高二选修四反应热习题

一、选择题

1．(2013·经典习题选萃)下列说法中正确的是( )

A．能自发进行的反应一定能迅速发生

B．非自发进行的反应一定不可能发生

C．能自发进行的反应实际可能没有发生

D．常温下发生反应2H2O电解,2H2↑＋O2↑，说明常温下水的分解反应是自发反应

解析：自发反应指的是在温度、压强一定的条件下，化学反应有自动发生的趋势，但能自发进行的化学反应不一定能实际发生，如H2与O2在常温下化合生成水的反应是一个自发反应，但反应速率非常慢，实际上是不能发生的，所以A不正确，C正确；非自发不含有“不可能”之意，如水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，所以选项B、D错误。

答案：C

2．吸热反应一定是( )

A．非自发的化学反应 B．释放能量

C．贮存能量 D．反应需要加热

答案：C

3．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )

A．CO(g)===C(s)＋12O2(g)

B．NH4Cl(s)=====△NH3(g)↑＋HCl(g)↑

C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)

答案：A

4．(2012·山东高二检测)下列过程中属于熵增加的是( )

A．火柴散落在地面上

B．H2燃烧生成水

C．一定条件下水由气态变为液态

D．CO点燃时生成CO2

解析：凡是产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应；反之，为熵减小的反应，结合四个选项可知A正确。

答案：A

5．下列对熵的理解不正确的是( )

A．水由液态凝结为冰，熵减小

B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大

C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小

D．25℃、1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应

答案：C

6．(2013·大同检测)碳铵是重要的农用肥料，在冬季及早春等季节使用较好。碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法中正确的是( )

A．碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大

B．碳铵分解是因为外界给予了能量

C．碳铵分解是吸热反应，根据焓判据该反应不能自发进行

D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解 解析：(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋H2O(l)＋CO2(g) ΔH>0，ΔS>0，室温下反应能自发进行，故ΔH－TΔS<0，说明熵变对反应的方向起决定性作用，故选A。

答案：A

7．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是( )

A．该反应是熵增大的反应

B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂

C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率

D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应

解析：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。

答案：C

8．已知反应：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是( )

A．低温下是自发反应

B．高温下是自发反应

C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应

D．任何温度下都是非自发反应

解析：因为碳的不完全燃烧是放热反应，故该反应是吸热反应，且是熵减反应，在任何温度下都是非自发反应。 答案：D

9．(2013·经典习题选萃)已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据：ΔH－TΔS<0，反应能正向自发进行；ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。

设反应A(s)===D(g)＋E(g)

ΔH－TΔS＝(－4 500＋11T)J·mol－1，要防止反应发生，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

解析：要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409 K。

答案：A

10．下列关于焓变的叙述中正确的是( )

A．化学反应的焓变与反应的方向性无关

B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向

C．焓变为正值的反应都是吸热反应

D．焓变为正值的反应都能自发进行

解析：ΔH>0，说明反应为吸热反应，C对。焓判据只是判断反应方向的一个依据，所以A、B说法均片面。

答案：C

11．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

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。

答案：C

12．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol

②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.4 kJ/mol

关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是( )

A．石墨转化成金刚石是自发的过程

B．金刚石转化成石墨是自发的过程

C．石墨比金刚石能量高

D．金刚石比石墨稳定

解析：由①－②得C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9

kJ/mol，根据焓判据，则说明金刚石变成石墨是自发的，B正确。ΔH>0，说明石墨变成金刚石需吸收能量，则说明金刚石比石墨能量高、不稳定。

答案：B

13．(2013·经典习题选萃)下列对化学反应预测正确的是( )

选项 化学反应方程式 已知条件 预测

A M(s) X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应

B W(s)＋xG(g) 2Q(g) ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3

C 4X(g)＋5Y(g) 4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0

D 4M(s)＋N(g)＋2W(l) 4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH>0

解析：根据复合判据：ΔG＝ΔH－T·ΔS，M(s),X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH>0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)===2Q(g)ΔH<0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都符合题意，B正确；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是熵增反应，当ΔH>0时，在高温下可能自发进行，C错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l),4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D错误。

答案：B

14．对下列过程的熵变的判断不正确的是( )

A．溶解少量食盐于水中：ΔS>0

B．纯碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0

C．水蒸气变成液态水：ΔS>0

D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0

解析：水蒸气变成液态水是熵减小的过程。

答案：C

二、非选择题

15．(2013·石家庄质检)判断焓变和熵变的符号，并依此对以下几种变化的方向性作出判断：( ) 变化 焓

变 熵

变 常温常压下

的方向性

(1)CO2(s) CO2(g)

(2)2Mg(s)＋O2(g)

2MgO(s)

(3)K(s)＋H2O(l) K＋(aq)＋OH－(aq)＋12H2(g)

(4)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) AgCl(s)

答案：(1)>0 >0 自发 (2)<0 <0 自发 (3)<0 >0 自发

(4)<0 <0 自发

16．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应CaCO3(s),CaO(s)＋CO2(g)的ΔH＝＋178.3 kJ/mol，ΔS＝＋160.4

J/(mol·K)，则：

(1)该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。

(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。

解析：(1)常温下，ΔG＝ΔH－TΔS＝178.3 kJ/mol－298.15

K×160.4×10－3 kJ/(mol·K)＝130.5 kJ/mol>0，所以该反应常温下不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，ΔG可能小于0。(3)根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。

答案：(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K 17．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。

(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(g) ΔH<0，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS______0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；

(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为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)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。

解析：(1)因为2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH－TΔS<0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ/mol－T×[－75.8

J/(mol·K)]×10－3kJ/J<0，则

T<94.0 kJ/mol75.8 J/mol·K×10－3 kJ/J＝1.24×103K。

答案：(1)小于 (2)小于1 240 K

18．(2013·西安中学模拟)(1)25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol－1能自发进行的原因是_____________________。

(2)在298 K下，如将1 mol蔗糖溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔH－TΔS和熵的变化情况是ΔH－TΔS________，ΔS________。

(3)已知C2H5OH(l),C2H4(g)＋H2O(l)的ΔH＝＋45.78 kJ·mol－1，ΔS＝＋126.19 J·mol－1·K－1。

①请通过计算判断此反应在298 K时能否自发进行。

②该反应发生的条件是_____________________。