资源描述
[综合训练]
对应学生用书P24
一、选择题
1．能用能量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，扑克牌混乱排列的几率大
答案 A
解析 A项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；B项有些吸热反应也可以自发进行；C项有序排列的火柴散落时成为无序排列，是体系有趋向于最大混乱度的倾向，应用熵判据；D项扑克牌的无序排列也应用熵判据。
2．下列过程的方向能用焓判据判断的是( )
A．湿的衣服经过晾晒变干
B．硝酸铵溶于水
C．100 ℃时的水蒸气凝结成水
D．CaCO3===CaO＋CO2 ΔH>0
答案 C
解析 湿衣服晾晒变干是衣服中的水吸收能量变为水蒸气的过程，不能用焓判据判断；硝酸铵溶于水为吸热过程，不能用焓判据判断；水蒸气凝结为水放出热量，可用焓判据判断；CaCO3分解为吸热反应，不能用焓判据判断。
3．“熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS<0的是( )
A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)
B．2NO2(g)===N2O4(l)
C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g)
D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)
答案 B
解析 选项B中的反应是由气体转化为液体，混乱度减小ΔS<0。
4．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g) ΔH>0，ΔS<0。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是( )
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
答案 D
解析 因为ΔH>0，ΔS<0，T>0，故ΔH－TΔS>0，此反应为非自发进行的反应。
5．下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－572 kJ·mol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1
答案 C
解析 焓判据是指ΔH<0的反应一般是自发的。只有C项符合题意。
6．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为ΔH－TΔS<0反应能正向自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡；ΔH－TΔS>0反应能逆向自发进行(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)设反应A(s)===D(g)＋E(g)(ΔH－TΔS)＝(－4500＋11T) J·mol－1，要保证反应发生，温度必须( )
A．高于409 K
B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K
D．低于409 K
答案 D
解析 反应发生必须满足ΔH－TΔS<0，所以(－4500＋11T) J·mol－1<0，即得T<409 K。
二、非选择题
7．有A、B、C、D四个反应：
反应
A
B
C
D
ΔH/kJ·mol－1
＋10.5
＋1.80
－126
－11.7
ΔS/J·mol－1·K－1
＋30.0
－113.0
＋84.0
－105.0
则在任何温度下都能自发进行的反应是__________；任何温度下都不能自发进行的反应是__________；在温度高于________ ℃时可自发进行的反应是__________；在温度低于________ ℃时可自发进行的反应是________。
答案 C B 77 A －161.6 D
解析 放热且熵增加的反应在任何温度下都能自发进行；吸热且熵减小的反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减小反应在低温下能自发进行；吸热的熵增加反应在高温下可以自发进行，反应的具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。
8．(1)25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol－1能自发进行的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在298 K下，若将1 mol蔗糖溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔS________(填“>”“＝”或“<”)0。
(3)化学反应自发的复合判据是自由能变化ΔG，已知ΔG＝ΔH－TΔS<0(ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为反应进行时所需的温度)，反应能自发。工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋233.8 kJ·mol－1 ΔS＝＋279 J·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)
ΔH＝＋98 kJ·mol－1 ΔS＝＋144.2 J·mol－1·K－1
问：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度低？(要求计算过程)(取整数即可)
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 (2)>
(3)ΔG＝ΔH－TΔS<0为自发过程。
ΔH－TΔS＝0为平衡状态。
用C作还原剂时，ΔH－T1ΔS＝0，
T1＝＝≈838 K
即C为还原剂时，T1>838 K能自发进行。
用H2作还原剂时，
T2＝＝≈680 K
即H2作还原剂时，T2>680 K能自发进行。
所以用氢气作还原剂，反应自发进行的温度较低。
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