第四節化學反應進行的方向課堂作業(20分鐘，30分)1下列過程是非自發的是()a天然氣的燃燒b室溫下水可結成冰c樟腦丸放置于衣柜中會逐漸變小d氯化鉀溶于水答案：b解析：天然氣的燃燒、樟腦丸變小、氯化鉀溶于水、室溫下冰的融化，都是自發過程，其逆向都是非自發的。2下列過程是非自發的是()a水由高處向低處流b煤炭的燃燒c鐵在潮濕空氣中生銹d室溫下水結成冰答案：d解析：自然界中水由高處向低處流、煤炭的燃燒、鐵在潮濕空氣中生銹、室溫下冰的融化，都是自發過程，其逆向都是非自發的。3我們主要從三個方面討論一個化學反應的原理，其中不屬于這三個方面的是()a反應進行的方向b反應的快慢c反應進行的限度 d反應物的多少答案：d4下列說法中正確的是()a吸熱、熵增的非自發反應在一定條件下也可能變為自發進行的反應b自發反應一定是能發生的反應，非自發反應有可能是能發生的反應c凡是放熱反應都是自發的，吸熱反應都是非自發的d放熱、熵增的自發反應在一定的條件下也可能轉變為非自發過程答案：a解析：本題考查化學反應進行的方向。a.非自發反應在一定條件下也能發生，正確；b.自發反應不一定能發生，錯誤；c.大多數放熱反應都是自發的，有些吸熱反應也能自發進行，錯誤；d.放熱、熵增的自發反應不能轉變為非自發過程，錯誤，答案選a。5下列說法正確的是()a凡是放熱反應都是自發的，因為吸熱反應都是非自發的b自發反應的熵一定增大，非自發反應的熵一定減小c常溫下，反應c(s)co2(g) 2co(g)不能自發進行， 則該反應的h0d反應2mg(s)co2(g)=c(s)2mgo(s)能自發進行，則該反應的h0答案：c解析：反應的自發性是由熵變和焓變共同決定的，若h0，s0，則一定自發，若h0，s0，則一定不能自發，若h0，s0 或h0，s0，反應能否自發，和溫度有關，a錯誤，b錯誤；根據hts，反應的s0，若h0，則一定自發，現常溫下不自發，說明h0，c正確；反應的s0，能自發，說明h0，d錯誤。6下列關于判斷過程方向的說法正確的是()a所有自發進行的化學反應都是放熱反應b高溫、高壓下可以使石墨轉化為金剛石是自發的化學反應c由能量判據和熵判據組合而成的復合判據，將更適合于所有的過程d同一物質的固、液、氣三種狀態的熵值相同答案：c解析：有些吸熱反應也可以自發進行，如2n2o5(g)=4no2(g) o2(g)是吸熱反應，又是熵增的反應，所以a不正確。高溫、高壓使石墨轉化為金剛石，要向體系中輸入能量，本質仍然是非自發的，所以b不正確。同一物質：氣態時的熵值最大，液態時次之，固態時熵值最小，所以d不正確。7判斷下列說法的正誤，正確的在括號內劃“”，錯誤的在括號內劃“”。(1)天然氣燃燒的產物(二氧化碳和水)在一定條件下會自發而重新變成甲烷和氧氣。()(2)由石灰石燒制石灰和二氧化碳的反應在室溫時是非自發的，如果溫度升至大于1 000，反應就是自發的了。()(3)自發反應就是放熱反應，非自發反應就是吸熱反應。()(4)氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，可尋找特殊的催化劑使水自發地分解生成氫氣和氧氣。()(5)反應焓變的符號不能作為反應自發性的一般標準。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)8現有兩個熱化學方程式：下列說法中正確的是()a反應中都存在：s0b反應高溫時，可自發進行c在通常情況下，都能自發進行d反應一定不能自發進行答案：d解析：反應均為液體與氣體反應轉化為液體的反應，是熵減小的反應，s0，故a項錯誤；由ghts可知，s0時，反應一定不能自發進行，故不能自發進行；s0，h0時，低溫時，反應可自發進行，故低溫時，反應可自發進行， b、c項錯誤，d項正確。9反應ch3oh(g) nh3(g)=ch3nh2(g) h2o(g)在高溫下才能自發向右進行，則該反應的h、s應為()ah0、s0 bh0、s0ch0、s0 dh0、s0答案：c解析：該反應在高溫下能夠自發的向右進行，這說明hts0，hts。若s0，h0，則該反應在高溫下能自發進行，在低溫下更能自發進行，不符合題意。若s0，hsm(l)sm(g)bsm(l)sm(s)sm(g)csm(g)sm(l)sm(s)dsm(g)sm(s)sm(l)答案：c解析：一種物質的熵值氣態液態固態。11碳酸銨(nh4)2co3室溫下能自發地分解產生氨氣，對其說法正確的是()a碳酸銨分解是因為生成了易揮發的氣體，使體系的熵增大b碳酸銨分解是因為外界給予了能量c該反應的hts0d碳酸鹽都不穩定，都能自發分解答案：a解析：碳酸銨自發分解，是因為體系中有氨氣和co2的生成而使熵增大。12對于化學反應方向的確定不僅與焓變(h)有關，也與溫度(t)、熵變(s)有關，實驗證明，化學反應的方向應由hts確定，若hts0，則自發進行，否則不能自發進行。下列說法中，正確的是()a在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向b溫度、壓強一定時，熵增加的反應一定能自發進行c反應焓變是決定反應能否自發進行的唯一因素d固體的溶解過程只與焓變有關答案：a解析：hts0”或“0000解析：(1)、(2)略；(3)蔗糖溶于水形成溶液混亂度增大；反應氣體分子數增多是熵增大的過程；液態水變為氣態水，是熵值增大的過程；反應氣體分子數增多是熵增大的過程。