人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向课时练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向课时练习，共9页。试卷主要包含了下列说法不正确的是，下列变化中,ΔS<0的是，下列说法正确的是，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

第二章化学反应速率与化学平衡


第三节 化学反应的方向


课后篇素养形成


夯实基础轻松达标


1.下列说法不正确的是( )


A.铁生锈和氢气燃烧均为自发放热过程


B.冰融化的过程中,熵值增大


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


解析铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程,A项正确;冰融化时有序性减弱,混乱度增加,即熵值增大,B项正确;物质由有序转化为无序时,不一定发生热效应,如分子的扩散现象,C项错误;同一物质在固态时有序性最高,熵值最小,D项正确。


答案C


2.在图1中A、B两容器里,分别收集着一种理想气体(二者不反应)。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都分布在两个容器中(如图2所示)。关于此过程的下列说法不正确的是( )





A.此过程是自发可逆的


B.此过程从有序到无序,混乱度增大


C.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出


D.此过程是向混乱程度增大的方向变化的过程,即熵增加的过程


解析气体扩散过程中,混乱度增大,即ΔS>0,B项、D项正确;该变化过程自发进行,且没有能量变化,即ΔH=0,C项正确;气体的扩散为自发过程,其逆过程不能自发进行,A项错误。


答案A


3.下列变化中,ΔS<0的是( )


A.-10 ℃液态水结冰


B.金属钠与水反应


C.干冰(CO2)的升华


D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)


解析气体液化、液体凝固是体系混乱度减小的过程,故A项ΔS<0;固体溶解、气体扩散和固体熔化、升华均为体系混乱度增加的过程,故C项ΔS>0;B项中有H2生成,D项中CaCO3固体分解有CO2气体生成,均为熵增过程,ΔS>0。


答案A


4.能用能量判据判断下列过程方向的是( )


A.水总是自发地由高处往低处流


B.放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行


C.有序排列的火柴散落时成为无序排列


D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大


解析水总是自发地由高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向;吸热反应也可以自发进行,例如,在25℃、1.01×105Pa时,(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9kJ·ml-1可自发进行,不难看出,上述反应是吸热反应,又是熵增的反应,显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的;有序排列的火柴散落时成为无序排列,有趋向于增大混乱度的倾向,属于熵判据;扑克牌的无序排列也属于熵判据。


答案A


5.下列说法正确的是( )


A.若某自发反应的ΔS>0,则该反应一定有ΔH<0


B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·ml-1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向


C.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反应自发性的判据


D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向


解析自发反应必有ΔH-TΔS<0,当ΔS>0时,ΔH<0或ΔH>0都可能,A项错误;吸热的自发反应一定是熵增大的,B项正确;应将焓变和熵变综合起来即利用复合判据判断反应的自发性,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,增大化学反应速率,但不能改变反应的方向,D项错误。


答案B


6.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.自发反应一定熵增大,非自发反应一定熵减小或不变


C.熵增加且放热的反应一定是自发反应


D.非自发反应在任何条件下都不能实现


解析反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的,吸热反应也不都是非自发的;自发反应不一定熵增大,非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响,非自发反应在一定条件下也可能发生。


答案C


7.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是( )


A.该反应是熵增大的反应


B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂


C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是增大反应的速率


D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应


解析只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行;因该反应是气体物质的量减小的反应,故熵减小;因熵减小不利于反应自发,故该反应自发进行的主要原因是反应放热。


答案C


8.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”“减小”或“无明显变化”。


(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)将少量KNO3晶体溶解在水中 。


解析判断熵值变化的依据是同温同压下,对同一物质而言,气态熵值>液态熵值>固态熵值,状态都是气态时,看气体物质的量的大小,物质的量越大,熵值越大。KNO3溶于水时KNO3K++NO3-,自由移动离子数目增多,因此熵值增大。


答案(1)减小


(2)无明显变化


(3)增大


(4)减小


(5)增大


提升能力跨越等级


1.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是( )





生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图


A.步骤一中将反应器加热到400 ℃,可提高CaCO3的生成速率


B.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应


C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应


D.步骤二中反应的ΔS<0


解析CaO与CO2的反应为放热反应,B项错误;生成CaCO3的反应和CaCO3分解反应的反应条件不同,二者不互为可逆反应,C项错误;反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔS>0,D项错误。


答案A


2.下列反应中,一定不能自发进行的是( )


A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g) ΔH=-78.03 kJ·ml-1 ΔS=+1 110 J·ml-1·K-1


B.CO(g)C(石墨,s)+12O2(g) ΔH=+110.5 kJ·ml-1 ΔS=-89.36 J·ml-1·K-1


C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)


ΔH=-444.3 kJ·ml-1 ΔS=-280.1 J·ml-1·K-1


D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH=+37.3 kJ·ml-1 ΔS=+184.0 J·ml-1·K-1


