高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度同步练习题

2.2.1 化学反应的方向

A组

1．下列过程是非自发的是(　　)

A．水由高处向低处流    B．天然气的燃烧

C．铁在潮湿的空气中生锈   D．室温下液态水结成冰

答案：D

解析：自然界中的水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的，故选D。

2．知道了某过程有自发性之后，则(　　)

A．可判断出过程的方向    B．可确定过程是否一定会发生

C．可预测过程发生完成的快慢   D．可判断过程的热效应

答案：A

解析：判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。

3．冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是(　　)

A．ΔH>0，ΔS<0     B．ΔH<0，ΔS>0

C．ΔH>0，ΔS>0     D．ΔH<0，ΔS<0

答案：C

解析：冰融化为水是熵增大的反应，该过程吸热，ΔH>0。

4．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(　　)

A．低温下能自发进行

B．高温下能自发进行

C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行

D．任何温度下都不能自发进行

答案：D

解析：因为ΔH>0，ΔS<0，此反应为非自发进行的反应。

5．对下列过程的熵变的判断不正确的是(　　)

A．溶解少量食盐于水中：ΔS>0

B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0

C．水蒸气变成液态水：ΔS>0

D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0

答案：C

解析：熵变是依据混乱度来取值的。混乱度的大小取决于能够自由运动的粒子的数目。因此A、D均因增大了混乱度而熵增大。C项由于气体变为液体而混乱度减小，故应是熵减小。B中由于产生的一氧化碳分子数大于消耗的氧气分子数，所以混乱度应该增大(炭是固体，认为粒子排列有序，混乱度很低)。

6．下列说法中正确的是(　　)

A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应

B．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应

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发生

答案：C

解析：一个反应是不是自发的，ΔH和ΔS都对反应有影响，不由单方面决定，A、B错误；熵增加即ΔS>0，放热反应即ΔH<0，一定是自发的，C对；非自发的反应，可以通过改变条件，实现自发，D错误。

7．下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　)

A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)   ΔH＝56.7 kJ·mol－1

B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)  ΔH＝74.9 kJ·mol－1

C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)  ΔH＝－572 kJ·mol－1

D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)  ΔH＝178.2 kJ·mol－1

答案：C

解析：焓判据是指ΔH<0的反应，一般是自发的。只有C项符合题意。

8．25 ℃、1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝56.7 kJ·mol－1自发进行的原因是(　　)

A．是吸热反应    B．是放热反应

C．是熵减小的反应   D．熵增大效应大于能量效应

答案：D

解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增效应大于能量效应。

9．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为

ΔH－TΔS<0　反应能自发进行

ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态

ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行

设反应A===D＋E　ΔH－TΔS＝(－4 500＋11T) J·mol－1，要防止反应发生，温度必须(　　)

A．高于409 K      B．低于136 K

C．高于136 K而低于409 K   D．低于409 K

答案：A

解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409，故A正确。

10．下列关于化学反应的自发性叙述正确的是(　　)

A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的

B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的

C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的

D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的

答案：A

解析：①当ΔH>0，ΔS>0时，不能判断ΔH－TΔS的正负，与T有关。

②当ΔH>0，ΔS<0时，ΔH－TΔS>0，非自发反应。

③当ΔH<0，ΔS>0时，ΔH－TΔS<0，一定是自发反应。

④当ΔH<0，ΔS<0时，不能判断ΔH的正负，与T有关。

11．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　)

A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1

B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1

C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1

D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1

答案：D

解析：反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。

对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。

B组

12．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，它使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)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1，ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是(　　)

A．该反应中反应物总能量高于生成物的总能量

B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件

C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率

D．汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒

答案：B

解析：因为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，298 K时，ΔH＝－113 kJ/mol，ΔS＝－145 J·mol－1·K－1，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应，生成物的总能量低于反应物的总能量。常温时ΔG＝ΔH－TΔS＝－113 kJ·mol－1－298 K×(－145×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－69.79 kJ·mol－1<0，即该反应在常温下能自发进行，故A、C、D正确。

13．在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)

理想气体的自发混合

A．此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化过程，即熵增大的过程

B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出

C．此过程是自发可逆的

D．此过程从有序到无序，混乱度增大

答案：C

解析：气体扩散过程是熵增加的过程，A、D正确；该过程不伴随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，C不正确。

14．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质，所查资料信息如下：

①酸性：H2SO4>H2SeO4>H2TeO4

②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合

③由某元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示。

请回答下列问题：

(1)H2与S化合的反应________热量(填“放出”或“吸收”)。

(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：______________。

(3)上述资料信息中能够说明硫元素的非金属性强于硒元素的是________(填序号)。

答案：(1)放出

(2)因为化合时ΔH>0，ΔS<0，故反应不能自发进行

(3)①②③

解析：(1)由图示可知H2与硫化合的反应ΔH<0，故为放热反应。

(2)由图示可知H2与Te化合的反应ΔH>0，H2Te分解时ΔS>0，则化合生成H2Te的ΔS<0，即ΔH－TΔS>0，故反应不能自发进行。

15．工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？

已知：Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝233.8 kJ·mol－1，ΔS＝0.279 kJ·mol－1·K－1

Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)  ΔH＝98 kJ·mol－1，ΔS＝0.144 2 kJ·mol－1·K－1

答案：用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。

解析：根据ΔH－TΔS＝0为平衡状态，ΔH－TΔS＜0为自发状态，故T＞时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1＞＝＝838.0 K；用H2作还原剂时T2＞＝＝679.6 K。故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。