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2019-2020年高中化學(xué) 2.1《化學(xué)反應(yīng)的方向》課堂鞏固訓(xùn)練2 魯科版選修4 1．對反應(yīng)的方向起作用的因素的判斷不正確的是(　　) A．有時焓變對反應(yīng)的方向起決定性作用 B．有時熵變對反應(yīng)的方向起決定性作用 C．焓變和熵變是判斷反應(yīng)方向的兩個主要因素 D．任何情況下，溫度都不可能對反應(yīng)的方向起決定性作用 解析：選D。如果反應(yīng)的焓變和熵變的作用相反且相差不大時，溫度有可能對反應(yīng)的方向起決定性作用。 2．以下自發(fā)過程可用焓判據(jù)來解釋的是(　　) A．硝酸銨固體自發(fā)地溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋(O2)(g)　ΔH＝56.7 kJmol－1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝74.9 kJmol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1 解析：選D。A、B、C均為吸熱的熵增反應(yīng)，只有D是放熱的熵減反應(yīng)，因此D可用焓判據(jù)來解釋。 3．(xx深圳高二調(diào)研)已知反應(yīng)CO(g)===C(s)＋O2(g)的ΔH為正值，ΔS為負(fù)值。設(shè)ΔH與ΔS不隨溫度而變，下列說法中正確的是(　　) A．低溫下是自發(fā)變化 B．高溫下是自發(fā)變化 C．低溫下是非自發(fā)變化，高溫下是自發(fā)變化 D．任何溫度下都是非自發(fā)變化 解析：選D。由知ΔH－TΔS>0，且隨溫度升高而增加。 4．某反應(yīng)2AB(g) C(g)＋3D(g)在高溫時能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫時能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為(　　) A．ΔH<0，ΔS>0　　　　　　 B．ΔH<0，ΔS<0 C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS<0 解析：選C。該反應(yīng)ΔS>0，若要在高溫時能自發(fā)進(jìn)行，且其逆反應(yīng)在低溫下自發(fā)進(jìn)行，需正方向反應(yīng)ΔH>0。 5．下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是(　　) A．CO(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH>0 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH>0 D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)　ΔH>0 解析：選A。四個反應(yīng)均為分解反應(yīng)，且都是吸熱反應(yīng)，要想在高溫下自發(fā)進(jìn)行需ΔS>0，而A不符合。 6．(xx石嘴山高二檢測)某化學(xué)反應(yīng)其ΔH＝122 kJ/mol，ΔS＝231 J/(molK)，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行(　　) A．在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 B．在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行 C．僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行 D．僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行 解析：選C。當(dāng)ΔH－TΔS<0時反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，由于該反應(yīng)的ΔH、ΔS均為正值，則只有在高溫時ΔH－TΔS才可能為負(fù)值，反應(yīng)才可自發(fā)進(jìn)行，故選C。 7．(xx周口高二調(diào)研)灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？(已知在0 ℃、100 kPa條件下白錫→灰錫反應(yīng)的焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9 Jmol－1，ΔS＝－6.61 Jmol－1K－1)(　　) A．會變 B．不會變 C．不能確定 D．升高溫度才會變 解析：選A。ΔH－TΔS＝－2180.9 Jmol－1－273 K(－6.61 Jmol－1K－1)＝－376.37 Jmol－1<0，因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a。 8．在如下圖所示圖1中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖2所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法中不正確的是(　　) A．此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向的變化過程，即熵增大的過渡 B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出 C．此過程從有序到無序，混亂度增大 D．此過程是自發(fā)可逆的 解析：選D。由題意知ΔH＝0、ΔS>0，由ΔH－TΔS知該過程的逆過程不能自發(fā)進(jìn)行，所以D錯。 9．已知反應(yīng)FeO(s)＋C(s)===CO(g)＋Fe(s)的ΔH為正、ΔS為正(假定ΔH、ΔS不隨溫度而變化)，下列敘述中正確的是(　　) A．低溫下為自發(fā)過程，高溫下為非自發(fā)過程 B．高溫下為自發(fā)過程，低溫下為非自發(fā)過程 C．任何溫度下均為非自發(fā)過程 D．任何溫度下均為自發(fā)過程 解析：選B。由反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)：ΔH－TΔS知：ΔH>0、ΔS>0時， ΔH－TΔS的值的正、負(fù)不能確定，此時將由溫度T決定。