2.3 化学反应的方向(培优专练)化学人教版选择性必修1
2026-07-24
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3份
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30页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 化学反应的方向 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 化学反应进行的方向 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.25 MB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-24 |
| 作者 | 幸福 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58947013.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中化学新授课专项训练,以“化学反应的方向”为核心,通过“概念辨析-定性分析-定量计算-图像综合”的递进式题型设计,融合生活、工农业等多情境,培养化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|自发过程与自发反应|5题|生活应用与概念辨析|从生活实例引出自发反应概念,建立对方向性的初步认知|
|熵变△S大小判断|5题|结构对比与模型分析|通过物质结构、状态变化分析熵变,构建熵增熵减判断方法|
|焓变熵变定性分析|5题|工农业与科普情境|结合焓变熵变符号,运用复合判据定性判断反应自发性|
|△G计算与T转|5题|定量推导与应用|通过△G=△H-T△S公式计算,掌握转变温度的求解及应用|
|图像分析|4题|△G-T关系解读|综合焓变熵变,分析图像中反应自发性与温度的关系|
内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
目 录
攻题型 定点突破,夯实要点
题型01 自发过程与自发反应
题型02 熵变△ S大小判断
题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析
题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转
题型05 图像分析
练综合 融会贯通,拓展提升
题型01 自发过程与自发反应
1.【生活应用】(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A.水从高处往低处流 B.蔗糖在水中溶解
C.天然气的燃烧 D.水在室温结为冰
2.【演绎推理】(25-26高二上·天津·阶段检测)下列关于自发过程的叙述中,正确的是
A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
D.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
3.【生活应用】(25-26高二上·北京通州·期中)下列过程是非自发的是
A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰
C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水
4.【演绎推理】(25-26高二上·北京·期末)下列说法正确的是
A.放热反应一定是自发反应
B.熵增的反应不一定是自发反应
C.固体溶解一定是熵减小的过程
D.非自发反应在任何条件下都一定不能发生
5.【演绎推理】(25-26高二上·吉林·期末)自然界中有一些过程是自发进行的,而且是有方向性的。下列说法中正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的反应
B.25℃、时,是熵减反应
C.、的反应在任何温度下都不能自发进行
D.可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,一定小于零
题型02 熵变△ S大小判断
6.【传统文化】(25-26高二上·安徽·阶段检测)下列诗句中体现熵减过程的是
A.鸡声茅店月,人迹板桥霜 B.野火烧不尽,春风吹又生
C.呵笔难临帖,敲床且煮茶 D.雪消冰又释,景和风复暄
7.【模型建构】(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)在标准状况下,1mol纯物质的规定熵,叫做标准摩尔熵,用符号表示。相关数据如下表,通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
CO(g)
NO(g)
191.6
205.2
173.8
186.9
197.7
210.8
213.8
219.3
A.相对分子质量相同的物质,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大
B.组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大
C.反应的标准摩尔熵变
D.推测羰基硫COS(g)的标准摩尔熵小于
8.【对比法】(25-26高二上·广东茂名·期中)下列说法中,正确的是
A.同一物质,
B.固体溶解是一个熵减小的过程
C.能够自发进行的反应一定是熵增加的过程
D.反应能自发进行,则该反应的
9.【对比法】(25-26高二上·江西·期中)下列属于熵增反应的是
A.
B.
C.
D.
10.【演绎推理】(25-26高二上·浙江杭州·期中)相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较合理的是
A. B.
C. D.
题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析
11.【工农业生产】(25-26高一下·陕西西安·阶段检测)工业上用与HF反应刻蚀玻璃: ,。下列说法正确的是
A.该反应常温下自发 B.升高温度,反应自发性增强
C.低温下反应非自发 D.该反应熵增、放热
12.【工农业生产】(25-26高二上·广东湛江·期末)经催化加氢可合成甲醇: ,下列说法正确的是
A.该反应是放热反应,所以在任何条件下都可以自发进行
B.该反应的,所以在任何条件下都不可以自发进行
C.在不同状态下的熵值为
D.实际生产中,及时液化分离出甲醇可增大反应物的转化率
13.【地方特色】(25-26高二上·安徽安庆·期末)2026年1月安徽迎来首场寒潮,是自去年入冬以来遭遇的最强雨雪冰冻天气。水凝结成冰的过程中,其焓变和熵变正确的是
