行,则。
(3)①根据时反应能自发进行,已知,,则常温下不能自发进行;②该反应的、,高温条件下能使,而常温条件下,则该反应中温度是决定反应进行方向的因素。
(4)该反应的、,则高温时,反应能自发进行。
(5)已知某吸热反应能自发进行,即,,则。
18、答案:(1)<(2)> (3)能
解析:(1)由图像可知,反应物能量大于生成物的能量,该反应为放热反应,即Q<0。
(2)因为该反应为反应后气体体积增大的反应,所以。
(3)该反应为放热反应,即,又,所以,该反应能自发进行。
19、【解析】(1)ΔH-TΔS=178.3 kJ·mol-1-298.15 K×160.4×10-3 kJ·mol-1·K-1≈130.5 kJ·mol-1>0,所以该反应不能自发进行。
(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0,所以根据ΔH-TΔS可知在温度较高的时候,可能小于0。
(3)根据ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,
则有T>≈1 111.6 K。
答案:(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
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