高二选修四反应热习题

一、选择题1．(2013·经典习题选萃)下列说法中正确的是()A．能自发进行的反应一定能迅速发生B．非自发进行的反应一定不可能发生C．能自发进行的反应实际可能没有发生D．常温下发生反应2H2O电解,2H2↑＋O2↑，说明常温下水的分解反应是自发反应解析：自发反应指的是在温度、压强一定的条件下，化学反应有自动发生的趋势，但能自发进行的化学反应不一定能实际发生，如H2与O2在常温下化合生成水的反应是一个自发反应，但反应速率非常慢，实际上是不能发生的，所以A不正确，C正确；非自发不含有“不可能”之意，如水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，所以选项B、D错误。答案：C2．吸热反应一定是()A．非自发的化学反应B．释放能量C．贮存能量D．反应需要加热答案：C3．下列反应中，在高温下不能自发进行的是()A．CO(g)===C(s)＋12O2(g)B．NH4Cl(s)=====△NH3(g)↑＋HCl(g)↑C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)答案：A4．(2012·山东高二检测)下列过程中属于熵增加的是()A．火柴散落在地面上B．H2燃烧生成水C．一定条件下水由气态变为液态D．CO点燃时生成CO2解析：凡是产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应；反之，为熵减小的反应，结合四个选项可知A正确。答案：A5．下列对熵的理解不正确的是()A．水由液态凝结为冰，熵减小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减小D．25℃、1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应答案：C6．(2013·大同检测)碳铵是重要的农用肥料，在冬季及早春等季节使用较好。碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法中正确的是()A．碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳铵分解是因为外界给予了能量C．碳铵分解是吸热反应，根据焓判据该反应不能自发进行D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH0，ΔS0，室温下反应能自发进行，故ΔH－TΔS0，说明熵变对反应的方向起决定性作用，故选A。答案：A7．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()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：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。答案：C8．已知反应：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是()A．低温下是自发反应B．高温下是自发反应C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应D．任何温度下都是非自发反应解析：因为碳的不完全燃烧是放热反应，故该反应是吸热反应，且是熵减反应，在任何温度下都是非自发反应。答案：D9．(2013·经典习题选萃)已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据：ΔH－TΔS0，反应能正向自发进行；ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；ΔH－TΔS0，反应不能自发进行。设反应A(s)===D(g)＋E(g)ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，温度必须()A．高于409KB．低于136KC．高于136K而低于409KD．低于409K解析：要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS0的条件，解不等式得T409K。答案：A10．下列关于焓变的叙述中正确的是()A．化学反应的焓变与反应的方向性无关B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向C．焓变为正值的反应都是吸热反应D．焓变为正值的反应都能自发进行解析：ΔH0，说明反应为吸热反应，C对。焓判据只是判断反应方向的一个依据，所以A、B说法均片面。答案：C11．下列自发反应可用焓判据来解释的是()A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2kJ·mol－1解析：焓判据是指ΔH0的反应一般是自发的。只有C项符合题意。答案：C12．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4kJ/mol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：由①－②得C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ/mol，根据焓判据，则说明金刚石变成石墨是自发的，B正确。ΔH0，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。答案：B13．(2013·经典习题选萃)下列对化学反应预测正确的是()选项化学反应方程式已知条件预测AM(s)X(g)＋Y(s)ΔH0它是非自发反应BW(s)＋xG(g)2Q(g)ΔH0，自发反应x可能等于1、2、3C4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g)能自发反应ΔH一定小于0D4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s)常温下，自发进行ΔH0解析：根据复合判据：ΔG＝ΔH－T·ΔS，M(s),X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)===2Q(g)ΔH0，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ΔH0时，在高温下可能自发进行，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。