A. B.
C. D.
14.【科普热点】(25-26高二上·陕西汉中·期中)运载火箭将“夸父一号”卫星成功发射,推进剂是,其化学反应方程式为 ,下列关于该反应的自发情况描述正确的是
A.高温自发 B.低温自发 C.任意温度都自发 D.任意温度都不自发
15.【生活应用】(25-26高二上·内蒙古·期中)干冰可以制舞台云雾,在干冰的变化过程中,其焓变和熵变正确的是
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0 C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转
16.【演绎推理】(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知反应,该反应能自发进行的最大温度约为(取整数)
A. B.1062℃ C. D.
17.【生活应用】(25-26高二上·安徽·阶段检测)汽车尾气处理装置中发生反应: ,,在下列温度下该反应不能自发进行的是
A.3800K B.3000K C.298K D.273K
18.【演绎推理】(25-26高二上·河北·阶段检测)反应 。该反应能自发进行的最低温度约为
A. B. C. D.
19.【工农业生产】(25-26高二·全国·月考)在电子工业中,清洗硅片上的的反应是
设和不随温度变化,则此反应能自发进行的最高温度为
A. B. C. D.
20.【演绎推理】(25-26高二上·宁夏·期末)已知298K下反应2Al2O3(s)+3C(s)= 4Al(s)+3CO2(g)△H=+2171.0kJ/mol,△S=+635.5J/(mol•K),则下列说法正确的是
A.由题给△H值可知,该反应是一个放热反应
B.△S>0表明该反应是一个熵减少的反应
C.该反应在室温下可能自发进行
D.若温度可以决定反应的方向,则该反应可以自发进行的最低温度为3416.2 K
题型05 图像分析
21.【生活应用】(25-26高二下·浙江丽水·期中)汽车尾气转化反应: ,该反应的(已知:)随温度T的变化趋势正确的是
A. B. C. D.
22.【演绎推理】(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)化学反应总是向着自由能变()减小的方向进行。几种由单质和1mol O2生成相应氧化物的反应的随温度的变化如图所示。(已知:,忽略温度对∆H和∆S的影响),下列说法正确的是
A.由单质生成1 mol氧化物的∆H:
B.反应在时
C.时,C还原ZnO的产物为气态锌和CO
D.条件下可用C还原MgO制取金属镁
23.【演绎推理】(25-26高二上·广东·期中)乙醇重整时会发生下列反应:
①C2H5OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH1=+256kJ·mol-1
②C2H5OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH2=+49kJ·mol-1
③2CO(g)CO2(g)+C(s) ΔH3=-171.5kJ·mol-1
各反应的自由能变ΔG(ΔG=ΔH-TΔS)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线a表示反应②的ΔG随温度变化关系
B.反应①的ΔS>0
C.温度升高,CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡常数减小
D.温度高于970K,反应③不能自发进行
24.【演绎推理】(24-25高二上·安徽合肥·期末)已知体系自由能变化。已知两个反应的与温度的关系如图所示,下列说法不正确的是
已知:和随温度变化很小
A.在一定温度范围内,反应①②均能自发 B.反应①在时能自发进行
C.反应②的 D.反应②的
限时:45分钟 满分:60分
一、选择题(每题2分,共12题,共24分)
1.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)下列关于判断过程方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程
C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.干冰升华是吸热过程,常温下是非自发过程
2.(25-26高二上·安徽亳州·阶段检测)对于一定条件下的化学反应,下列说法正确的是
A.ΔH<0的反应能自发进行,ΔH>0的反应不能自发进行
B.ΔH<0,ΔS<0的反应在高温时一定能自发进行
C.ΔH<0,ΔS>0的反应一定能自发进行
D.ΔH>0,ΔS>0的反应在低温时一定能自发进行
3.(25-26高二上·广东深圳·开学考试)下列说法正确的是
A.、的反应在低温时能自发进行
B.能自发进行的反应一定能迅速发生
C.焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.两种物质反应,无论何种状态反应,均不变
