2020-2021学年第2章 化学反应的方向、 限度与速率第1节 化学反应的方向课时训练

第1节 化学反应的方向

1.下列说法正确的是(     )

A.放热反应的焓变小于零,熵变大于零

B.放热及熵增加的反应,一定能自发进行

C.放热反应的焓变大于零,熵变小于零

D.放热及熵减小的反应,一定能自发进行

答案：

解析：放热反应的焓变小于0,熵变可能大于0或小于0,A项和C项错误;放热及熵增加的反应, ,一定能自发进行,B项正确;放热及熵减小的反应, 不一定小于零,不一定能自发进行,D项错误。

2.（2021天津高二月考）不能用焓判据解释的自发进行的反应过程是(     )

A.铁在潮湿空气中生锈

B.天然气的燃烧

C.铜在潮湿空气中产生铜绿

D. 与 反应产生

答案：

解析：铁在潮湿空气中能自发产生铁锈,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程;天然气燃烧生成 和水时放热,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程;铜在潮湿空气中能自发产生铜绿,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程; 与 反应产生 ,可以产生结冰现象,是一个吸热的自发过程,不能用焓判据解释,故选D。

3.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;越无序,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. 时, 是熵增的反应

答案：

解析：对于同一物质,固、液、气三态熵值逐渐增大,故A正确;熵指的是体系的无序程度,越无序其熵值越大,故B正确;自发过程可能导致熵增大,也可能导致熵减小,故C错误;由于反应后气体分子数增多,所以熵值增大,故D正确。

4.（2021海南海口高二质检）反应 在常温常压下能自发进行,则对反应的方向起决定性作用的是(      )

A.焓变B.温度

C.压强D.熵变

答案：

解析：反应 ,且 ,而常温常压下反应能自发进行,说明 ,故对反应的方向起决定性作用的是焓变,A正确。

5.以下反应均为自发反应,其中不能用焓判据解释的是(     )

A.

B.

C.

D.

答案：

解析：C项反应的 ,由焓判据判断反应不能自发进行,而题给条件是能自发进行,所以C项中的反应不能用焓判据解释。

6.已知 下反应 ,则下列说法正确的是(     )

A.由题给 可知,该反应是一个放热反应

B. 表明该反应是一个熵增加的反应

C.该反应低温时能自发进行

D.该反应一定不能自发进行

答案：

解析：反应的 ,为吸热反应, ,为熵增加的反应,反应在高温时能自发进行。

7.（2021天津河西高二检测）煤炭燃烧过程中会释放出大量的 ,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 的形式固定,从而降低 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 又会与 发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:

（反应Ⅰ）

（反应Ⅱ）

下列有关说法正确的是(     )

A.反应Ⅰ在较低的温度下可自发进行

B.反应Ⅱ在较低的温度下可自发进行

C.用生石灰固硫的反应为 ,则

D.由反应Ⅰ和反应Ⅱ可计算出反应 的焓变

答案：

解析：反应Ⅰ的 根据 可知,该反应在高温下能自发进行,故A错误;要使反应Ⅱ自发进行,则 ,已知 ,由反应的热化学方程式可知该反应的熵变化不大,反应的自发性主要决定于焓变,所以该反应在低温下即可自发进行,故B正确;根据盖斯定律,（反应Ⅱ）-4×（反应Ⅰ）即得C选项的热化学方程式, ,已知 ,所以 ,故C错误;反应Ⅰ和反应Ⅱ中没有 ,所以无法通过反应Ⅰ和反应Ⅱ计算出反应 的焓变,故D错误。

8.指出下列反应的 与0的相对大小,并判断常温时,反应能否自发进行。

（1） 0,  自发进行。

（2） 0,  自发进行。

答案：（1）＞ ; 能 （2）＞  ; 不能

解析：（1）反应为 的反应,能自发进行;

（2）反应的 ,常温下不能自发进行,但高温时能自发进行。

9.（2021山东胶州高二月考）某实验小组同学在研究反应热时向锥形瓶中加入约 晶体,在一小木块上洒少量水,将锥形瓶放在木块上,再向其中加入约 ,如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀,静置。

回答下列问题：

（1）拿起木块时发现  ,证明该反应的 （填“＞”或“＜”）0。

（2）写出反应的化学方程式：  ,该反应中有  生成,可证明 （填“ ”或“ ”）0。

（3）下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是  。

A. 溶于水B. 的分解反应

C. 溶于水D.甲烷的燃烧

答案：（1）锥形瓶“粘”在木块上;  ＞

（2）   ; 气体 ; ＞

（3） ;

解析：（3）该实验中反应的 ,因此A、B符合,C、D项中反应的 。

素养提升练

10.在 下,反应 能自发进行的合理解释是(     )

