1、第3节 化学反应的方向A级基础达标练一、选择题1下列说法不正确的是(C)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解析：铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程，A项正确；冰融化时有序性减弱，混乱度增加，即熵值增大，B项正确；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项错误；同一物质在固态时有序性最高，熵值最小，D项正确。2下列变化中，熵增加的是(A)AH2O(l)分解成H2(g)和O2(g)B一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮CNaCl溶液中滴加少量AgNO3溶液DNH3(g)与HCl(g)反应生成NH4C
2、l(s)解析：H2O(l)分解为H2(g)和O2(g)，生成气体，熵增加，A项正确；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮气体混乱度减小，熵减小，B项错误；NaCl溶液中加AgNO3溶液，生成AgCl沉淀，离子减少，熵减小，C项错误；NH3(g)与HCl(g)生成固体NH4Cl，熵减小，D项错误。3下列反应常温时能自发进行，并既能用焓判据又能用熵判据解释的是(B)AH2SO42NH3=(NH4)2SO4B2Na2O22H2O=4NaOHO2C2KClO3=2KCl3O2DBa(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O解析：A项的反应H0，S0，属焓判据解释，A项错；B项中H0，S0，
3、既用焓又用熵判据解释，B项正确；C中反应H0，S0，属熵判据解释，C项错误；D项中反应，H0，S0，属熵判据解释，D项错误。4下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是(B)A1 mol H2O在不同状态时的熵值，SH2O(l)0能否自发进行与温度有关D常温下，反应3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)不能自发进行，则该反应的H052020年，全球暴发新型冠状病毒肺炎疫情。消毒剂成为市场短缺商品，双氧水是一种重要的消毒剂。利用H2可制备H2O2：H2(g)O2(g)=H2O2(l)H。该反应分为如下两步进行反应：H2(g)X(l)=Y(l)H1反应：H2已知：X、Y为有机物，
4、反应I和反应都能自发进行。下列有关推断错误的是(C)A反应为O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2B有机物X是催化剂C总反应中正反应活化能E1大于逆反应活化能EDH1、H2均小于0解析：由反应反应得总反应，所以反应为O2(g)Y(l)=X(l)H2O2(l)H2，A正确；根据反应可知，有机物X是催化剂，Y为中间产物，故B正确；反应、反应S0，由HTS0的反应可自发进行，则H1、H2均小于0，又反应反应得总反应，所以总反应H0，则总反应中的正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误，D正确。6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。现把白锡制成的器皿放在0 、100
5、kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(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H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1)(A)A会变B不会变C不能确定D升高温度才会变解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向着HTS0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡灰锡的HTS值的问题。HTS2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，因此在该条件下白锡会变为灰锡。二、非选择题7(1)工业上合成甲醇的反应原理为CO(g)2H2(g
6、)CH3OH(g)H，如表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。温度250 300 350 K2.0410.2700.012根据表中数据可判断H_”“”或“_H3(填“”“”或“”)。解析：(1)由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即H0，根据反应自发进行的判据：HTS0，反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体系混乱度增大，则反应的S20，所以反应自发进行的条件是高温，反应可由反应I反应得到，根据盖斯定律，H2H1H3，由于H20，所以H1H3。8已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)
7、=CaO(s)CO2(g)H178.3 kJmol1S160.4 Jmol1K1，则：(1)该反应_不能_(填“能”或“不能”)自发进行；(2)据本题反应数据分析，温度_能_(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素；(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为_1_112_K_；(4)反应CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在高温下自发向右进行，若反应|H|17 kJmol1，|HTS|17 kJmol1，则下列判断正确的是(A)AH0HTS0BH0CH0HTS0DH0，所以不能自发进行。(2)该反应的GHTS178.3 kJmol1298.15 K0.1
8、60 4 kJmol1130.5 kJmol1。G0，所以在100 kPa、298.15 K时，石灰石分解反应为非自发反应，但在高温的条件下能自发进行。(3)要想反应能自发进行则需GHTS0，所以如果H0。B级能力提升练一、不定项选择题(每小题1个或2个选项符合题意)1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(AC)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，即熵增加的过程解析：气体扩
9、散过程中，混乱度增大，即S0，B项、D项正确；该变化过程自发进行，且没有能量变化，即H0，C项错误；气体的扩散为自发过程，其逆过程不能自发进行，A项错误。2下列说法中正确的是(C)A凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变C熵增加且放热的反应一定是自发反应D非自发反应在任何条件下都不能实现解析：反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的，吸热反应也不都是非自发的；自发反应不一定熵增大，非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。3二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途
10、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(AB)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的反应为放热反应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S0，D项错误。二、非选择题4在化学反应A(g)B(g)2C(g)D(g)HQ kJmol1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“”)。(3)该反应_能_自发进行(填“能”或“不能”)。(4)升高温度，平衡常数_减小_(填“增大”“减小”
11、或“不变”)，平衡向_逆反应_方向移动。解析：据图像可知，该反应是放热反应，故Q0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应。H0，则HTS0，该反应能自发进行。升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。5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)，T980 K时HTS0。当体系温度低于980 K时，估计HTS_”“_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)H(298.15 K)94.0 kJmol1，S(298.15 K)75.8 Jmol1K1，设H
12、和S不随温度而变化，则此反应自发进行的温度为_小于1 240 K_。解析：(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H0，则2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H0，且该反应S0，则当T980 K时，HTS980 K时，HTS0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有HTS0，即94.0 kJmol1T75.8 Jmol1K1103kJJ10，则T1.24103 K。6(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)SO2(g)=CaSO3(s)H402.0 kJmol1，HTS345.7 kJmol1。若此反应中H和S不随温度变化而变化，则保持此反应自发进
13、行的温度低于_2 127 K_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，S118.8 Jmol1K1。则水的沸点是_370.4 K_。(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的H1.895 kJmol1，HTS2.866 kJmol1，又已知石墨的熵S石5.694 Jmol1K1，则金刚石的熵S金_2.436 Jmol1K1_(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是_金刚石_。解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的H402.0 kJmol1，HTS345.7 kJmol1，则有S(402.0 kJmo
14、l1345.7 kJmol1)298 K0.189 kJmol1K1。要使反应能自发进行，需使HTS0，即402.0 kJmol1T(0.189 kJmol1K1)0，得T2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度低于2 127K。(2)在水沸腾时，HTS0，则THS44.0103 Jmol1118.8 Jmol1K1370.4 K。(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s，石墨)=C(s，金刚石)，HTSHT(S金S石)2.866 kJmol1，即1.895 kJmol1298 K(S金5.694103kJmol1K1)2.866 kJmol1，解得S金2.436103kJmol1K12.436 Jmol1K1。熵用来度量混乱度的程度，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金0，因此在室温下此反应不能自发进行。高温下能自发进行。根据图像可知生成物的总能量高于反应物的总能量，所以正反应是吸热反应，则H0；根据方程式可知正反应是气体体积增大的反应，所以S0，所以要使HTS0，需要较高的温度。(2)放热反应。因为此反应常温下能够自发进行，即在常温下HTS0，且此反应为气体体积减小的反应，即反应的S0，所以要使常温下HTS0必有H0。