解析A项,反应为放热的熵增加反应,一定能自发进行;C项,焓变对反应的方向起决定性作用,在低温下反应能自发进行;D项,熵变对反应的方向起决定性作用,在高温下反应能自发进行。


答案B


3.下列说法正确的是( )


A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0


B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0


C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0


D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0


解析A项,该反应常温能自发进行,则ΔH-TΔS<0,即ΔH0、ΔS<0,则ΔH<0,B项正确;C项,该反应室温下不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,C项不正确;D项,常温下该反应不能自发进行,则ΔH-TΔS>0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则ΔH>0,D项不正确。


答案B


4.(双选)下列内容与结论相对应的是( )





解析物质由气态变为液态,ΔS<0,A错误;NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程,正是因为ΔS>0,使过程可自发进行,B正确;ΔH>0,ΔS>0时,反应在高温下能自发进行,C错误;因反应的ΔH<0,ΔS>0,故反应能自发进行,D正确。


答案BD


5.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。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH=-2 180.9 J·ml-1和ΔS=-6.61 J· ml-1·K-1)( )


A.会变B.不会变


C.不能确定D.升高温度才会变


解析在等温、等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。因此,在0℃、100kPa条件下,白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡→灰锡的ΔH-TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2180.9J·ml-1-273K×(-6.61J·ml-1·K-1)=-376.37J·ml-1<0,因此在该条件下白锡会变为灰锡。


答案A


6.在化学反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g) ΔH=Q kJ·ml-1进行过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。





(1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。


(2)熵变ΔS 0(填“>”“<”或“=”)。


(3)该反应 自发进行(填“能”或“不能”)。


(4)升高温度,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”),平衡向 方向移动。


解析据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0。据反应特点可知,该反应是熵增大的反应。ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行。升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。


答案(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应


7.已知一个可逆反应,若正反应为自发过程,则其逆反应为非自发过程,反之亦然。


(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS 0(填“>”“<”或“=”,下同);当体系温度高于980 K时,估计ΔH-TΔS 0。


(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·ml-1,ΔS(298.15 K)=-75.8 J·ml-1·K-1,设ΔH和ΔS不随温度而变化,则此反应自发进行的温度为 。


解析(1)C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应,ΔH>0,则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应,ΔH<0,且该反应ΔS<0,则当T<980K时,ΔH-TΔS<0;T>980K时,ΔH-TΔS>0。(2)由题给信息,要使反应能自发进行,须有ΔH-TΔS<0,即-94.0kJ·ml-1-T×[-75.8J·ml-1·K-1×10-3kJ·J-1]<0,则T<94.0kJ·ml-175.8J·ml-1·K-1×10-3kJ·J-1≈1.24×103K。


答案(1)< >


(2)小于1 240 K


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(1)已知:298 K、101 kPa时,反应CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s) ΔH=-402.0 kJ·ml-1,ΔH-TΔS=-345.7 kJ·ml-1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化,则保持此反应自发进行的温度低于 。


(2)已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·ml-1,ΔS=+118.8 J·ml-1·K-1。则水的沸点是 。


(3)已知在298 K时,由石墨生成金刚石的反应的ΔH=+1.895 kJ·ml-1,ΔH-TΔS=2.866 kJ·ml-1,又已知石墨的熵S石=5.694 J·ml-1·K-1,则金刚石的熵S金= (化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差),这两种碳的同素异形体中更有序的是 。


解析(1)因为298K、101kPa时,题给反应的ΔH=-402.0kJ·ml-1,ΔH-TΔS=-345.7kJ·ml-1,则有ΔS=(-402.0kJ·ml-1+345.7kJ·ml-1)÷298K≈-0.189kJ·ml-1·K-1。要使反应能自发进行,需使ΔH-TΔS<0,即-402.0kJ·ml-1-T×(-0.189kJ·ml-1·K-1)<0,得T<2127K,因此保持此反应自发进行的温度低于2127K。


(2)在水沸腾时,ΔH-TΔS=0,则T=ΔH÷ΔS=44.0×103J·ml-1÷118.8J·ml-1·K-1≈370.4K。


(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s,石墨)C(s,金刚石),ΔH-TΔS=ΔH-T(S金-S石)=2.866kJ·ml-1,即1.895kJ·ml-1-298K×(S金-5.694×10-3kJ·ml-1·K-1)=2.866kJ·ml-1,解得S金=2.436×10-3kJ·ml-1·K-1=2.436J·ml-1·K-1。熵用来度量混乱度的程度,混乱度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序。通过上面的计算知S金

答案(1)2 127 K (2)370.4 K (3)2.436 J·ml-1·K-1 金刚石选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS>0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
因为ΔS>0
C
一个反应的ΔH>0,ΔS>0
反应一定不自发进行
D
H2(g)+F2(g)2HF(g)


ΔH=-271 kJ·ml-1


ΔS=+8 J·ml-1·K-1
反应可自发进行