16已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發生如下兩個裂解反應：ch4(g)c(s)2h2(g)，2ch4(g)c2h2(g)3h2(g)。某同學為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度，在圖書館查到如下熱力學數據：反應的h(298 k)74.848 kj/mol，s(298 k)80.674 j/(molk)反應的h(298 k)376.426 kj/mol，s(298 k)220.211 j/(molk)已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請幫助這位同學考慮如下問題：(1)反應屬于_(填“高溫”或“低溫”)自發反應。(2)判斷反應自發進行是由_(填“焓變”或“熵變”)決定的。(3)通過計算判斷反應在常溫下能否自發進行。_。(4)求制取炭黑的允許溫度范圍：_。(5)為了提高甲烷的炭化程度，你認為下面四個溫度中最合適的是_(填字母)。a905.2 k b927 kc1 273 k d2 000 k答案：(1)高溫(2)熵變(3)hts74.848 kj/mol80.674103 kj/(molk)298 k50.807 kj/mol0，所以反應在常溫下不能自發進行(4)927.81 709.4 k(5)c解析：(1)由于用天然氣制取炭黑的反應是一個吸熱、熵增的反應，只有在高溫下才會有hts0，所以反應在常溫下不能自發進行。(4)天然氣裂解為炭黑時，hts74.848 kj/mol80.674103 kj/(molk)t927.8 k，即天然氣裂解為炭黑的最低溫度為927.8 k。天然氣裂解為乙炔時，hts376.426 kj/mol220.211103 kj/(molk)t1 709.4 k，即溫度高于1 709.4 k時天然氣會自發裂解為乙炔和氫氣。所以要制取炭黑，溫度需控制在927.81 709.4 k之間。(5)根據(4)中計算出的溫度范圍，可知c項符合題意。課后作業時間：45分鐘滿分：60分1下列說法正確的是()a焓變和熵變都大于0的反應肯定是自發的b焓變小于0而熵變大于0的反應肯定是自發的c因為焓變和熵變都與反應的自發性有關，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發性的判據d在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向答案：b2下列反應一定能自發進行的是()a吸熱反應 b放熱反應c熵增加反應 d熵增加且放熱反應答案：d解析：焓變和熵變都不是決定反應能否自發進行的唯一因素，化學反應的方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果，故a、b、c項均錯誤；熵增加且放熱的反應，其hts一定小于零，該反應一定能自發進行。3下列關于判斷過程的方向的說法正確的是()a所有自發進行的化學反應都是放熱反應b判斷化學反應能否自發進行，必須綜合考慮反應的焓變和熵變c自發反應一定是熵增大，非自發反應一定是熵減小的反應d同一物質的固、液、氣三種狀態中固體的熵值最大答案：b解析：a.化學反應自發進行的判據為hts0，能自發進行的化學反應也有吸熱反應，錯誤；b.判斷化學反應能否自發進行，必須綜合考慮反應的焓變和熵變，正確；c.自發進行的判據為hts0，自發反應不一定都是熵增大，非自發反應不一定都是熵減小的反應，錯誤；d.同一物質的固、液、氣三種狀態中氣體的熵值最大，選b。4對于化學反應方向的判斷，下列說法中正確的是()a溫度、壓強一定時，放熱的熵減小的反應一定能自發進行b溫度、壓強一定時，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向c反應焓變是決定反應能否進行的惟一因素d固體的溶解過程與熵變無關答案：b解析：溫度壓強一定時，放熱的、熵增加的反應一定能自發，a項錯誤；化學反應的方向由焓變和熵變共同決定，不能僅用焓變或熵變判斷反應的方向，b項正確，c項錯誤。固體的溶解過程是熵增過程，d項錯誤。5對于化學反應能否自發進行，下列說法中錯誤的是()a若h 0，任何溫度下都能自發進行b若h 0，s 0，s 0，低溫時可自發進行d若h 0，s 0，低溫時可自發進行答案：c解析：選項內容分析結論ah0g0，任何溫度下都能自發進行bh0，s0，任何溫度下都不能自發進行ch0，s0，高溫時能保證g0dh0，s 0的反應b自發反應一定是h 0的反應c自發反應在任何條件下都能自動進行dh 0的反應一定是自發反應答案：d解析：焓變和熵變都是與反應能否自發進行有關的因素，但又都不能獨立地作為反應自發性的判據，要判斷反應進行的方向，必須考慮體系的焓變和熵變對反應方向的綜合影響。當h0、s0時，在任何溫度下，hts一定小于零，反應一定能自發進行。