2022年新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第1节化学反应的方向作业（含解析）鲁科版选择性必修第一册

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1、第1节 化学反应的方向1.下列说法正确的是( )A.放热反应的焓变小于零,熵变大于零B.放热及熵增加的反应,一定能自发进行C.放热反应的焓变大于零,熵变小于零D.放热及熵减小的反应,一定能自发进行答案：B解析：放热反应的焓变小于0,熵变可能大于0或小于0,A项和C项错误;放热及熵增加的反应,HTS0 ,一定能自发进行,B项正确;放热及熵减小的反应,HTS 不一定小于零,不一定能自发进行,D项错误。2.（2021天津高二月考）不能用焓判据解释的自发进行的反应过程是( )A.铁在潮湿空气中生锈B.天然气的燃烧C.铜在潮湿空气中产生铜绿D.NH4Cl 与Ba(OH)28H2O 反应产生NH3答案：D

2、解析：铁在潮湿空气中能自发产生铁锈,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程;天然气燃烧生成CO2 和水时放热,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程;铜在潮湿空气中能自发产生铜绿,能量降低,是能用焓判据解释的自发过程;NH4Cl 与Ba(OH)28H2O 反应产生NH3 ,可以产生结冰现象,是一个吸热的自发过程,不能用焓判据解释,故选D。3.下列对熵的理解不正确的是( )A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小B.体系越有序,熵值越小;越无序,熵值越大C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小D.25、1.01105Pa 时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) 是熵增的反应答案：

3、C解析：对于同一物质,固、液、气三态熵值逐渐增大,故A正确;熵指的是体系的无序程度,越无序其熵值越大,故B正确;自发过程可能导致熵增大,也可能导致熵减小,故C错误;由于反应后气体分子数增多,所以熵值增大,故D正确。4.（2021海南海口高二质检）反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)H=444.3kJmol1 在常温常压下能自发进行,则对反应的方向起决定性作用的是( )A.焓变B.温度C.压强D.熵变答案：A解析：反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)H=444.3kJmol1,H0 ,且S0 ,而常温常压下反应能

4、自发进行,说明HTS0 ,故对反应的方向起决定性作用的是焓变,A正确。5.以下反应均为自发反应,其中不能用焓判据解释的是( )A.2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H0B.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H0C.2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)H0D.2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)H0答案：C解析：C项反应的H0 ,由焓判据判断反应不能自发进行,而题给条件是能自发进行,所以C项中的反应不能用焓判据解释。6.已知298K 下反应2Al2O3(s)+3C(s)=4Al(s)+3CO2(g)H=

5、+2171kJmol1,S=+635.5Jmol1K1 ,则下列说法正确的是( )A.由题给H 可知,该反应是一个放热反应B.S0 表明该反应是一个熵增加的反应C.该反应低温时能自发进行D.该反应一定不能自发进行答案：B解析：反应的H0 ,为吸热反应,S0 ,为熵增加的反应,反应在高温时能自发进行。7.（2021天津河西高二检测）煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2 ,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4 的形式固定,从而降低SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与CaSO4 发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:CaSO4(s)+CO(g)

6、CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=+218.4kJmol1 （反应）CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)H2=175.6kJmol1 （反应）下列有关说法正确的是( )A.反应在较低的温度下可自发进行B.反应在较低的温度下可自发进行C.用生石灰固硫的反应为4CaO(s)+4SO2(g)3CaSO4(s)+CaS(s)H3 ,则H3H2D.由反应和反应可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g) 的焓变答案：B解析：反应的H10,S0, 根据HTS0 可知,该反应在高温下能自发进行,故A错误;要使反应自发进行,则HTS0 ,已知H20 ,由反应的热化学

7、方程式可知该反应的熵变化不大,反应的自发性主要决定于焓变,所以该反应在低温下即可自发进行,故B正确;根据盖斯定律,（反应）-4（反应）即得C选项的热化学方程式,H3=H24H1 ,已知H10,H20 ,所以H3H2 ,故C错误;反应和反应中没有SO3(g) ,所以无法通过反应和反应计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g) 的焓变,故D错误。8.指出下列反应的S 与0的相对大小,并判断常温时,反应能否自发进行。（1）2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g),S 0, 自发进行。（2）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),S 0, 自发进行。答案：（1） ; 能 （2）