4.(25-26高二下·浙江宁波·期中)为理解型离子化合物溶解过程的能量和熵的变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A.NaCl固体溶解的过程是熵减的过程
B.根据可知,
C.根据各微粒的状态,可判断,
D.AB型离子化合物溶解过程,和均可能大于零或小于零
5.(25-26高二下·安徽合肥·阶段检测)下列说法正确的是
A.吸热反应都需要加热才能发生
B.的反应一定为自发反应
C.反应 在高温下能自发进行
D.反应能自发进行,则该反应的
6.(25-26高二上·云南昭通·期末)下列说法正确的是
A.常温下反应不能自发进行,则该反应
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.吸热反应一定不能自发进行
D.受热分解反应的,该反应在低温下能自发
7.(25-26高二上·江西九江·期末)下列过程中,其焓变及熵变均小于0的是
A.冰融化成水 B.石灰石和稀盐酸反应制
C.氨气和氯化氢气体反应生成固体 D.用碳粉和水蒸气制水煤气
8.(25-26高二上·吉林·期末)下列说法不正确的是
A.墨汁加到清水中使整杯水变黑属于自发过程
B.自发反应的焓一定增大,非自发反应的焓一定减小
C.常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D.反应能自发进行,则该反应的
9.(25-26高二上·广东深圳·期中)下列有关判断错误的是
A.合成氨反应的,故低温自发
B.接触法制硫酸中 ,故低温自发,温度越低越节约成本
C.反应常温下不能自发,故该反应的
D.“雷雨肥庄稼”中 能自发,故
10.(25-26高二上·福建泉州·期中)汽车尾气(含烃类、、、等)是空气主要污染源之一,可以采用在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体的方法进行治理,其反应原理是。在、下,该反应的,。下列说法错误的是
A.汽车尾气中NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.高温和催化剂条件都能加快反应的速率
D.该反应在下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件
11.(25-26高二上·浙江宁波·期中)下列关于反应自发性的说法中不正确的是
A.若某反应的,,该反应在任何温度下都能自发进行
B.水蒸气冷凝液化是一个熵减的过程
C.对于反应:,可以在室温下进行,故能推出该反应的
D.反应,常温下不能自发进行,说明该反应
12.(25-26高二上·湖南·阶段检测)闪电时空气中的N2和O2会发生反应:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=247.3 J·mol-1·K-1,若不考虑温度对该反应焓变的影响,则下列说法中正确的是
A.在1 000 ℃时,此反应能自发进行
B.在1 000 ℃时,此反应不能自发进行
C.该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D.该反应能自发进行的最高温度约为730 K
二、非选择题(共3题,共36分)
13.(16分)回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解,发生反应:,该反应的∆H________(填“>”“<”或“=”,下同)0,∆S_______0,在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为。反应在常温下能够自发进行,则反应的∆H______(填“>”“<”或“=”)0。
(3)已知在、时石灰石分解反应的、。
①常温下,该反应________(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”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知,该反应能够自发进行的反应条件是______。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。
14.(8分)(25-26高二上·上海闵行·阶段检测)已知在、时石灰石分解反应的、。
(1)常温下,该反应______(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”)成为反应进行方向的决定因素。
(3)已知,该反应能够自发进行的反应条件是______。
(4)已知如下信息:
化学反应
393.5
-2.86
有人提出采用适当的催化剂,用热分解法分解,以减少的排放,你认为是否可行?简述判断的理由。______。
15.(12分)回答下列问题:
(1)298K时,电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为 ΔH=-94.、ΔS=-75.8,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___________。
