1、第三节 化学反应的方向【基础巩固】1.知道了某过程有自发性之后,则()A.可判断过程的方向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解析:判断某反应是否自发,只是判断反应的方向,与反应是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。答案:A2.以下自发反应可用焓判据来解释的是()A.硝酸铵自发溶于水B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+109.8 kJ/molC.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/molD.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ/mol解析:焓判据能够说明放热反应为自
2、发反应,而A、B、C项三个自发过程均为吸热过程,显然不能单用焓判据来解释,只有D项可以用焓判据来解释。答案:D3.“熵”表示体系的混乱程度,它的符号是“S”。下列变化中,S0的是()A.3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)B.2NO2(g)N2O4(l)C.2IBr(l)I2(s)+Br2(g)D.(NH4)2CO3(s)2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)解析:B项中的反应是由气体转化为液体,混乱程度减小,S0,S0B.H0C.H0,S0D.H0,S0解析:H2O(l)H2O(s)为S0的放热(H0)过程。答案:D 5.在恒温恒压、不做功时,反应A+BC+D在下列
3、哪种情况下,一定能自发进行()A.H0,S0,S0C.H0D.H0,S0解析:在恒温恒压、不做功时,H0、S0、S0,反应一定不能自发进行,故B项不符合;在恒温恒压、不做功时,H0,H-TS0、S0,H-TS不一定小于0,故D项不符合。答案:C6.下列对熵变的判断中不正确的是()A.少量的食盐溶于水中:S0B.炭与氧气反应生成CO(g):S0C.气态水变成液态水:S0D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):S0解析:食盐溶于水是典型的熵增加过程;2C(s)+O2(g)2CO(g),气体的物质的量增大,为熵增加的反应;气态水变成液态水是体系混乱程度减小的过程,为熵减小的过程;C
4、aCO3(s)的分解产生了气体,为熵增加的反应。答案:C7.下列反应过程中,H0且S0的是()A.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)C.4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)D.HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)解析:A项是熵减的放热反应;C项是熵减的放热反应;D项是放热反应。答案:B8.25 、1.01105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+109.8 kJ/mol,自发进行的原因是该反应()A.是吸热反应B.是放热反应C.是熵减反应D.熵增效应大于焓增效应解析:由所给的热化学
5、方程式可知,该反应为熵增加的吸热反应,其中熵增效应大于焓增效应是自发进行的原因。答案:D9.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。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)的变化。下列关于该反应的说法中,正确的是()A.H0,S0 B.H0,S0C.H0,S0 D.H0解析: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,H0;该反应发生后气体的物质的量减小,S”“”“”或“=”)0。(3)该反应(
6、填“能”或“不能”)自发进行。(4)升高温度,平衡常数K(填“增大”“减小”或“不变”),平衡向方向移动。解析: (1)根据图像可知,该反应是放热反应,故Q0。(2)根据反应特点可知,该反应是熵增大的反应。(3)根据G=H-TS0可知,该反应能自发进行。(4)升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。答案: (1)(3)能(4)减小逆反应【拓展提高】11.反应CH3OH(l)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在一定温度下才能自发向右进行,若反应的|H|=17 kJ/mol,|H-TS|=17 kJ/mol,则下列说法中正确的是()A.H0,H-TS0B.H0C.H0,H-TS0
7、D.H0,H-TS0,所以如果H0,故选A项。答案:A12.下列内容与结论不相对应的是()选项内容结论A一个反应的H0,S0反应一定不能自发进行B硝酸铵溶于水可自发进行因为该反应的S0CH2O(g)变成H2O(l)S0、S0,则在高温下可以自发进行,A项错误;硝酸铵溶于水为熵增的过程,B项正确;对于同一种物质气态时熵值最大,其次是液态、固态,因此H2O(g)变成H2O(l),熵变小于0,C项正确;由于该反应是放热的熵增加的反应,因此根据G=H-TS可知,反应在任意温度下都能自发进行,D项正确。答案:A13.在图中A、B两容器里,分别收集着两种互不反应的理想气体。若将中间活塞打开(如图)两种气体
8、分子立即都占据了两个容器。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中不正确的是()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的过程,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,混乱程度增大解析:气体扩散过程是熵增加的过程,A、D项正确;该过程不伴随能量变化,B项正确;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项不正确。答案:C14.根据所学的知识和经验,判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性,并填写下列表格。变化HS方向性H2O(l)H2O(g)CaO(s)+SO2(g)
9、CaSO3(s)2Fe3+(aq)+Cu(s)2Fe2+(aq)+Cu2+(aq)NH4Cl(s)HCl(g)+NH3(g)解析:先判断H的“+”“-”,再由S(g)S(l)S(s)判断S的“+”“-”,最后根据常温(298 K)判断H-TS的“+”“-”。答案:变化HS方向性H2O(l)H2O(g)H0S0不能自发CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s)H0S0自发2Fe3+(aq)+Cu(s)2Fe2+(aq)+Cu2+(aq)H0自发NH4Cl(s)HCl(g)+NH3(g)H0S0不能自发【挑战创新】15.(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H (填“”“”“”或“=”)0。(3)已知CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H=+218 kJ/mol,该反应能够自发进行的反应条件是。解析: (2)因为S0,且G=H-TS0,故H0。(3)自发反应的条件是H-TS0,即H0,故THS,即T较大,该反应应在高温下进行。答案: (1)不能(2)(3)高温
