分層作業8化學反應的方向123456789101112131415A級必備知識基礎練1.下列過程屬于非自發過程的是(

)A.水由高處向低處流B.天然氣的燃燒C.鐵在潮濕的空氣中生銹D.室溫下液態水結成冰D解析

自然界中的水由高處向低處流、天然氣的燃燒、鐵在潮濕的空氣中生銹、室溫下冰的融化都是自發過程,其逆向都是非自發的。因此D項符合題意。1234567891011121314152.下列說法正確的是(

)A.凡是放熱反應都是自發的B.自發反應的現象一定非常明顯,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ΔH>0D.反應2Mg(s)+CO2(g)═C(s)+2MgO(s)能自發進行,則該反應的ΔH>0C解析

不能僅僅根據焓變判斷反應的自發性,放熱反應ΔH<0,ΔS<0時低溫自發進行,高溫非自發進行,A項錯誤;自發進行的反應,其現象不一定非常明顯,非自發反應的熵不一定減小,B項錯誤;根據反應C(s)+CO2(g)

2CO(g)不能自發進行可知,該反應的ΔH-TΔS>0,又因該反應ΔS>0,則該反應的ΔH>0,C項正確;反應2Mg(s)+CO2(g)═C(s)+2MgO(s)能自發進行,則ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,則ΔH<0,D項錯誤。1234567891011121314153.下列關于焓變與反應方向的敘述中正確的是(

)A.反應的方向與化學反應的焓變無關B.化學反應的焓變直接決定了反應的方向C.反應焓變為正值時不利于反應自發進行D.焓變為負值的反應都能自發進行C解析

反應的方向由化學反應的焓變和熵變共同決定,A項錯誤;焓變對反應方向有影響,但不能決定反應進行的方向,B項錯誤;焓變為負值的反應多數能自發進行,D項錯誤;焓變為正值,吸收熱量,體系能量升高,不利于反應自發進行,C項正確。1234567891011121314154.汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一,治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉化器,它使NO與CO反應生成可參與大氣生態循環的無毒氣體,其反應原理是2NO(g)+2CO(g)

N2(g)+2CO2(g),在298K、100kPa下,ΔH=-113kJ·mol-1,ΔS=-145J·mol-1·K-1。下列說法中錯誤的是(

)A.該反應中反應物的總能量高于反應產物的總能量B.該反應常溫下不能自發進行,因此需要高溫和催化劑條件C.該反應常溫下能自發進行,高溫和催化劑條件只是加快反應的速率D.汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結合而使人中毒B123456789101112131415解析

題給反應是放熱反應,所以A正確;常溫下,題給反應ΔH-TΔS<0,反應可以自發進行,高溫和催化劑條件能加快反應速率,所以B不正確,C正確;NO、CO都可與血紅蛋白結合而使人中毒,D正確。1234567891011121314155.已知:(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH=+74.9kJ·mol-1,下列說法正確的是(

)A.該反應中熵變、焓變皆大于0B.該反應是吸熱反應,因此一定不能自發進行C.碳酸鹽分解反應中熵增加,因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定能自發進行D.能自發進行的反應一定是放熱反應,不能自發進行的反應一定是吸熱反應A123456789101112131415解析

根據題給反應可知該反應中熵變、焓變都大于0,A項正確;該反應是吸熱反應,但也是熵增大的反應,所以有可能自發進行,B項錯誤;碳酸鹽分解反應中熵增加,但不是在任何條件下碳酸鹽分解都能夠自發進行,如CaCO3的分解僅在高溫下自發,C項錯誤;能自發進行的反應不一定是放熱反應,不能自發進行的反應也不一定是吸熱反應,D項錯誤。1234567891011121314156.分析下列反應在任何溫度下均能自發進行的是(

)A.2N2(g)+O2(g)═2N2O(g)

ΔH=+163kJ·mol-1B.Ag(s)+Cl2(g)═AgCl(s)

ΔH=-127kJ·mol-1C.H2O2(l)═

O2(g)+H2O(l)

ΔH=-98kJ·mol-1D.HgO(s)═Hg(l)+O2(g)

ΔH=+91kJ·mol-1C解析

反應在任何溫度下均能自發進行,則說明該反應的ΔH<0,ΔS>0,A、D中ΔH>0,故A、D錯誤;B中ΔS<0,B錯誤,C正確。1234567891011121314157.(2021年6月浙江卷)相同溫度和壓強下,關于物質熵的大小比較,合理的是(

)A.1molCH4(g)<1molH2(g)B.1molH2O(g)<2molH2O(g)C.1molH2O(s)>1molH2O(l)D.1molC(s,金剛石)>1molC(s,石墨)B123456789101112131415解析

CH4(g)和H2(g)物質的量相同,且均為氣態,CH4(g)含有的原子總數多,CH4(g)的摩爾質量大,所以熵值1

mol

CH4(g)>1

mol

H2(g),A錯誤;相同狀態的相同物質,物質的量越大,熵值越大,所以熵值1

mol

H2O(g)<2

mol

H2O(g),B正確;等量的同物質,熵值關系為:S(g)>S(l)>S(s),所以熵值1

mol

H2O(s)<1

mol

H2O(l),C錯誤;從金剛石和石墨的結構組成上來看,金剛石的微觀結構更有序,熵值更低,所以熵值1

mol

C(s,金剛石)<1

mol

C(s,石墨),D錯誤。1234567891011121314158.(1)汽車燃油不完全燃燒時產生CO,有人設想按下列反應除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g)。已知該反應的ΔH>0,簡述該設想能否實現的依據:____________________________________________________。