8下列關于hts的說法中正確的是()ahts可用于判斷所有條件下的反應能否自發進行bhts只用于判斷溫度、體積一定的反應能否自發進行chts只用于判斷溫度、壓強一定的反應能否自發進行d某反應hts0，則該條件下此反應一定劇烈進行答案：c解析：在不同溫度、壓強下，hts的值不同，故a、b項均不正確；hts能判斷反應能否自發進行，但不能判斷反應進行的劇烈程度，d項不正確。9金屬錫的冶煉常用焦炭作還原劑：sno22c=sn2co，反應過程中能量的變化如圖所示。下列有關該反應的h、s的說法中正確的是()ah0s0s0ch0 dh0s0答案：d解析：根據圖象可知，該反應是吸熱反應，h0；根據反應方程式可知，該反應是熵增反應，s0，故應選d。10已知“凡氣體分子總數增多的反應一定是熵增大的反應”。一定條件下，下列反應不能自發進行的是()a2o3(g)=3o2(g)h0cn2(g)3h2(g)=2nh3(g)h0答案：b解析：a項，是一個h0的反應，一定能自發進行；b項，是一個h0，s0的反應，一定不能自發進行；c項，是一個h0，s0，s0的反應，高溫條件下可自發進行。11能源是人類生存和發展的重要支柱。研究化學反應過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義。已知下列熱化學方程式：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h 570 kj/mol；h2(g)1/2o2(g)=h2o(g)h 242 kj/mol；c(s)1/2o2(g)co (g)h110.5 kj/mol；c(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/mol；co2(g)2h2o(g)=2ch4(g)2 o2(g)h890 kj/mol回答下列問題：(1)上述反應中屬于燃燒熱的熱化學方程式的是_。(2)h2的燃燒熱為_。(3)蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然難直接測定，但可通過間接的方法求得。試寫出碳與水蒸氣反應的熱化學方程式_；該反應的熵s_0 (選填“”、“”、“”)；已知自由能g可推知該反應在_條件下可自發進行。答案：(1)(2)285.5 kjmol1(3)c(s)h2o(g)=h2(g)co (g)h131.5 kjmol1高溫解析：(1)燃燒熱是指1 mol純凈物完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量，不是1 mol h2，錯誤；h2o(g)不是穩定氧化物，錯誤；co(g)不是穩定氧化物，錯誤；c(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/mol，正確；co2(g)不是可燃物，錯誤；上述反應中屬于燃燒熱的熱化學方程式的是，故答案為：。(2)因燃燒熱在某一溫度和壓強下1 mol某物質b完全燃燒生成穩定化合物時所釋放出的熱量，由可得h2的燃燒熱為285.5 kjmol1，故答案為：285.5 kjmol1。(3)因可得：c(s)h2o(g)=h2(g)co(g)h131.5 kjmol1，氣體的熵大于固體的熵，所以熵變大于0，自由能ghts，當g0時可自發進行，該反應h0，s0，滿足g0，需高溫，故答案為：c(s)h2o(g)=h2(g)co (g)h131.5 kjmol1；高溫。12判斷下列反應的熵值是增大、減小還是不變。(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)：_。答案：(1)減小(2)不變(3)增大(4)減小解析：(1)反應物狀態為氣態，生成物狀態為液態，熵值減小；(2)反應前后氣體體積不變，熵值不變；(3)固體分解生成氣體，熵值增大；(4)氣體物質與固體物質反應生成固體物質，熵值減小。13已知一個可逆反應，若正反應為自發過程，則其逆反應為非自發過程，反之亦然。(1)已知2co(g) co2(g)c(s)，t980 k時hts0。當體系溫度低于980 k時，估計hts_0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當體系溫度高于980 k時，估計hts_0。(2)電子工業中清洗硅片上的sio2(s)的反應為sio2(s)4hf(g)=sif4(g)2h2o(g)h(298.15 k)94.0 kj/mol，s(298.15 k)75.8 j/(molk)，設h和s不隨溫度而變化，則此反應自發進行的溫度是_。(3)化學反應2no(g)2co(g)=n2(g)2co2(g)在298 k、100 kpa下：h113.0 kj/mol，s145.3 j/(molk)，反應在常溫下_(填“能”或“不能”)自發進行。答案：(1)小于大于(2)小于1240 k(3)能解析：(1)c(s)co2(g) 2co(g)的反應為吸熱反應，h0，則2co(g) co2(g)c(s)為放熱反應，h0，且該反應s0，則當t980 k時，hts980 k時，hts0。(