(2)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
________,总反应的随温度T的变化关系如图,则总反应自发进行的温度条件为________。
(3)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表所示数据,计算反应的_______,该反应在_______(填“高温”或“低温”)下能自发进行。
物质
CO
()
(4)已知(s,文石)(s,方解石),该反应的随着温度的变化趋势如图,则该反应的ΔH______0,ΔS______0(填“>”、“=”或“<”)。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
题型01 自发过程与自发反应
1.D
2.D
3.B
4.B
5.C
题型02 熵变△ S大小判断
6.A
7.D
8.A
9.B
10.C
题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析
11.A
12.D
13.D
14.C
15.C
题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转
16.C
17.A
18.D
19.B
20.D
题型05 图像分析
21.C
22.C
23.C
24.C
限时:45分钟 满分:60分
一、选择题(每题2分,共12题,共24分)
1.C
2.C
3.A
4.D
5.C
6.A
7.C
8.B
9.B
10.D
11.D
12.A
二、非选择题(共3题,共36分)
13.(16分)(每空2分)(1)> > 不能 (2)< (3)①不能 ②能 (4)高温 (5)>
14.(8分)(每空2分)(1)不能 (2)能 (3)高温
(4)不可行,该反应的、,任何温度下都有,反应不能自发进行
15.(12分)(1)温度低于1240K(2分) (2)(2分) (2分)
(3)(2分) 高温(2分) (4)>(1分) >(1分)
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
目 录
攻题型 定点突破,夯实要点
题型01 自发过程与自发反应
题型02 熵变△ S大小判断
题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析
题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转
题型05 图像分析
练综合 融会贯通,拓展提升
题型01 自发过程与自发反应
1.【生活应用】(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A.水从高处往低处流 B.蔗糖在水中溶解
C.天然气的燃烧 D.水在室温结为冰
【答案】D
【解析】自发过程的判断依据是吉布斯自由能变(ΔG=ΔH-TΔS)。
A.水从高处流向低处,重力势能降低,无需外界做功,属于自发过程,故不选A;B.蔗糖溶解是熵增过程,属于自发过程,故不选B;C.天然气燃烧剧烈放热,ΔH<0、△S<0,ΔH-T△S<0,是自发反应,故不选C;D.室温下水结成冰是温度降低作用下的变化,不是自发进行的过程,故选D;选D。
2.【演绎推理】(25-26高二上·天津·阶段检测)下列关于自发过程的叙述中,正确的是
A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
D.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
【答案】D
【解析】A.反应自发进行的判断依据是;自发进行的反应也需要一定条件才可以发生,A错误;B.某些自发过程需加热引发(如高温分解反应),加热与否不影响其自发性,B错误;C.反应是否自发进行由反应的焓变、熵变、温度共同决定;非自发过程,改变温度可能变为自发过程,如焓变大于0,熵变大于0的反应低温可以是非自发进行的反应,高温下可以自发进行,C错误;D.同一可逆反应的正、逆反应是同时进行的;只是进行程度不同,平衡移向某一方向,同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能,D正确;故选D。
3.【生活应用】(25-26高二上·北京通州·期中)下列过程是非自发的是
A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰
C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水
【答案】B
【分析】自发过程的判断依据为ΔG=ΔH-TΔS是否小于0,据此分析;
【解析】A.燃烧剧烈放热(ΔH<0),产物气体增多(ΔS>0),ΔG<0,自发,A错误;B.室温高于水的凝固点(0℃),水结冰是熵减()的放热过程(),根据判断,在室温下,故为非自发过程,B正确;C.升华吸热但熵增显著(ΔS>0),室温下ΔG<0,自发,C错误;D.溶解过程离子分散导致熵增(ΔS>0),ΔG<0,自发,D错误;故选B。
