1、化学反应的方向(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题4分,共16分)1.(2020商丘高二检测)下列关于焓判据和熵判据的说法中,不正确的是 ()A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程B.由焓判据和熵判据组合成的复合判据,将更适合于所有的过程C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1200 K)下则能自发进行D.放热过程(H0)的过程一定是自发的【解析】选D。焓判据和熵判据都不全面,应采用复合判据G=H-TS,对于CaCO3分解的反应是一个H0而S0的反应,所以只有在较高温度下,G=H-TS0反应自发进行。2.下列说
2、法正确的是()A.反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的H0B.H0、S0的反应在高温条件下能自发进行C.反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的S0D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同【解析】选A。反应物中有气体,生成物中没有气体,则S0,若要使反应自发进行,H-TS0,则H必须小于0,A项正确;根据H-TS0时,反应能自发进行,则H0、S0,C项错误;同一物质不同状态的熵值:气体液体固体,D项错误。3.(2020菏泽高二检测)已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1C(
3、金刚石,s)+O2(g)CO2(g)H=-395.4 kJmol-1关于金刚石和石墨的相互转化,下列说法正确的是()A.石墨转化成金刚石是自发的过程B.金刚石转化成石墨是自发的过程C.石墨比金刚石能量高D.金刚石比石墨稳定【解析】选B。由-得C(石墨,s)C(金刚石,s)H=+1.9 kJmol-1,根据焓判据,则说明金刚石变成石墨是自发的,B正确;H0,说明石墨变成金刚石需吸收能量,则说明金刚石比石墨能量高,不稳定。【补偿训练】(2020宿迁高二检测)25 、1.01105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7 kJmol-1自发进行的原因是()A.是吸热反应
4、B.是放热反应C.是熵减小的反应D.熵增大效应大于能量效应【解析】选D。该反应是吸热反应,根据焓判据是不能自发进行的,说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应,并且熵增效应大于能量效应。4.(2020镇江高二检测)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)H=+163 kJ mol-1B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s)H=-127 kJ mol-1C.HgO(s)Hg(l)+O2(g)H=+91 kJ mol-1D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l)H=-98 kJ mol-1【解析】选D。根据反应方向的复合判据,H-TS0反应自发进
5、行知,当反应的H0时,反应在任何温度均能自发进行,符合此条件的只有D项。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)5.(2020大同高二检测)有A、B、C、D四个反应:反应ABCDH/(kJmol-1)+10.5+1.80-126-11.7S/(Jmol-1K-1)30.0-113.084.0-105.0(1)在任何温度下都能自发进行的反应是_。 (2)在任何温度下都不能自发进行的反应是_。 (3)在余下的反应中:温度高于_ 时可自发进行的反应是_。 温度低于_ 时可自发进行的反应是_。【解析】放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行,吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行。放热的熵减反应在低温
6、下能自发进行,吸热的熵增反应在高温下可以自发进行,具体温度可以根据H-TS=0计算出来。答案:(1)C(2)B(3)77A-161.6D一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)6.(2020天津高二检测)关于化学反应进行的方向叙述不正确的是()A.H0时,反应自发进行,如金属钠和水的反应B.过程的自发性能判断过程的方向,还能确定过程是否一定会发生C.H0,S0时,反应不自发进行,如2CO(g)2C(s)+O2(g)D.同一种物质,气态时的熵值最大、液态时次之、固态时最小【解析】选B。A.一定温度、压强条件下,H-TS0反应不能自发进行,对于H0的反应,H-TS0,S0,反应任何温度下
7、都不能自发进行,故C正确;D.物质的熵值与物质的状态有关,气体的混乱度最大,液体次之,固体最小,故D正确。7.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H0B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的H0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的H0【解析】选B。A项,该反应能自发进行,则H-TS0,即HTS,而S0(气体化学计量数反应后减小),则H0,错误;B项,该反应可自发进行,
8、则H-TS0,即H0、S0(气体化学计量数反应后减小),则H0,即HTS,又知T 0、S0(气体化学计量数反应后增大),则H0,错误;D项,该反应不能自发进行,则H-TS0,即HTS,又知T 0、S0(气体化学计量数反应后增大),则H0,错误。【补偿训练】(2020石家庄高二检测)现有反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H0,下列有关说法正确的是()A.H0的化学反应一定不能自发进行B.该反应熵增大(即S0)C.该反应在任何条件下一定能自发进行D.自发过程一定使体系的熵增大【解析】选B。H0的化学反应也有能自发进行的,A项错误、B项正确;该反应只有在高温条件下才能自发进行,C项错误;
9、自发过程也有使体系的熵减小的,D项错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)8.(2020淮北高二检测)回答下列问题:世纪金榜导学号(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)。已知该反应的H 0,简述该设想能否实现的依据:_。(2)下列反应中,在高温下不能自发进行的是_(填字母)。a.CO(g)C(s)+O2(g)b.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)c.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)d.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)(3)25 和1.01105 Pa时,反应:2N2O5(g)4NO2(
10、g)+O2(g)H=56.76kJmol-1能自发进行的原因是_。(4)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,化学方程式为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H=131.3 kJmol-1,S=133.7Jmol-1K-1。该反应在低温下能否自发进行?_(填“能”或“不能”)。【解析】(1)该反应H0、S0,故不能实现该反应。(2)a、b、c、d的H0,b、c、d反应的S0,H-TS0时,反应才能自发进行,所以在高温下才能自发进行。a项S0,所以在高温下该反应不能自发进行。(3)该反应能自发进行,说明H-TS0,S0,故S对反应方向起决定作用。(4)根据H-TS0为自发反应知,现H=131.3 kJmol-1,S=133.7 Jmol-1K-1H-TS982.0 K时该反应能自发进行,由此可知该反应在低温下不能自发进行。答案:(1)该反应是H0、S0的反应,任何温度下均不能自发进行(2)a(3)该反应是熵增反应,且常温下熵变S对反应的方向起决定作用(4)不能