當(dāng)處于低溫時，TΔS的值較小，ΔH－TΔS>0，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)溫度升高，TΔS的值增大，只要溫度升高到使得TΔS>ΔH，即ΔH－TΔS<0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，所以這種反應(yīng)應(yīng)該為：高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，低溫下反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行。 10．在298 K時，下列反應(yīng)的ΔH依次為： C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH1＝－1366.8 kJmol－1 C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJmol－1 H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJmol－1 乙醇(C2H5OH)、氫氣、石墨和氧氣的熵值分別為：161.0 Jmol－1K－1、130.6 Jmol－1K－1、5.74 Jmol－1K－1、205.3 Jmol－1K－1，則298 K時，由單質(zhì)生成1 mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分別為多少？ 解析：ΔH＝2ΔH2＋3ΔH3－ΔH1＝2(－393.5 kJmol－1)＋3(－285.8 kJmol－1)－(－1366.8 kJmol－1)＝－277.6 kJmol－1 ΔS＝161.0 Jmol－1K－1－3130.6 Jmol－1K－1－25.74 Jmol－1K－1－1/2205.3 Jmol－1K－1＝－344.93 Jmol－1K－1 ΔH－TΔS＝－277.6 kJmol－1－298 K(－344.9310－3 kJmol－1K－1)＝－174.8 kJmol－1。 答案：ΔH＝－277.6 kJmol－1　ΔS＝－344.93 Jmol－1K－1 ΔH－TΔS＝－174.8 kJmol－1 11．(xx阜陽一中高二期中考試) (1)某蛋白質(zhì)在323.2 K時變性并達(dá)到平衡狀態(tài)，即天然蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)。已知該變性過程的ΔH(323.2 K)＝29.288 kJmol－1，則該反應(yīng)的熵變ΔS(323.2 K)＝________________。 (2)通常采用的制高純鎳的方法是將粗鎳在323 K時與CO反應(yīng)，生成的Ni(CO)4經(jīng)提純后在約473 K時分解得到高純鎳：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(l)，已知反應(yīng)的ΔH＝－161 kJmol－1，ΔS＝－420 Jmol－1K－1，用該方法提純鎳__________(填“合理”或“不合理”)。 解析：(1)達(dá)平衡時，ΔH－TΔS＝0，則有： ΔS＝＝ ＝0.09062 kJmol－1K－1 ＝90.62 Jmol－1K－1。 (2)根據(jù)ΔH－TΔS＝0時，反應(yīng)達(dá)到平衡，則反應(yīng)的轉(zhuǎn)折溫度為：T＝＝＝383 K， 當(dāng)T<383 K時，ΔH－TΔS<0，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行； 當(dāng)T>383 K時，ΔH－TΔS>0，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行； 粗鎳在323 K時與CO反應(yīng)能生成Ni(CO)4，Ni(CO)4為液態(tài)，很容易與反應(yīng)物分離，Ni(CO)4在473 K時分解可得到高純鎳，因此，上述制高純鎳的方法是合理的。 答案：(1)90.62 Jmol－1K－1 (2)合理 12．已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發(fā)生如下兩個裂解反應(yīng)： ①CH4(g)―→C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)―→C2H2(g)＋3H2(g)。某同學(xué)為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度，在圖書館查到了如下熱力學(xué)數(shù)據(jù)： ①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJmol－1， ΔS(298 K)＝＋80.674 Jmol－1K－1 ②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJmol－1， ΔS(298 K)＝＋220.211 Jmol－1K－1 已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請幫助這位同學(xué)考慮如下問題： (1)判斷該反應(yīng)高溫自發(fā)還是低溫自發(fā)：__________(填“高溫”或“低溫”)。 (2)通過計算判斷此反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行__________________________。 (3)求算制取炭黑的允許溫度范圍__________________________。 (4)為了提高甲烷的碳化程度，你認(rèn)為下面四個溫度中最合適的是__________。 A．905.2 K B．927 K C．1273 K D．xx K 解析：(2)ΔH－TΔS＝74.848 kJmol－1－80.67410－3kJmol－1K－1298 K＝50.807 kJmol－1>0，所以該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。 (3)裂解為炭黑和H2時，ΔH－TΔS＝74.848 kJmol－1－80.67410－3kJmol－1K－1T<0，得 T>927.8 K，即裂解為炭黑的最低溫度為927.8 K。裂解為乙炔時，ΔH－TΔS＝376.426 kJmol－1－220.21110－3kJmol－1K－1T<0，得T>1709.4 K，即溫度高于1790.4 K自發(fā)裂解為乙炔和氫氣。所以要制取炭黑，溫度須控制在927.8～1790.4 K。 答案：(1)高溫　(2)不能自發(fā)進(jìn)行 (3)927.8～1790.4 K　(4)C