高中化学第二章第四节化学反应进行的方向练习（含解析）新人
教版选修4
第四节 化学反应进行的方向
选题表 知识点 自发过程 焓变与反应自发 熵变与反应自发 综合考查 基础过关 1,2,7 5 3 4,6,8,9,10 能力提升 11 12 基础过关(20分钟)
1.(2024·安徽黄石模拟)已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断,下列反应中,在任何温度下都不能自发进行的是( B ) A.2O3(g)3O2(g) ΔH<0 B.2CO(g)2C(s)+O2(g) ΔH>0 C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0 D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
解析:A项,ΔH<0,ΔS>0,可满足ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;B项,ΔH>0,ΔS<0,任何温度下ΔH-TΔS>0,不能自发进行;C项,ΔH<0,ΔS
<0,温度较低时即可满足ΔH-TΔS<0,能自发进行;D项,ΔH>0,ΔS>0,温度较高时即可满足ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。
2.(2024·青海西宁模拟)下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( D )
A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) ΔH<0 C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 D.X2Y2(s)X2(g)+Y2(g) ΔH<0
解析:A项反应是吸热反应,ΔH>0,ΔS>0,低温下不能自发进行,故错误;B项反应是放热反应,ΔH<0,ΔS<0,高温下不能自发进行,故错误;
C项反应是吸热反应,ΔH>0,ΔS>0,低温下不能自发进行,故错误;D项反应是放热反应,ΔH<0,ΔS>0,任意温度下能自发进行,故正确。 3.下列对熵的理解不正确的是( A )
A.同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大
C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵增大
5
D.25 ℃、1.01×10 Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应
解析:熵指的是混乱程度,越混乱其熵值越大,对于同一物质,固→液→气三态熵值逐渐增大,故A不正确,B正确;自发过程是熵增的过程,故C正确;对于D选项中的反应,由于反应后气态的分子数增多,故熵值增大,正确。
4.(2024·甘肃嘉峪关模拟)在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)
cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是( A )
A.ΔH<0 ΔS>0 B.ΔH>0 ΔS<0 C.ΔH>0 ΔS>0 D.ΔH<0 ΔS<0
解析:由曲线图可知,增大压强,C%减少,即增大压强平衡向逆反应方向移动,所以逆反应为气体体积减小的反应,即m+n
5.(2024·四川广安模拟)下列对化学反应预测正确的是( B ) 选项 A B C D 化学反应方程式 M(s)X(g)+Y(s) 2Q(g) 4W(g)+6G(g) 4Q(s) 已知条件 ΔH>0 ΔH<0,自发 反应 能自发反应 常温下,自发 进行 预测 它是非自发反应 x可能等于 1、2、3 ΔH一定小于0 ΔH>0 W(s)+xG(g)4X(g)+5Y(g)4M(s)+N(g)+2W(l)解析:根据复合判据:ΔG=ΔH-TΔS,M(s)X(g)+Y(s),固体分解生成气体,为熵增反应,ΔH>0,在高温下,能自发进行,A错误;W(s)+ xG(g)2Q(g) ΔH<0,能自发进行,若熵增,任何温度下都能自发进行,若熵减,在低温条件下能自发进行,所以,G的计量数不确定,x等于1、2或3时,都符合题意,B正确;4X(g)+5Y(g)4W(g)+6G(g)是熵增反应,当ΔH>0时,在高温下可自发进行,C错误;4M(s)+N(g)+2W(l)
4Q(s)为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应一定是放热反应,D错误。 6.(2024·陕西安康模拟)某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为( C ) A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS<0 C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH>0,ΔS<0
解析:该反应是气体分子数增加的反应,故ΔS>0,根据反应方向的复合判据,若ΔH-TΔS<0反应能自发进行,该反应正反应在高温下自发进行,且ΔS>0,则可判断该反应为吸热反应,ΔH>0,C项正确。
7.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)。由此可知,下列说法中正确的是( C ) A.该反应是熵增大的反应
B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
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.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应
解析:因反应是气体物质的量减小的反应,故其熵减小,A项错误;只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行,B项错误;因熵减小不利于反应自发,故自发进行的原因是反应放热,D项错误。
8.下列说法不正确的是( A )
A.ΔH>0、ΔS>0的反应在任何温度下都不能自发进行
-1
B.反应NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol之所以能自发进行,是因为体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,所以焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应的速率
解析:A项,ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发,则ΔH>0、ΔS>0的反应在高温下可自发进行,错误;B项,反应的ΔH>0,能自发进行,说明该反应有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,正确;C项,根据ΔG=ΔH-TΔS
<0反应自发,因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据,正确;D项,在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变活化分子的百分数,从而改变化学反应进行的速率,正确。
9.运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是( D ) A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底 D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
解析:根据ΔG=ΔH-TΔS,放热和熵增有利于反应自发进行,吸热反应能自发进行,则该反应是熵增反应,A项正确;氢氟酸对二氧化硅有腐蚀作用,不能用玻璃试剂瓶存放,B项正确;甲烷水合物也称“可燃冰”,是甲烷气体和水分子形成的晶体,C项正确;铁遇浓硫酸发生钝化,不能生成氢气,D项错误。
10.(2024·山东临沂模拟)已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应
-1
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔH=+178.3 kJ·mol,ΔS=
-1-1
+160.4 J·mol·K,则:
(1)该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据数据分析,温度 (填“能”或“不能”)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
解析:(1)常温下,ΔG=ΔH-TΔS=178.3 kJ·mol-298.15 K×160.4
-3-1-1-1
×10 kJ·mol·K=130.5 kJ·mol>0,所以该反应常温下不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS,在温度较高的时候,ΔG可能小于0。(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,则有:T>ΔH/ΔS=1 111.6 K。 答案:(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
能力提升(15分钟)
11.(2024·广东中山期末)下列叙述正确的是( D ) A.ΔH>0的化学反应一定不能自发进行 B.反应2NO2(g)N2O4(g)的熵(体系的混乱度)增大(即ΔS>0)
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下两者对H2O2分解速率的改变相同 D.固体的溶解过程既与焓变有关,也与熵变有关
解析:化学反应能否自发进行的判断依据是ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG>0时,反应一定不自发,当ΔG<0时,反应一定自发,所以焓变和熵变都不能独立地作为反应自发性的判据,A项错误;2NO2(g)N2O4(g),反应前后分子数减少,混乱程度减小,所以熵是减小的,B项错误;不同的催化剂的催化效果不一定相同,所以同等条件下两者对H2O2分解速率的改变不一定相同,C项错误;固体溶解过程伴随热量的变化,同时也是熵增加的过程,故固体的溶解过程既
与焓变有关,也与熵变有关,D项 正确。
12.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下: ①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4 ②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合 ③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图。
请回答下列问题:
(1)H2与硫化合的反应 (填“放出”或“吸收”)热量。 (2)已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合: 。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是 (填序号)。
解析:(1)由图像可知,O2、S与H2化合形成氢化物ΔH<0,说明H2与硫化合的反应放出热量。 (2)图像表明,Te和H2化合ΔH>0,据已知信息H2Te分解反应的ΔS>0,则Te与H2化合的ΔS<0。即Te和H2化合属于熵减小的吸热反应,由复合判据ΔG=ΔH-TΔS>0,说明Te和H2不能直接化合。
(3)非金属元素单质和H2化合的难易,气态氢化物的稳定性(能量高低),最高价氧化物对应水化物的酸性强弱均可说明元素非金属性 强弱。
答案:(1)放出 (2)化合时,ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行 (3)①②③
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