4.【演绎推理】(25-26高二上·北京·期末)下列说法正确的是
A.放热反应一定是自发反应
B.熵增的反应不一定是自发反应
C.固体溶解一定是熵减小的过程
D.非自发反应在任何条件下都一定不能发生
【答案】B
【解析】A.放热反应()不一定是自发反应。例如, 是放热反应,但在高温下, 会导致 ,反应不能自发进行,A 错误;B.熵增的反应()不一定是自发反应。例如, 是熵增反应,但在常温下 且数值较大,会导致 ,反应不能自发进行;只有在高温下, 足够大时, 才会小于 0,反应才能自发进行,B 正确;C.固体溶解时,粒子从有序的晶体状态变为分散在溶剂中的无序状态,熵是增大的过程。例如, 固体溶于水,,C 错误;D.非自发反应()在改变条件(如温度、压强)后可能变为自发反应。例如,水分解为氢气和氧气在常温下非自发,但在通电条件下可以发生电解反应,D 错误;故答案选B。
5.【演绎推理】(25-26高二上·吉林·期末)自然界中有一些过程是自发进行的,而且是有方向性的。下列说法中正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的反应
B.25℃、时,是熵减反应
C.、的反应在任何温度下都不能自发进行
D.可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,一定小于零
【答案】C
【解析】A.冰在室温下自动融化成水是熵增过程,但融化是物理变化而非化学反应,因此描述为“熵增的反应”错误,A错误;B.该反应中气体分子数增加(2 mol → 5 mol),熵增大,是熵增反应而非熵减反应,B错误;C.(吸热)且(熵减)时,使恒成立,即任何温度下,反应均不自发,C正确;D.可逆反应正向自发时,可能大于零(熵增驱动),也可能小于零,D错误;故选C。
题型02 熵变△ S大小判断
6.【传统文化】(25-26高二上·安徽·阶段检测)下列诗句中体现熵减过程的是
A.鸡声茅店月,人迹板桥霜 B.野火烧不尽,春风吹又生
C.呵笔难临帖,敲床且煮茶 D.雪消冰又释,景和风复暄
【答案】A
【解析】A.“鸡声茅店月,人迹板桥霜”中的霜是水蒸气凝华形成的,分子排列更有序,熵减,A正确;B.“野火烧不尽,春风吹又生”涉及燃烧和植物生长,燃烧是化学变化,物质从有序的有机物转化为分散的气体(如 CO2)和灰烬,混乱程度增加,熵增;植物生长实际是利用外界能量(太阳能)将环境中的无序物质(CO2、水等)转化为自身有序结构,整个系统(植物 + 环境)的总熵是增加的,B错误;C.“呵笔难临帖,敲床且煮茶”描述加热过程,熵增,C错误;D.“雪消冰又释,景和风复暄”中雪和冰的融化是从固态变为液态,熵增,D错误;故答案选A。
7.【模型建构】(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)在标准状况下,1mol纯物质的规定熵,叫做标准摩尔熵,用符号表示。相关数据如下表,通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
CO(g)
NO(g)
191.6
205.2
173.8
186.9
197.7
210.8
213.8
219.3
A.相对分子质量相同的物质,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大
B.组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大
C.反应的标准摩尔熵变
D.推测羰基硫COS(g)的标准摩尔熵小于
【答案】D
【解析】A.相对分子质量相同的物质(如N2、CO,均为28 g/mol),分子对称性越差(CO不对称)、结构越复杂,标准摩尔熵越大(CO> N2),A正确;B.组成和结构相似的物质(如F2和Cl2,均为双原子分子),相对分子质量越大(Cl2: 71 > F2: 38),标准摩尔熵越大(Cl2> F2),B正确;C.反应N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g)的= (2×210.8 - 191.6 - 205.2)J/(mol•K) = 24.8J/(mol•K) > 0,熵变大于0,C正确;D.羰基硫COS(g)与CO2 (g)结构相似(均为直线型),但COS相对分子质量更大(60 > 44)且对称性更差(O与S不同),标准摩尔熵应大于CO2的213.8,D错误;故选D。
8.【对比法】(25-26高二上·广东茂名·期中)下列说法中,正确的是
A.同一物质,
B.固体溶解是一个熵减小的过程
C.能够自发进行的反应一定是熵增加的过程
D.反应能自发进行,则该反应的
【答案】A
【解析】A.同一物质的气态熵大于液态,液态熵大于固态,顺序正确,A正确;B.固体溶解时粒子分散度增加,系统混乱度增大,属于熵增过程,B错误;C.自发反应由复合判据决定,当时反应能自发进行,因此要同时考虑熵变和焓变,如当低温下,反应自发,当,高温下,反应自发,故熵增不是决定反应能否自发进行的必然条件,C错误;D.根据复合判据判断,当时反应能自发进行,该反应前后气体分子数减少,则,要使,需,且其绝对值要相对较大才可能使,D错误;故选A。
