人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向优秀练习题

第2章 第3节

A组·基础达标

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

【答案】C

【解析】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错误。

2．(2020·广东广州执信中学检测)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(　　)

图1　

图2

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

【答案】A

3．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，扑克牌毫无规律地混乱排列的几率大

【答案】A

【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 ℃、1.01×105 Pa时，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－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。

4．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是(　　)

A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行

B．温度、压强一定时，焓变和熵变共同决定一个化学反应的方向

C．反应焓变是决定反应能否进行的唯一因素

D．固体的溶解过程与熵变无关

【答案】B

【解析】温度、压强一定时，放热的、熵增加的反应一定能自发，A错误；化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向，B正确，C错误；固体的溶解过程是熵增过程，D错误。

5．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·mol－1　ΔS＝＋1 110 J·mol－1·K－1

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

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

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

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

【答案】B

【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。

6．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

【答案】B

7．(2020·山东省实验中学检测)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

【答案】A

【解析】CaO与CO2的反应为放热反应，B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错误；反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)的ΔS>0，D错误。

8．在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)　ΔH＝Q kJ·mol－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。

【答案】(1)<　(2)>　(3)能　(4)减小　逆反应

B组·能力提升

9．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

10．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·mol－1和ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)(　　)

A．会变  B．不会变

C．不能确定  D．升高温度才会变

【答案】A

【解析】ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。

11．汽车尾气(含烃类、CO、NO、SO2等)是城市主要污染源之一，可以采用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的方法进行治理，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。在298 K、101 kPa下，该反应的ΔH＝－113 kJ·mol－1，ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法错误的是 (　　)

A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B．该反应在常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件

C．该反应在常温下能自发进行，高温和催化剂条件能加快反应的速率

D．汽车尾气中CO会与血红蛋白结合而使人中毒

【答案】B

【解析】此反应是放热反应，A正确；常温下，ΔH－TΔS＜0，该反应可以自发进行，高温和催化剂条件能加快反应速率，B错误，C正确；CO可与血红蛋白结合而使人中毒，D正确。

12．(2020·山东省青岛第二中学检测)下列内容与结论相对应的是(　　)

【答案】D

13．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·mol－1，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－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______________。

【答案】(1)<　>

(2)小于1 240 K

【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<980 K时，ΔH－TΔS<0；T>980 K时，ΔH－TΔS>0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，则ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·mol－1－T×[－75.8 J·mol－1·K－1×10－3 kJ·J－1]<0，则T<≈1.24×103 K。

14．(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)　ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol－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应低于________。

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

【答案】(1)2 127 K　(2)370.4 K

【解析】(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol－1，则有ΔS≈－0.189 kJ·mol－1·K－1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS＜0，即－402.0 kJ·mol－1－T×(－0.189 kJ·mol－1·K－1)＜0，得T＜2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度应低于2 127 K。(2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0，则T＝ΔH÷ΔS＝44.0×103 J·mol－1÷118.8 J·mol－1·K－1≈370.4 K。