高中化学选修四配套练习：2.1-化学反应的方向(鲁科版).docx

温馨提示：
此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。
课时提能演练(六)
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)
1.(2022·济宁高二检测)下列有利于反应自发进行的是( )
①反应吸热 ②反应放热 ③反应后熵增加
④反应后熵减小
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
2.下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )
A．(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)
B．2N2O5(g)====4NO2(g) +O2(g)
C．MgCO3(s)=====MgO(s)+CO2(g)
D．CO(g)====C(s)+O2(g)
3.(2022·潍坊高二检测)下列关于推断过程的方向的说法，错误的是( )
A. NH4NO3溶于水吸热,说明其溶于水不是自发过程
B.同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,而固态时熵值最小
C.借助于外力能自发进行的过程,其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D.冰在室温下自动溶化成水，是熵增加的结果

4.下列反应的逆反应确定不能自发进行的是( )
A.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
B.Zn(s)+2HCl(aq)====ZnCl2(aq)+H2(g)
C.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)
D.2NH4Cl(s) + Ba(OH)2·8H2O(s)====2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
5.下列说法正确的是( )
A.同温同压下，H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH不同
B.常温下，反应CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
C.某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下确定能够自发
D.KNO3溶于水的过程熵值减小
6.(2022·杭州高二检测)反应CH3OH (l)+NH3(g)====CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应｜ΔH｜=17 kJ·mol-1，｜ΔH－TΔS｜=17 kJ· mol-1，则下列正确的是( )
A.ΔH ＞0，ΔH－TΔS＜0
B.ΔH ＜0，ΔH－TΔS＞0
C.ΔH ＞0，ΔH－TΔS＞0
D.ΔH ＜0，ΔH－TΔS＜0
二、非选择题(本题包括2小题，共20分)
7.(10分)煤是使用比较多的能源。
(1)煤不充分燃烧可生成一氧化碳，对该反应的逆反应2CO(g)====2C(s)+O2(g)
(设ΔH和ΔS不随温度转变)，下列说法正确的是( )
A.低温下是自发变化
B.任何温度下都是自发变化
C.高温下是自发变化
D.任何温度下都是非自发变化
(2)因煤中含有硫，当煤燃烧时会产生有害的二氧化硫，所以人们常用廉价的石灰来消退煤燃烧时产生的二氧化硫，以削减污染，其主要反应为CaO(s)+SO2(g)====CaSO3(s)。已知：298 K、101.325 kPa时，该反应的ΔH=
-402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS=-345.7 kJ·mol-1，若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，问：保持此反应自发进行的最高炉温是多少？
8.(10分)已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个裂解反应：
①CH4(g)→C(s)+2H2(g)
②2CH4(g)→C2H2(g)+ 3H2(g)
某同学为了得到用自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①的ΔH(298 K)=74. 848kJ·mol-1，
ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1；
反应②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1，
ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请挂念这位同学解决如下问题：
(1)制取炭黑的反应是___________(填“高温”或“低温”)自发反应。
(2)通过计算推断制取炭黑的反应在常温下能否自发进行。
(3)求制取炭黑的允许温度范围。

答案解析
1.【解析】选B。ΔH＜0(反应放热)，ΔS＞0(反应后熵增加)有利于反应自发进行。
2.【解析】选D。依据题意，A、B、C中的三个反应虽然是吸热反应，但均是熵增加的反应，在高温下可能自发进行。而D中的反应是一个熵减小的吸热反应，故不能自发进行。
3.【解析】选A。NH4NO3易溶于水,其溶于水是自发过程，与过程吸热、放热无关；冰溶化成水的过程是熵增加的过程；碳酸氢铵固体加热分解生成氨气、二氧化碳和水，是一个熵增大的过程。
【互动探究】
(1)体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么，放热的反应为何不能全部自发进行呢？
提示：焓变只是影响反应能否自发进行的因素之一，并不是惟一因素。
(2)冰溶化成水的过程是自发过程吗？
提示：不愿定。常压下，温度高于0 ℃时，冰溶化成水的过程是自发的，低于0 ℃时，冰溶化成水的过程是非自发的。
4.【解析】选B。当化学反应的ΔH＜0，ΔS＞0时，反应确定不能自发进行。该反应的逆反应确定不能自发进行，说明该正反应的ΔH<0，ΔS>0。
【方法技巧】焓变、熵变及反应进行的方向
(1)焓变=生成物的总能量-反应物的总能量；熵变=生成物的总熵-反应物的总熵。
(2)大多数ΔH<0(即放热)的反应能自发进行；大多数ΔS>0(即熵增)的反应能自发进行。
(3)特例：有些吸热反应、熵减反应也能自发进行。
5.【解析】选B。同温同压下其他反应条件不会影响ΔH，A错；反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，由方程式得ΔS>0，则ΔH>0，B正确；反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，若反应在低温下自发进行，则当ΔH<0，ΔS<0时，温度越高，反应自发进行的可能性越小，C错；溶解过程是一个熵增加的过程，ΔS>0，D错。
6.【解析】选A。反应CH3OH (l)+NH3(g)====CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行，则ΔH－TΔS=-17 kJ·mol-1，若ΔH=-17 kJ· mol-1，则TΔS=0 kJ·mol-1，不符合题意；若ΔH=17 kJ·mol-1，则TΔS=34 kJ· mol-1，即ΔH＞0，
ΔH－TΔS＜0。
7.【思路点拨】解答本题留意以下两点：
(1)燃烧反应都是放热反应；
(2)利用反应能自发进行的判据进行计算。
【解析】(1)该反应的ΔH为正值，ΔS为负值，ΔH－TΔS恒为正值，任何温度下都是非自发变化。
(2)由于298 K、101.325 kPa时，该反应的ΔH=-402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS =-345.7 kJ·mol-1，则有ΔS=［－402.0 kJ·mol-1-(-345.7 kJ·mol-1)］/298 K
=-0.189 kJ·mol-1·K-1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS＜0，即
-402.0 kJ·mol-1－T×(－0.189 kJ·mol-1·K-1)＜0,得T＜2 127 K，因此保持此反应自发进行的最高炉温是2 127 K。
答案：(1)D (2)2 127 K
8.【解析】(1)反应①的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下可自发进行。
(2)常温下：ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-298K×0.080 674 kJ·mol-1·K-1>0，不能自发进行。
(3)制取炭黑应使反应①自发进行，反应②不能自发进行，即①的ΔH-TΔS＜0，②的ΔH-TΔS＞0，即允许温度范围为927.8 K＜T＜1 709.4 K。
答案：(1)高温
(2)ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-298 K×0.080 674 kJ·mol-1·K-1＞0，
不能自发进行。
(2)927.8 K＜T＜1 709.4 K