9.【对比法】(25-26高二上·江西·期中)下列属于熵增反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.反应物4 mol气体生成2 mol气体,气体的量减少,是熵减反应,A不符合题意;B.反应物碳固体和1 mol气体生成2 mol气体,气体的量增加,是熵增反应,B符合题意;C.反应物是4 mol气体生成3 mol气体,气体的量减少,是熵减反应,C不符合题意;D.气体和液体生成溶液,气体减少,混乱度降低,是熵减反应,D不符合题意;故选B。
10.【演绎推理】(25-26高二上·浙江杭州·期中)相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较合理的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.同温同压下,气体的物质的量越大,混乱度越大,熵越大,因此的熵小于的熵,A错误;B.相同条件下,同一物质的熵满足:气态>液态,气态物质混乱度更大,因此的熵小于的熵,B错误;C.同温同压下,相同物质的量的同状态气体,分子结构越复杂、原子数越多,熵越大,分子比结构简单,因此的熵小于的熵,C正确;D.金刚石中碳原子的排列比石墨更有序,混乱度更小,因此的熵小于的熵,D错误;故选C。
题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析
11.【工农业生产】(25-26高一下·陕西西安·阶段检测)工业上用与HF反应刻蚀玻璃: ,。下列说法正确的是
A.该反应常温下自发 B.升高温度,反应自发性增强
C.低温下反应非自发 D.该反应熵增、放热
【答案】A
【分析】要判断反应自发性,需依据吉布斯自由能公式,当时反应自发,据此分析:
【解析】A.常温为298K,统一单位代入公式:,常温下反应自发,A正确;B.该反应,升高温度时的正值增大,升高,反应自发性减弱,B错误;C.温度越低,的正值越小,更易小于0,低温下反应自发,C错误;D.该反应为放热反应,但是熵减反应,并非熵增,D错误;故答案选A。
12.【工农业生产】(25-26高二上·广东湛江·期末)经催化加氢可合成甲醇: ,下列说法正确的是
A.该反应是放热反应,所以在任何条件下都可以自发进行
B.该反应的,所以在任何条件下都不可以自发进行
C.在不同状态下的熵值为
D.实际生产中,及时液化分离出甲醇可增大反应物的转化率
【答案】D
【解析】A.该反应是放热反应,但自发进行需满足ΔG < 0,根据ΔG = ΔH - TΔS,该反应ΔS < 0,因此高温时ΔG可能大于0,不自发,A错误;B.该反应ΔS < 0,但ΔH < 0,低温时ΔG < 0可自发进行,B错误;C.熵值大小:气体 > 液体 > 固体,故H2O(g)的熵值S(g)大于H2O(s)的熵值S(s),即S(g) > S(s),C错误;D.及时液化分离甲醇(产物),减少生成物浓度,平衡正向移动,反应物转化率增大,D正确;故选D。
13.【地方特色】(25-26高二上·安徽安庆·期末)2026年1月安徽迎来首场寒潮,是自去年入冬以来遭遇的最强雨雪冰冻天气。水凝结成冰的过程中,其焓变和熵变正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】水是液态,能量大于固态的冰,混乱度大于冰,则水凝结成冰的过程为熵减的放热过程,所以水凝结成冰的过程中,焓变和熵变均小于0,故选D。
14.【科普热点】(25-26高二上·陕西汉中·期中)运载火箭将“夸父一号”卫星成功发射,推进剂是,其化学反应方程式为 ,下列关于该反应的自发情况描述正确的是
A.高温自发 B.低温自发 C.任意温度都自发 D.任意温度都不自发
【答案】C
【解析】反应自发的判断依据是吉布斯自由能判据;该反应的,且反应物为液体,产物生成大量气体(CO2和N2),导致;由于,无论温度如何,始终小于零,即反应在任意温度下自发,故答案选C。
15.【生活应用】(25-26高二上·内蒙古·期中)干冰可以制舞台云雾,在干冰的变化过程中,其焓变和熵变正确的是
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0 C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
【答案】C
【解析】干冰用于制舞台云雾时,主要发生升华过程,即从固态直接变为气态,该过程是吸热过程,则ΔH>0,从固态到气态,分子混乱度显著增加,则ΔS>0,故答案为C。
题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转
16.【演绎推理】(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知反应,该反应能自发进行的最大温度约为(取整数)