答案：B14．对下列过程的熵变的判断不正确的是()A．溶解少量食盐于水中：ΔS0B．纯碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS0C．水蒸气变成液态水：ΔS0D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS0解析：水蒸气变成液态水是熵减小的过程。答案：C二、非选择题15．(2013·石家庄质检)判断焓变和熵变的符号，并依此对以下几种变化的方向性作出判断：()变化焓变熵变常温常压下的方向性(1)CO2(s)CO2(g)(2)2Mg(s)＋O2(g)2MgO(s)(3)K(s)＋H2O(l)K＋(aq)＋OH－(aq)＋12H2(g)(4)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)AgCl(s)答案：(1)00自发(2)00自发(3)00自发(4)00自发16．已知在100kPa、298.15K时石灰石分解反应CaCO3(s),CaO(s)＋CO2(g)的ΔH＝＋178.3kJ/mol，ΔS＝＋160.4J/(mol·K)，则：(1)该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)据本题反应数据分析，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________。解析：(1)常温下，ΔG＝ΔH－TΔS＝178.3kJ/mol－298.15K×160.4×10－3kJ/(mol·K)＝130.5kJ/mol0，所以该反应常温下不能自发进行。(2)因为该反应ΔH0、ΔS0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，ΔG可能小于0。(3)根据ΔG＝ΔH－TΔS0时，反应可自发进行，则有：TΔH/ΔS＝1111.6K。答案：(1)不能(2)能(3)1111.6K17．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(g)ΔH0，T＝980K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980K时，估计ΔH－TΔS______0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；(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)ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/molΔS(298.15K)＝－75.8J/(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。解析：(1)因为2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH0，且该反应ΔS0，则当T980K时，ΔH－TΔS0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS0，即－94.0kJ/mol－T×[－75.8J/(mol·K)]×10－3kJ/J0，则T94.0kJ/mol75.8J/mol·K×10－3kJ/J＝1.24×103K。答案：(1)小于(2)小于1240K18．(2013·西安中学模拟)(1)25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2＋O2(g)ΔH＝＋56.76kJ·mol－1能自发进行的原因是_____________________。(2)在298K下，如将1mol蔗糖溶解在1L水中，此溶解过程中体系的ΔH－TΔS和熵的变化情况是ΔH－TΔS________，ΔS________。(3)已知C2H5OH(l),C2H4(g)＋H2O(l)的ΔH＝＋45.78kJ·mol－1，ΔS＝＋126.19J·mol－1·K－1。①请通过计算判断此反应在298K时能否自发进行。②该反应发生的条件是_____________________。(4)右图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O2,2NO2(正反应为放热反应)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态且v(正)v(逆)的点是________。解析：(2)自发反应的ΔH－TΔS0，蔗糖溶解使体系由有序变为无序。(4)a、b两点在平衡线上；c点在平衡线下方，若温度不变，NO的转化率将增大至达到平衡，说明c点时反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v(正)v(逆)，符合题意；d点与c点恰好相反。答案：(1)该反应是熵增反应，且常温下熵变ΔS对反应的方向性起决定作用(200(3)①ΔH－TΔS＝45.78kJ·mol－1－298K×126.19×10－3kJ·mol－1·K－1＝8.18kJ·mol－10，故此反应在298K的温度下不能自发进行。②170℃，浓硫酸(作催化剂、脱水剂)(4)c熵的生物学意义熵的概念对于生命的认识有重要的意义。生命体与环境不断交换着物质(物质流)和能量(基本上是热流)，同时还交换着熵(熵流)。机体摄入的食物如蛋白质、淀粉、核苷酸等，都是结构复杂的高分子物质，它们的熵值很小。机体排泄的都是小分子代谢产物，它们的熵值很大。假设排泄的总量等于摄入的总量，摄入物来自环境，排泄物回到环境，机体的生命活动将使环境的熵增大。机体还不断向环境释放出生化反应产生的热，这也使环境的熵增大。与此同时，机体本身的熵也发生了变化。机体不断产生新的复杂结构(发育成长)，是熵减小，而细胞死亡和代谢过程将结构复杂的生化物质转化