A.该反应是分解反应

B.该反应的熵增效应大于焓变效应

C.该反应是熵减反应

D.该反应是放热反应

答案：

解析：该反应是吸热反应,不能只用焓判据来判断反应进行的方向。

该反应是熵增加反应,且能够自发进行,说明该反应的熵增效应大于焓变效应,B项正确。

11.（不定项）（2021山东日照高二检测）下列对化学反应方向的说法正确的是(     )

A.反应 在一定条件下能自发进行,说明该反应的

B.常温下,反应 能自发进行,则

C.反应 在一定条件下能自发进行,则该反应的

D.一定温度下,反应 的

答案： ;

解析：先根据反应能否自发进行列出综合判据,然后根据反应的特点判断 的正、负号,然后判断 的大小。 ,反应能自发进行。反应的 ,若反应能自发进行,则 项错误,B项正确; 属于分解反应,为吸热反应, 项正确。

12.（2021江西南昌二中高二上期中）下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是(     )

A. 在不同状态时的熵值：

B.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行

C. 在任何温度下都能自发进行

D.常温下,反应 不能自发进行,则该反应的

答案：

解析：物质聚集状态不同熵值不同,同一物质： （气态） （液态） （固态）,所以 在不同状态时的熵值： ,故A正确;不是所有的放热反应都能自发进行,有些吸热反应在一定条件下能自发进行,故B错误;反应 的 ,在任何温度下都能自发进行,故C正确;常温下,反应 不能自发进行,则 ,因为 ,所以 ,故D正确。

13.（2020天津高二月考）已知 时, 。

（1）当体系温度低于 时, （填“大于”“小于”或“等于”,下同）0;当体系温度高于 时, 0。

（2）在冶金工业中,以 为还原剂,温度高于 时的氧化产物是以  为主;温度低于 时的氧化产物是以  为主。

答案：（1）小于 ; 大于

（2）  ;

解析：（1）根据反应 得到 ,由 时, ,推出 ,即反应是放热反应,当 时, ,正反应能够自发进行。

（2）当 时, ,正反应不能够自发进行,所以主要氧化产物是一氧化碳;当 时, ,正反应自发进行,氧化产物以 为主。

14.（1）已知： 时,反应 的 ,若此反应中 和 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： 的 。则水的沸点是  （保留一位小数）。

（3）已知在 时,由石墨生成金刚石的反应的 ,又已知石墨的熵 ,则金刚石的熵 （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  。

答案：（1）  （2）  （3）   ; 金刚石

解析：（1）因为 时,题给的反应的 ,则有 。要使反应能自发进行,需使 即 得 ,因此保持此反应自发进行的温度低于 。

（2）在水沸腾时, ,则 。

（3）石墨转化为金刚石的反应为 （ ,石墨） （ ,金刚石） 即 ,解得 。体系的无序程度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序。通过计算知 ,则金刚石比石墨更有序。

创新拓展练

15.墨按原料可分为油烟墨、松烟墨和炭黑墨三类。墨锭因其产地不同,分为安徽徽墨、江西瑞墨、山西绛墨等。其中炭黑是制取墨锭的主要原料,它主要由碳氢化合物不完全燃烧产生。现代工艺可以通过烃类制取炭黑。

已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个反应：

①

② 。

某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据：

反应①的

反应②的 。

已知焓变和熵变随温度变化很小。

（1）判断反应②是高温自发还是低温自发？  （填“高温”或“低温”）。

（2）判断反应①自发进行由焓变还是熵变决定？  （填“焓变”或“熵变”）。

（3）判断反应①在常温下能否自发进行?  。

（4）求制取炭黑的允许温度范围:  （保留1位小数）。

（5）为了提高甲烷的炭化程度,你认为下面四个温度中最合适的是  。

A. B.

C. D.

答案：（1）高温 （2）熵变 （3）不能 （4）  （5）

解析：（1）因反应②的 ,升高温度才能使 ,故该反应是高温自发。

（2）反应①是一个熵增加的反应,熵增有利于反应的自发进行。

（3） ,该反应在常温下不能自发进行。

（4）制取炭黑的允许温度范围,即反应①能自发进行而反应②不能自发进行的温度范围。需反应① ,则 ;需反应② ,则 。因此制取炭黑的允许温度范围是 。

（5）题给四个温度中,只有C项温度在（4）中允许范围内。

方法技巧 反应方向的判断的注意事项

（1）放热和熵增加都有利于 ,因此放热的熵增加反应一定能自发进行,吸热的熵减小反应一定不能自发进行。

（2）当反应的焓变和熵变的影响相反,且二者大小相差悬殊时,某一因素可能占主导地位。

（3）当反应的焓变和熵变的影响相反,且二者相差不大时,温度可能对反应的方向起决定性作用。