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第4节化学反应进行的方向一、单项选择题1．(2019年江西赣州期中)下列关于化学反应方向的说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发反应B．凡是熵增大的反应都是自发反应C．凡是吸热反应都不是自发反应D．反应是否自发，不只与反应热有关【答案】D2．能用焓判据判断下列过程的方向的是()A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大【答案】A【解析】水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向；有些吸热反应也可以自发进行，如在25℃和1.0×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋5.7kJ·mol－1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ·mol－1，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增加的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的；有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；扑克牌的无序排列也属于熵判据。3．下列说法正确的是()①铁在潮湿空气中生锈是自发过程②NH4HCO3受热分解是由于由不稳定物质生成了稳定物质③反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素④自发过程中，熵值都是增大的⑤温度、压强一定时，放热且熵增加的反应一定能自发进行⑥把CO2通入到Na2SiO3溶液中之所以生成白色沉淀是因为由强酸能制取弱酸A．①②③④⑤⑥B．①②⑤⑥C．③④D．④⑤⑥【答案】B4．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH0D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH0【答案】C【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，即ΔG＝ΔH－TΔS0时，反应一定能自发；若ΔH0，ΔS0，则反应一定能自发；若ΔH0，ΔS0，则反应一定不能自发，若ΔH0，ΔS0或ΔH0，ΔS0，则反应在一定温度下可以自发，选项A、B均错误；C项中反应的ΔS0，若ΔH0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH0，正确；D项中反应的ΔS0，能自发，说明ΔH0，错误。5．(2018年福建福州期中)下列说法正确的是()A．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据判断能自发分解B．物质A三态间的转化如下：A(g)→A(l)→A(s)，则该转化过程中ΔS0C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D．室温下水结成冰不是自发过程【答案】D6．向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体Ba(OH)2·8H2O和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水，如图所示，一会儿，就会发现瓶内固态物质变稀，有液体生成，瓶壁变冷，小木板因少量水结冰冻结而将烧瓶黏住，这时打开瓶塞，散发出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)。实验中的下列结论正确的是()A．自发反应一定是放热反应B．自发反应一定是吸热反应C．有的吸热反应也能自发进行D．吸热反应不能自发进行【答案】C【解析】自发反应有的吸热，有的放热。7．(2019年吉林白山一中月考)下列反应在常温下可自发进行，并既能用能量判据又能用熵判据解释的是()A．HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s)B．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)C．2Na2O2(s)＋2H2O(l)===4NaOH(s)＋O2(g)D．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)【答案】C【解析】A.该反应是放热反应，常温时能自发进行，但熵值减小，不能用熵判据解释，A不正确；B.氯酸钾分解需要加热，是吸热反应，常温下不能自发进行，不能用能量判据解释，B不正确；C.该反应是放热反应，且是熵值增加的，因此常温下能自发进行，并既能用能量判据又能用熵判据解释，C正确；D.该反应常温下能自发进行，但是吸热反应，不能用能量判据解释，D不正确。8．下列说法正确的是()A．自发反应在任何条件下都可以实现B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，能自发进行，原因是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，因此焓变或熵变均可以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，可能改变化学反应进行的方向【答案】B【解析】A项错误，反应的自发性只能用于判断反应的方向，反应是否能实现还需看具体的条件；C项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断；D项中使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应进行的方向。9．下列内容与结论相对应的是()选项内容结论或原因AH2O(g)变成H2O(l)ΔS0B硝酸铵溶于水可自发进行ΔS0C一个反应的ΔH0，ΔS0反应一定不自发进行DH2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－271kJ·mol－1ΔS＝8J·mol－1·K－1反应在任何条件下均能自发进行【答案】D【解析】物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS0，故A项错误；NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程，所以ΔS0，该过程可自发进行，B项错误；ΔH0，ΔS0时对照ΔH－TΔS可知，在高温时ΔH－TΔS0，即高温能自发进行，故C项错误；ΔH－TΔS0，反应能自发进行，D项正确。10．下列反应中，一定不能自发进行的是()A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)ΔH＝－78.03kJ·mol－1ΔS＝＋1110J·mol－1·K－1B．CO(g)===C(s，石墨)＋12O2(g)ΔH＝＋110.5kJ·mol－1ΔS＝－89.36J·mol－1·K－1C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋37.30kJ·mol－1ΔS＝＋184.0J·mol－1·K－1【答案】B【解析】将题中各反应的ΔH、ΔS代入ΔH－TΔS，不需计算就可看出A、C、D在任意温度或某一温度时ΔH－TΔS0，因此A、C、D反应可以在任意或某一温度时自发进行；而B中ΔH－TΔS在任意温度时都大于零，所以B中反应一定不能自发进行。二、非选择题11．(2018年湖南长沙月考)根据所学知识来回答下列问题：(1)对同一物质而言，不同状态时的熵值是________态大于______态大于______态，如水蒸气的熵值________液态水的熵值________冰的熵值。(2)不同的物质，一般说来，相对分子质量越大其熵值_______，如NO2的熵值________O2的熵值________N2的熵值。(3)对于相对分子质量相同的物质(如同分异构体)结构越复杂，熵值________。如正戊烷的熵值______异戊烷的熵值______新戊烷的熵值。(4)温度越高，同一物质的熵值________，如20℃时的水的熵值________30℃时水的熵值。(5)若反应2X(g)Y(g)＋3Z(g)在低温下不能自发进行，则下列关于该反应的ΔS、ΔH的说法中正确的是()A．ΔH0ΔS0B．ΔH0ΔS0C．ΔH0ΔS0D．ΔH0ΔS0(6)金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)↑，反应过程中能量的变化如下图所示。有关该反应的ΔH____0、ΔS____0(均填“”“”或“＝”)。该反应在______(填“高”或“低”)温时能自发进行。【答案】(1)气液固大于大于(2)越大大于大于(3)越大小于小于(4)越大小于(5)C(6)＞＞高【解析】(6)该反应的正反应方向是体系的混乱程度增大的反应，ΔS＞0。根据图象可知反应物的能量比生成物的能量低，所以正反应是吸热反应，ΔH＞0；根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，只有在高温下，ΔG可能会小于0。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：H2SO4H2SeO4H2TeO4；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下图所示。请完成下列问题：(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ΔS0，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)。【答案】(1)放出(2)因为化合时ΔH0，ΔS0，ΔH－TΔS0，故反应不能自发进行(3)①②③13．二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH______0，ΔS______0(填“”“”或“＝”)；在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有______。a．开发高效光催化剂b．将光催化剂制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2发生催化转化c．二氧化碳及水资源的供应【答案】(1)不能(2)ab