(2)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉化成CO2和N2,化學方程式為2NO+2CO2CO2+N2,反應能夠自發進行,則反應的ΔH__________(填“>”“<”或“=”)0。

該反應是吸熱、熵減的反應,任何溫度下均不自發進行

<解析

(1)反應2CO(g)═2C(s)+O2(g)是吸熱、熵減的反應,ΔH-TΔS>0,該反應不能實現。(2)反應2NO+2CO

2CO2+N2能夠自發進行,由于ΔS<0,則一定有ΔH<0。123456789101112131415B級關鍵能力提升練以下選擇題有1~2個選項符合題意。9.下列對熵的理解不正確的是(

)A.同種物質氣態時熵值最大,固態時熵值最小B.體系越有序,熵值越小;越混亂,熵值越大C.與外界隔離的體系,自發過程將導致體系的熵減小D.25℃、1.01×105Pa時,2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)是熵增反應C解析

體系都有從有序自發轉變為無序的傾向,此過程為熵增過程,故C錯誤。12345678910111213141510.灰錫結構松散,不能用于制造器皿,而白錫結構堅固,可以制造器皿。試分析現把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續使用?(

)已知:在0℃、100kPa條件下白錫轉化為灰錫反應的焓變和熵變分別為ΔH=-2.1809kJ·mol-1,ΔS=-6.6J·mol-1·K-1。A.會變B.不會變,但是降溫后會變C.不會變,且改變溫度也不會變D.不會變,但是升溫后會變A123456789101112131415解析

根據ΔG=ΔH-TΔS,在0

℃、100

kPa下,代入數據求得,ΔG=-2

180.9

J·mol-1-273

K×(-6.6

J·mol-1·K-1)=-379.1

J·mol-1<0,在0

℃、100

kPa下白錫會轉化為灰錫,A項正確。【易錯提醒】

運用公式ΔG=ΔH-TΔS進行反應自發性的計算時,應注意題中所提供的數據ΔH的單位通常是kJ·mol-1,而ΔS的單位通常為J·mol-1·K-1,應注意單位中kJ和J的換算。12345678910111213141511.在圖甲中的A、B兩容器里,分別收集著兩種互不反應的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖乙所示),兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發過程。關于此過程的下列說法不正確的是(

)A.此過程為無序程度小向無序程度大的方向的變化過程,即熵增大的過程B.此過程為自發過程,而且沒有熱量的吸收或放出C.此過程前后分子間距離不變D.此過程是自發可逆的D123456789101112131415解析

由題意知ΔH=0,ΔS>0,則該過程是自發的,其逆過程ΔS<0,ΔH-TΔS>0,不能自發進行,所以D錯誤。12345678910111213141512.(2022湖南化學,17節選)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG的值只決定于反應體系的始態和終態,忽略ΔH、ΔS隨溫度的變化。若ΔG<0,則該反應可以自發進行。根據下圖判斷:600℃時,下列反應不能自發進行的是(

)A.C(s)+O2(g)═CO2(g)B.2C(s)+O2(g)═2CO(g)C.TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+CO2(g)C123456789101112131415解析

由題圖可知,600

℃時C(s)+O2(g)═CO2(g)和2C(s)+O2(g)═2CO(g)的ΔG<0,反應自發進行,故A、B不符合題意;TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)的ΔG>0,反應不能自發進行,故C符合題意;TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)═

TiCl4(g)+CO2(g)可由C(s)+O2(g)═CO2(g)和TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)相加得到,則600

℃時其ΔG<0,反應自發進行,故D不符合題意。12345678910111213141513.已知①碳酸鈣的分解反應CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)

ΔH1僅在高溫下自發進行;②氯酸鉀的分解反應2KClO3(s)═2KCl(s)+3O2(g)

ΔH2在任何溫度下都能自發進行,下面有幾組焓變數據,其中可能正確的是(

)A.ΔH1=-178.32kJ·mol-1

ΔH2=-78.3kJ·mol-1B.ΔH1=178.32kJ·mol-1

ΔH2=-78.3kJ·mol-1C.ΔH1=-178.32kJ·mol-1

ΔH2=78.3kJ·mol-1D.ΔH1=178.32kJ·mol-1

ΔH2=78.3kJ·mol-1B解析

題中兩個反應的熵變均大于0,CaCO3的分解反應在高溫下自發進行,則ΔH1>0;氯酸鉀的分解反應在任何溫度下都能自發進行,根據ΔH-TΔS<0時反應自發可知,ΔH2<0,B正確。12345678910111213141514.下列內容與結論對應的是(

)選項內容結論AH2O(g)變成H2O(l)該過程的ΔS>0B硝酸銨溶于水可自發進行因為ΔS>0C一個反應的ΔH>0、ΔS>0該反應一定不能自發進行DH2(g)+F2(g)═2HF(g)

ΔH=-271kJ·mol-1、ΔS=8J·mol-1·K-1該反應在任何溫度下均可自發進行BD解析

H2O(g)變成H2O(l),ΔS<0,A錯誤;硝酸銨溶于水是一個可自發進行的吸熱過程,硝酸銨發生電離:NH4NO3═

,自由移動的離子數目增多,則有ΔS>0,B正確;若一個反應的ΔH>0、ΔS>0,則高溫下該反應能自發進行,C錯誤;對于反應H2(g)+F2(g)═2HF(g)ΔH<0、ΔS>0,則有Δ