2019-2020学年高中化学 课时提升作业十 化学反应进行的方向（含解析）新人教版选修4

化学反应进行的方向(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)1.下列关于自发过程的叙述中,正确的是()A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程B.需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程【解析】选C。A项,自发过程可能需要在一定条件下自发进行,如木炭的燃烧;B项,Fe+SFeS是需要加热的自发过程,故B错;D项,CaCO3CaO+CO2↑属于在高温下进行的自发过程,故D错。2.(2018·襄阳高二检测)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=+163kJ·mol-1B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1C.HgO(s)Hg(l)+O2(g)ΔH=+91kJ·mol-1D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-1【解析】选D。对于A项,ΔH0,ΔS0,ΔH-TΔS0,即任何温度下,反应都不能自发进行;对于B项,ΔH0,ΔS0,在较低温度下,ΔH-TΔS0,即反应温度不能过高;对于C项,ΔH0,ΔS0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS0,必须升高温度,即反应只有在较高温度时能自发进行;对于D项,ΔH0,ΔS0,ΔH-TΔS0,即在任何温度下反应均能自发进行。3.(2018·洛阳高二检测)已知反应:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1,下列对于反应2H2O(l)2H2(g)+O2(g)的说法不正确的是世纪金榜导学号()A.吸热反应B.ΔS0C.只能在电解条件下进行D.在一定温度下可以自发进行【解析】选C。已知反应:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1,反应2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·mol-1,是吸热反应,A正确;2H2O(l)2H2(g)+O2(g)没有气体参加反应,但是有气体生成,所以是一个ΔS0的反应,B正确;反应条件不一定是电解,C错误;ΔH-TΔS0时反应自发进行,2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·mol-10,ΔS0,所以只有当高度比较高时,反应自发进行,D正确。4.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:世纪金榜导学号关于该反应的下列说法中,正确的是()A.ΔH0,ΔS0B.ΔH0,ΔS0C.ΔH0,ΔS0D.ΔH0,ΔS0【解析】选C。根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,ΔH0,该反应发生后气体的物质的量减小,ΔS0。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)5.(2018·成都高二检测)(1)25℃和1.01×105Pa时,反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.76kJ·mol-1能自发进行的原因是__。(2)在298K下,若将1mol蔗糖溶解在1L水中,此溶解过程中,体系的ΔS________0(填“”“=”或“”)。【解析】(1)应该从焓判据和熵判据两个角度分析,那个判据使反应自发进行;(2)溶解后混乱度增大。答案:(1)该反应是熵增反应,且常温下熵变ΔS对反应的方向性起决定作用(2)【补偿训练】已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980K时,ΔH-TΔS=0。(1)当体系温度低于980K时,估计ΔH-TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)0;当体系温度高于980K时,估计ΔH-TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)0。(2)在冶金工业中,以C为还原剂,温度高于980K时的氧化产物是以________为主;温度低于980K时的氧化产物是以________为主。【解析】根据反应2CO(g)CO2(g)+C(s)得到ΔS0,由题意T=980K时,ΔH=TΔS,推出ΔH0,即反应是放热反应。当T980K时,ΔH-TΔS0,正反应能够自发进行,(2)中主要氧化产物是二氧化碳;当T980K时,ΔH-TΔS0,正反应不能够自发进行,逆反应能够自发进行,主要氧化产物是一氧化碳。答案:(1)小于大于(2)COCO2一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)1.(2018·湘潭高二检测)下列内容与结论相对应的是世纪金榜导学号()选项内容结论AH2O(g)变成H2O(l)ΔS0B硝酸铵溶于水可自发进行因为ΔS0C一个反应的ΔH0,ΔS0反应一定不能自发进行DH2(g)+F2(g)2HF(g)ΔH=-271kJ·mol-1ΔS=8J·mol-1·K-1反应在任意外界条件下均可自发进行【解析】选B。物质由气态变为液态时,ΔS0,A项错误;NH4NO3溶于水是吸热的,正是因为ΔS0,才使溶解过程可自发进行,B项正确;ΔH0,ΔS0时,由ΔH-TΔS可知,在高温时,ΔH-TΔS0,即高温时能自发进行,C项错误;由ΔH-TΔS可知该反应在低温下自发,高温下不自发,D项错误。2.(2018·衡阳高二检测)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ΔH0B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH0【解析】选B。A项,该反应能自发进行,则ΔH-TΔS0,即ΔHTΔS,而ΔS0(气体化学计量数反应后减小),则ΔH0,A项不正确;B项,该反应自发进行,则ΔH-TΔS0,即ΔHTΔS,又知T0、ΔS0(气体化学计量数反应后减小),则ΔH0,B项正确;C项,该反应室温下不能自发进行,则ΔH-TΔS0,即ΔHTΔS,又知T0、ΔS0(气体化学计量数反应后增大),则ΔH0,C项不正确;D项,该反应不能自发进行,则ΔH-TΔS0,即ΔHTΔS,又知T0、ΔS0(气体化学计量数反应后增大),则ΔH0,D项不正确。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)3.(2018·眉山高二检测)回答下列问题:世纪金榜导学号(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH________(填“”、“”或“=”)0,ΔS________(填“”、“”或“=”)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CO2和N2,化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。反应在常温下能够自发进行,则反应的ΔH________(填“”、“”或“=”)0。(3)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔH0,ΔS0,则:①该反应常温下________(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。(4)已知下列数据:CaO(s)+SO3(g)CaSO4(s)ΔH=-401.9kJ·mol-1CaSO4(s)CaO(s)SO3(g)S/J·mol-1·K-1107.039.75256.65用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体________(填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。【解析】(1)该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增加,所以ΔH0,ΔS0,故ΔG=ΔH-TΔS0,反应不能自发进行。(2)因为ΔS0,且ΔG=ΔH-TΔS0,故ΔH0。(3)①常温下石灰石不分解。②该反应的ΔH0,ΔS0,属于熵增加的吸热反应,故在高温下该反应能够自发进行。(4)根据已知数据求得ΔS=107.0J·mol-1·K-1-39.75J·mol-1·K-1-256.65J·mol-1·K-1=-189.4J·mol-1·K-1,ΔH-TΔS=-401.9kJ·mol-1-298K×(-189.4×10-3kJ·mol-1·K-1)≈-345.46kJ·mol-1,所以该反应能自发进行,因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。答案:(1)不能(2)(3)①不能②能(4)能【补偿训练】某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g)表示的化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示转化率,φ表示体积分数)。分析图象,回答下列问题:(1)在图象反应Ⅰ中,若p1p2,则此正反应为________(填“放热”或“吸热”)的反应,也是一个气体分子数________(填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应若能自发进行,必须满足的条件是________。(2)在图象反应Ⅱ中,T1________T2(填“”“”或“=”),该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)的反应。(3)在图象反应Ⅲ中,若T1T2,则该反应能否自发进行?________。【解析】(1)反应Ⅰ中,恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH0;由p1p2知恒温时压强增大,α(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ΔS0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。(2)反应Ⅱ中,T2温度下反应先达到平衡状态,说明T2T1,温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH0。(3)反应Ⅲ中,恒温下压强对φ(A)没有影响,说明压强变化不影响反应平衡,此反应为气体分子数不变的反应,反应过程中熵变很小,ΔS≈0,若T1T2,恒压下温度越高φ(A)越大,说明升高温度平衡向左移动,正反应为放热反应,ΔH0,则ΔH-TΔS0,反应能自发进行。答案:(1)放热减小低温(2)放热(3)能自发进行