8、 ; 不能解析：（1）反应为S0 的反应,能自发进行;（2）反应的S0 ,常温下不能自发进行,但高温时能自发进行。9.（2021山东胶州高二月考）某实验小组同学在研究反应热时向锥形瓶中加入约20gNH4Cl 晶体,在一小木块上洒少量水,将锥形瓶放在木块上,再向其中加入约40gBa(OH)28H2O ,如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀,静置。回答下列问题：（1）拿起木块时发现 ,证明该反应的H （填“”或“”）0。（2）写出反应的化学方程式： ,该反应中有 生成,可证明S （填“ ”或“ ”）0。（3）下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是 。A.NH4NO3 溶于水B.CaCO3 的分

9、解反应C.NaOH 溶于水D.甲烷的燃烧答案：（1）锥形瓶“粘”在木块上; （2）2NH4Cl+Ba(OH)28H2O=BaCl2+2NH3+10H2O ; 气体 ; （3）A ; B解析：（3）该实验中反应的H0,S0 ,因此A、B符合,C、D项中反应的H0 。素养提升练10.在25、1.01105Pa 下,反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJmol1 能自发进行的合理解释是( )A.该反应是分解反应B.该反应的熵增效应大于焓变效应C.该反应是熵减反应D.该反应是放热反应答案：B解析：该反应是吸热反应,不能只用焓判据来判断反应进行的方向。该反应是熵增加反应,且能

10、够自发进行,说明该反应的熵增效应大于焓变效应,B项正确。11.（不定项）（2021山东日照高二检测）下列对化学反应方向的说法正确的是( )A.反应2A(g)+B(g)=3C(s)+D(g) 在一定条件下能自发进行,说明该反应的H0B.常温下,反应2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s) 能自发进行,则H0C.反应2Mg(s)+CO2(g)=点燃C(s)+2MgO(s) 在一定条件下能自发进行,则该反应的H0D.一定温度下,反应2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g) 的H0,S0答案：B ; D解析：先根据反应能否自发进行列出综合判据,然后根据反应的特点判断S 的正、负号,然

11、后判断H 的大小。HTS0 ,反应能自发进行。反应的S0 ,若反应能自发进行,则H0,A、C 项错误,B项正确;2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g) 属于分解反应,为吸热反应,H0,D 项正确。12.（2021江西南昌二中高二上期中）下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是( )A.1molH2O 在不同状态时的熵值：SH2O(s)SH2O(g)B.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行C.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H0 在任何温度下都能自发进行D.常温下,反应C(s)+CO2(g)o2CO(g) 不能自发进行,则该反应的H0答案：B解析：物质聚集状态不

12、同熵值不同,同一物质：S （气态）S （液态）S （固态）,所以1molH2O 在不同状态时的熵值：SH2O(s)SH2O(g) ,故A正确;不是所有的放热反应都能自发进行,有些吸热反应在一定条件下能自发进行,故B错误;反应2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) 的H0、S0,HTS0 ,在任何温度下都能自发进行,故C正确;常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g) 不能自发进行,则HTS0 ,因为S0 ,所以H0 ,故D正确。13.（2020天津高二月考）已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980K 时,HTS=0 。（1）当体系温度低于980K 时,HTS （填“大于

13、”“小于”或“等于”,下同）0;当体系温度高于980K 时,HTS 0。（2）在冶金工业中,以C 为还原剂,温度高于980K 时的氧化产物是以 为主;温度低于980K 时的氧化产物是以 为主。答案：（1）小于 ; 大于 （2）CO ; CO2解析：（1）根据反应2CO(g)CO2(g)+C(s) 得到S0 ,由T=980K 时,HTS=0 ,推出H0 ,即反应是放热反应,当T980K 时,HTS0 ,正反应能够自发进行。（2）当T980K 时,HTS0 ,正反应不能够自发进行,所以主要氧化产物是一氧化碳;当T980K 时,HTS0 ,正反应自发进行,氧化产物以CO2 为主。14.（1）已知：2

