高中化学反应速率和化学平衡检测题和答案(2)
高中化学关于化学反应方向的练习题
1.在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
甲
乙
A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程
B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序，混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
解析：一个过程是自发的，则它的逆过程必然是非自发的。
答案：D
2.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，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
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，例如，在25℃和1.01× 105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7kJ/mol，(NH4)2CO3===NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+74.9kJ/mol，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。
答案：A
3.在298 K时，NaCl在水中的溶解度为26 g。如将1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔH-TΔS和熵如何变化( )
A.ΔH-TΔS>0，ΔS<0
B.ΔH-TΔS<0，ΔS>0
C.ΔH-TΔS>0，ΔS>0
D.ΔH-TΔS<0，ΔS<0
解析：NaCl(s)溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH-TΔS<0;NaCl(s)===NaCl(aq)，体系的混乱度增大，ΔS>0。
答案：B
4.(2011•潮州高二检测)水的三态的熵值的大小关系正确的是(Sm表示1 mol物质的熵值)( )
A.Sm(s)>Sm(l)>Sm(g) B.Sm(l)>Sm(s)>Sm(g)
C.Sm(g)>Sm(l)>Sm(s) D.Sm(s)=Sm(l)=Sm(g)
解析：同一种物质处于气态时熵值最大，液态次之，固态时熵值最小。
答案：C
5.下列说法正确的是( )
A.熵增大的反应一定是自发反应
B.焓增大的反应一定是自发反应
C.熵、焓都为正值的反应是自发反应
D.ΔH-TΔS<0的反应一定是自发反应
解析：熵、焓判据单独判断反应的自发性都有一定的局限性，只有ΔH-TΔS<0的反应才一定是自发进行的反应。
答案：D
6.下列过程属于熵增加的是( )
A.一定条件下水由气态变为液态
B.H2燃烧生成水
C.散落的火柴的无序排列
D.溶解少量食盐于水中
解析：水由气态变为液态，熵值减小，H2燃烧是熵值减小的放热反应。C、D两选项都会使体系的混乱度增大，熵值增加。
答案：CD
7.以下自发过程可用焓判据来解释的是( )
A.硝酸铵自发地溶于水
B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
ΔH=+56.7 kJ/mol
C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)
ΔH=+74.9 kJ/mol
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
解析：A、B、C都是吸热反应，D是放热反应，焓判据解释过程的方向是体系趋于从高能状态转变为低能状态的，故选D。
答案：D
8.25℃、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ/mol自发进行的原因是该反应( )
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减反应 D.熵增效应大于能量效应
解析：该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行，但该反应是一个熵增的反应，该反应可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。
答案：D
9.有关化学反应的说法中，正确的是( )
A.自发反应都是放热反应
B.自发反应都是熵增加反应
C.自发反应一定能实现
D.非自发反应在一定条件下能实现
解析：自发反应有些是放热反应，有些是吸热反应;自发反应有些是熵增加的反应，有些是基本不变或熵减小的反应。对非自发反应的体系输入能量可能使反应发生。故选D。
答案：D
10.下列反应：(1)C(s)+O2(g)===CO2(g)
(2)2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
(3)NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)
(4)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
按ΔS由大到小的排列顺序为__________。
解析：根据凡是气体分子数增多的反应一定是熵增反应进行比较。(1)反应前后气体计量数不变;(2)反应前后气体计量数减少1;(3)反应前后气体计量数增加2;(4)反应前后气体计量数增加1。则ΔS由大到小为(3)(4)(1)(2)。
答案：(3)(4)(1)(2)
11.估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)( )
(2)水煤气转化：CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)( )
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)( )
A.熵增大 B.熵减小
C.不变 D.熵变很小
解析：对于有气体参与的化学反应(有气体参与反应时，气体既可以是反应物也可以是产物)，气体的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，即是熵增大的反应;反之，气体的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，即是熵减小的反应。若反应物中气体的物质的量与产物中气体的物质的量相等，其熵变通常都是很小的值，正负由具体的化学反应体系来决定。(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2+4+1)-(0)>0，因此该过程是熵增加的过程。(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量反应前后未发生变化;(1+1)-(1+1)=0，估计该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2-3<0，因此该过程是熵减小的过程。
答案：(1)A (2)D (3)B
能力提升
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。反查资料信息如下：
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所示：
请完成下列问题：
(1)H2与硫化合的反应__________热量(填“放出”或“吸收”)。
(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)。
答案：(1)放出 (2)因为化合时ΔH>0，ΔS<0，ΔH-TΔS>0，故反应不能自发进行 (3)①②③
13.已知2CO(g)??CO2(g)+C(s)，T=980K时，ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH-TΔS的正负符号为________ __;当体系温度高于980K时，ΔH-TΔS的正负符号为__________。在冶金工业中，以C作为还原剂，温度高于980 K时的氧化产物是以__________为主，低于980 K时以__________为主。
解析：由2CO(g)??CO2(g)+C(s)可知ΔS<0，T=980 K时，ΔH-TΔS=0，故ΔH<0;当T<980 K时，ΔH-TΔS<0。以C作还原剂，T>980 K时，2CO(g)??CO2(g)+C(s)逆反应自发进行，氧化产物以CO为主;T<980 K时，2CO(g)??CO2(g)+C(s)正反应自发进行，氧化产物以CO2为主。
答案：负 正 CO CO2
14.由焓判据(以焓变为基础)(ΔH)和熵判据(ΔS)组合而成的复合判据，适合于所有过程的自发性判断。公式为ΔH-TΔS。若ΔH-TΔS<0，反应自发进行(T指热力学温度)。电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：
SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g)
ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ/mol
ΔS(298.15 K)=-75.8 J/mol•K-1
设ΔH和ΔS不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
解析：要使反应能够自发进行，则ΔH-TΔS<0，
即-94.0 kJ/mol-T×(-75.8×10-3 kJ/mol•K-1)<0
T<94.0 kJ/mol75.8×10-3 kJ/mol•K-1=1.24×103 K
答案：T<1.24×103 K
15.对于一个化学反应能否自发进行，可用ΔH-TΔS来判断，若ΔH-TΔS<0，反应能自发进行;若ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行。汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料燃烧不完全所产生的一氧化碳，它们是现代化城市的重要大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出用以下反应来治理汽车尾气：2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)，你能否判断这一方案是否可行?理论根据是什么?(已知在298K、101kPa下，该反应的ΔH=-113.0 kJ/mol，ΔS=-145.3 J/mol•K-1)
解析：代入ΔH-TΔS=-69 700.6kJ/mol<0，故这一方案可行。
答案：可行。将ΔH、ΔS、T的数据代入式子ΔH-TΔS，得ΔH-TΔS<0，故反应能自发进行。
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