A. B.1062℃ C. D.
【答案】C
【解析】反应自发进行的条件是ΔG<0,即ΔH−TΔS<0。代入ΔH=−146kJ·mol-1和ΔS=−0.11kJ·mol-1·K-1,−146kJ·mol-1-T×(−0.11kJ·mol-1·K-1)<0,所以T<1327K,该反应能自发进行的最大温度约为1327K,选C。
17.【生活应用】(25-26高二上·安徽·阶段检测)汽车尾气处理装置中发生反应: ,,在下列温度下该反应不能自发进行的是
A.3800K B.3000K C.298K D.273K
【答案】A
【解析】根据ΔG=ΔH−TΔS,则ΔG=−746.8 kJ/mol +0.1975T(kJ/mol),当ΔG>0时,反应不能自发,解得T>,温度高于3781K时,不能自发进行,故选A。
18.【演绎推理】(25-26高二上·河北·阶段检测)反应 。该反应能自发进行的最低温度约为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据吉布斯自由能,<0,反应可以自发进行,,则T>202.7K时,反应自发进行;故答案为:D。
19.【工农业生产】(25-26高二·全国·月考)在电子工业中,清洗硅片上的的反应是
设和不随温度变化,则此反应能自发进行的最高温度为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】反应能自发进行,则,即有,则,B满足题意。答案选B。
20.【演绎推理】(25-26高二上·宁夏·期末)已知298K下反应2Al2O3(s)+3C(s)= 4Al(s)+3CO2(g)△H=+2171.0kJ/mol,△S=+635.5J/(mol•K),则下列说法正确的是
A.由题给△H值可知,该反应是一个放热反应
B.△S>0表明该反应是一个熵减少的反应
C.该反应在室温下可能自发进行
D.若温度可以决定反应的方向,则该反应可以自发进行的最低温度为3416.2 K
【答案】D
【解析】A.△H=+2171.0kJ/mol>0,表明该反应是一个吸热反应,故A错误;B.△S=+635.5J/(mol•K)>0,表明该反应是一个熵增加的反应,故B错误;C.若使本反应自发进行,需使△H-T△S<0,即2171.0kJ/mol-0.6355kJ/(mol•K)•T<0,T>3416.2K时反应才可以自发进行,所以在室温下不可能自发,故C错误;D.若使本反应自发进行,需使△H-T△S<0,即2171.0kJ/mol-0.6355kJ/(mol•K)•T<0,T>3416.2K时反应才可以自发进行,故D正确。故选D。
题型05 图像分析
21.【生活应用】(25-26高二下·浙江丽水·期中)汽车尾气转化反应: ,该反应的(已知:)随温度T的变化趋势正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据反应方程式,该反应是气体物质的量减少的反应,因此该反应,与的关系曲线的斜率,同时,该反应,则曲线截距小于0,据此作答。
【解析】A.该曲线斜率大于0,截距大于0,A错误;B.该曲线斜率小于0,截距大于0,B错误;C.该曲线斜率大于0,截距小于0,C正确;D.该曲线斜率小于0,截距小于0,D错误;故答案选C。
22.【演绎推理】(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)化学反应总是向着自由能变()减小的方向进行。几种由单质和1mol O2生成相应氧化物的反应的随温度的变化如图所示。(已知:,忽略温度对∆H和∆S的影响),下列说法正确的是
A.由单质生成1 mol氧化物的∆H:
B.反应在时
C.时,C还原ZnO的产物为气态锌和CO
D.条件下可用C还原MgO制取金属镁
【答案】C
【解析】A.由图可知,生成1molAg2O的∆G比生成1molMgO的∆G大,生成Ag2O和MgO的反应,无气态物质参与或生成,∆S基本相同,根据∆G=∆H-T∆S可得,∆H=∆G+T∆S,生成两者的∆S基本相同,从而推出由单质生成1 mol氧化物的∆H:,A错误;B.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)可由生成CO的反应减去生成CO2的反应得到,ΔG=ΔG(CO)-ΔG(CO2)。图像中两反应ΔG线交点为a K,T>a K时,ΔG(CO)<ΔG(CO2),则ΔG<0,B错误;C.T=bK时,C还原ZnO需比较生成CO和CO2的ΔG。C→CO线斜率为负,高温下ΔG更低(更负),故反应更易生成CO而非CO2,产物应为气态Zn和CO,C正确;D.T=c K时,生成MgO的ΔG仍比生成CO的ΔG更负,C还原MgO的ΔG>0,反应不自发,D错误;故选C。
23.【演绎推理】(25-26高二上·广东·期中)乙醇重整时会发生下列反应:
①C2H5OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH1=+256kJ·mol-1
②C2H5OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH2=+49kJ·mol-1
③2CO(g)CO2(g)+C(s) ΔH3=-171.5kJ·mol-1