14、98K、101kPa 时,反应CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) 的H=402.0kJmol1,HTS=345.7kJmol1 ,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行的温度低于 。（2）已知：H2O(l)=H2O(g) 的H=+44.0kJmol1,S=+118.8Jmol1K1 。则水的沸点是 （保留一位小数）。（3）已知在298K 时,由石墨生成金刚石的反应的H=+1.895kJmol1,HTS=2.866kJmol1 ,又已知石墨的熵S石墨=+5.694Jmol1K1 ,则金刚石的熵S金刚石= （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

15、的同素异形体中更有序的是 。答案：（1）2127K （2）370.4K （3）+2.436Jmol1K1 ; 金刚石 解析：（1）因为298K、101kPa 时,题给的反应的H=402.0kJmol1,HTS=345.7kJmol1 ,则有S=402.0kJmol1+345.7kJmol1298K0.189kJmol1K1 。要使反应能自发进行,需使HTS0, 即402.0kJmol1T(0.189kJmol1K1)0, 得T2127K ,因此保持此反应自发进行的温度低于2127K 。（2）在水沸腾时,HTS0 ,则THS=44.0103Jmol1+118.8Jmol1K1370.4K 。（3

16、）石墨转化为金刚石的反应为C （s ,石墨）=C （s ,金刚石）,HTS=HT(S金刚石S石墨)=+2.866kJmol1, 即1.895kJmol1298K(S金刚石5.694103kJmol1K1)=2.866kJmol1 ,解得S金刚石+2.436103kJmol1K1=+2.436Jmol1K1 。体系的无序程度越小,体系的熵值就越小,或者说体系的熵值越小,则越有序。通过计算知S金刚石S石墨 ,则金刚石比石墨更有序。创新拓展练15.墨按原料可分为油烟墨、松烟墨和炭黑墨三类。墨锭因其产地不同,分为安徽徽墨、江西瑞墨、山西绛墨等。其中炭黑是制取墨锭的主要原料,它主要由碳氢化合物不完全燃烧

17、产生。现代工艺可以通过烃类制取炭黑。已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g);2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) 。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据：反应的H(298K)=+74.848kJmol1,S(298K)=+80.674Jmol1K1;反应的H(298K)=+376.426kJmol1,S(298K)=+220.211Jmol1K1 。已知焓变和熵变随温度变化很小。（1）判断反应是高温自发还是低温自发？ （填“高温”或“低温”）。（2）判断反应自发进行由焓变还是熵变决定？ （填“

18、焓变”或“熵变”）。（3）判断反应在常温下能否自发进行? 。（4）求制取炭黑的允许温度范围: （保留1位小数）。（5）为了提高甲烷的炭化程度,你认为下面四个温度中最合适的是 。A.905.2K B.927KC.1273K D.2000K答案：（1）高温 （2）熵变 （3）不能 （4）927.8KT1709.4K （5）C解析：（1）因反应的H0,S0 ,升高温度才能使HTS0 ,故该反应是高温自发。（2）反应是一个熵增加的反应,熵增有利于反应的自发进行。（3）HTS=+74.848kJmol1298K80.674103kJmol1K1+50.807kJmol1 ,该反应在常温下不能自发进行。（

19、4）制取炭黑的允许温度范围,即反应能自发进行而反应不能自发进行的温度范围。需反应HTS0 ,则THS=74.848kJmol180.674103kJ(molK)1927.8K ;需反应HTS0 ,则THS=376.426kJmol1220.211103kJmol1K11709.4K 。因此制取炭黑的允许温度范围是927.8KT1709.4K 。（5）题给四个温度中,只有C项温度在（4）中允许范围内。方法技巧 反应方向的判断的注意事项（1）放热和熵增加都有利于HTS0 ,因此放热的熵增加反应一定能自发进行,吸热的熵减小反应一定不能自发进行。（2）当反应的焓变和熵变的影响相反,且二者大小相差悬殊时,某一因素可能占主导地位。（3）当反应的焓变和熵变的影响相反,且二者相差不大时,温度可能对反应的方向起决定性作用。6