1、化学反应的方向(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题，每小题5分，共15分)1(2021三明高二检测)过氧化氢，化学式H2O2。纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混溶，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。已知，H2O2分解成H2O和O2，其中H196.1 kJ mol1，S125.8 Jmol1K1，据此，下列说法正确的是()A该反应在常温下不能自发进行B该反应在常温下能自发进行C该反应反应前后熵值减小D该反应反应物的总能量低于生成物的总能量【解析】选B。根据反应方向的判据HTS可知，该反应HTS196.1 kJ m
2、ol1298 K0.125 8 kJmol1K10，故该反应在常温下可以自发进行；由于反应前没有气体，反应后有气体，所以该反应反应前后熵值增加；该反应放热，所以反应物的总能量大于生成物的总能量。【加固训练】(2021宿迁高二检测)25 、1.01105 Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1自发进行的原因是()A是吸热反应 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。2(双选)下列说法正确的是()A反应2Mg(s)C
3、O2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0BH0、S0D同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同【解析】选A、C。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，HTS0，则H必须小于0，A项正确；根据HTS0时，反应能自发进行，则H0、S0，C项正确；同一物质不同状态的熵值：气体液体固体，D项错误。3(2021绍兴高二检测)水是一切生命赖以生存，社会经济发展不可缺少和不可替代的重要自然资源和环境要素。2020年3月22日是第二十八届“世界水日”，3月2228日是第三十三届“中国水周”。 我国纪念2020年“世界水日”和“中国水周”活动的主题为“坚持节水优先，建设
4、幸福河湖”。已知水有三态变化，则关于水的三态的熵值的大小关系正确的是()AS(s)S(l)S(g)BS(l)S(s)S(g)CS(g)S(l)S(s) DS(g)S(s)S(l)【解析】选C。同一物质的熵值与其聚集状态有关。【加固训练】(双选)在298K、101kPa时，下列说法不正确的是()反应1：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3 (s)H11 648 kJmol1反应2：C(s) O2 (g)=CO2 (g) H2 393 kJmol1反应3：2Fe(s)2C(s) 3O2(g)=2FeCO3(s)H31 480 kJmol1反应4：2FeCO3(s) 1/2O2(g)=2CO2(g
5、) Fe2O3(s) H4A上述反应1、2、3、4在热力学上自发趋势都很大B反应1和3在较低温度下能自发反应，反应4是熵增反应C自发反应代表反应一定能发生，可以判断过程的方向，但不能确定过程发生的速率D反应1表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式【解析】选C、D。题述反应1、2、3、4都是放热反应且放出的热量较多，在热力学上自发趋势很大，故A项正确；反应1和3都是放热的熵减反应，根据复合判据HTS0B硝酸铵溶于水可自发进行该反应的S0C一个反应的H0，S0反应一定不能自发进行DH2(g)F2(g)=2HF(g)的H271kJmol1S8 Jmol1K1反应在任意温度下都能自发进行【解析】选B、D。物
6、质由气态变为液态，混乱度减小，即S0，A项不符合题意；硝酸铵溶于水是吸热的熵增加过程，S0，反应可自发进行，B项符合题意；H0，S0，根据复合判据可知，高温时HTS0，即高温条件下，反应能自发进行，C项不符合题意；由H0，S0知，HTS0，故该反应在任意温度下都能自发进行，D项符合题意。6(2021泰安高二检测)汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，H113 kJ mol1，S145
7、 J mol1K1。下列说法中错误的是()A该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒【解析】选B。此反应是放热反应，所以A正确；常温下，HTS0，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)。aCO(g)=C(s)O2(g)b2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)c(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)dMgCO3(s)=MgO(s)CO2(g)(3)25 和1.0110
8、5 Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76kJmol1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)H131.3 kJmol1，S133.7Jmol1K1。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，HTS0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HTS0，而该反应的H0，S0，故S对反应方向起决定作用。(4)根据HTS0为自发反应知，现H131.3 kJmol1，S133.7 Jmol1K1HTS9820 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