各反应的自由能变ΔG(ΔG=ΔH-TΔS)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线a表示反应②的ΔG随温度变化关系
B.反应①的ΔS>0
C.温度升高,CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡常数减小
D.温度高于970K,反应③不能自发进行
【答案】C
【解析】A.反应②ΔH2>0、ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS可知,温度越高,ΔG越小,故曲线a为反应②的ΔG随温度变化关系,A项正确;B.反应①气体分子数目增多,ΔS>0,B项正确;C.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),ΔH=ΔH1-ΔH2=+207kJ·mol-1,温度升高,反应平衡正向移动,平衡常数增大,C项错误;D.由图可知,温度高于970K,反应③的ΔG>0,该反应不能自发进行,D项正确;故选C。
24.【演绎推理】(24-25高二上·安徽合肥·期末)已知体系自由能变化。已知两个反应的与温度的关系如图所示,下列说法不正确的是
已知:和随温度变化很小
A.在一定温度范围内,反应①②均能自发 B.反应①在时能自发进行
C.反应②的 D.反应②的
【答案】C
【分析】由图像分析可知,反应①随温度的升高,逐渐减小;反应②随温度的升高,逐渐增大,结合分析解答。
【解析】A.由图可知,在一定温度范围内,反应①②的时,即反应①②均能自发进行,A正确;B.由图可知,反应①在时,故此时反应①能自发进行,B正确;C.反应②随温度的升高,逐渐增大,结合,则,C错误;D.和随温度变化很小,可认为不随温度而变化,由图中数据可知,对反应②来说,,,可得出,D正确;故选C。
限时:45分钟 满分:60分
一、选择题(每题2分,共12题,共24分)
1.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)下列关于判断过程方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程
C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.干冰升华是吸热过程,常温下是非自发过程
【答案】C
【解析】A.部分吸热反应也能自发进行(如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应),自发反应不都是放热反应,A错误;B.石墨转化为金刚石的焓变ΔH>0、熵变ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS恒大于0,无论什么条件都无法自发进行,需要外界持续做功才能转化,B错误;C.单独的焓判据或熵判据都无法准确判断所有过程的方向,由二者组合得到的复合判据(ΔG=ΔH-TΔS),可通过ΔG是否小于0判断等温等压下所有过程的自发性,适用范围更广,C正确;D.干冰升华是固态变为气态的过程,ΔS>0,虽然吸热ΔH>0,但依据经验常温下TΔS>ΔH,ΔG<0,属于自发过程,D错误;故答案选C。
2.(25-26高二上·安徽亳州·阶段检测)对于一定条件下的化学反应,下列说法正确的是
A.ΔH<0的反应能自发进行,ΔH>0的反应不能自发进行
B.ΔH<0,ΔS<0的反应在高温时一定能自发进行
C.ΔH<0,ΔS>0的反应一定能自发进行
D.ΔH>0,ΔS>0的反应在低温时一定能自发进行
【答案】C
【解析】A.反应自发的判断依据为,不能仅通过判断反应自发性,的反应若,高温下也可自发进行,A错误;B.、时,由,温度越高,的正值越大,越易大于0,该类反应低温下才可能自发进行,B错误;C.、时,,为负、也为负,任意温度下均小于0,反应一定能自发进行,C正确;D.、时,由,需要高温条件才能使,低温下反应不能自发进行,D错误;故答案选C。
3.(25-26高二上·广东深圳·开学考试)下列说法正确的是
A.、的反应在低温时能自发进行
B.能自发进行的反应一定能迅速发生
C.焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.两种物质反应,无论何种状态反应,均不变
【答案】A
【解析】A.根据反应自发性判据,、时,低温下较小,的正值较小,可小于0,反应能自发进行,A正确;B.反应自发性只表示反应进行的趋势,与反应速率无关,自发进行的反应也可能速率很慢,如铁的自然生锈,B错误;C.焓变、熵变都不能单独作为反应自发性的判据,需要结合温度,通过综合判断反应是否自发,C错误;D.与反应物、生成物的聚集状态有关,同一反应反应物或生成物状态不同时,反应的不同,D错误;故选A。
4.(25-26高二下·浙江宁波·期中)为理解型离子化合物溶解过程的能量和熵的变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A.NaCl固体溶解的过程是熵减的过程
B.根据可知,
C.根据各微粒的状态,可判断,
D.AB型离子化合物溶解过程,和均可能大于零或小于零
【答案】D
【分析】NaCl溶解分两步,第一步是NaCl(s)断裂离子键变为气态(g)、(g);第二步是气态离子水合变为水合离子(aq)、(aq);总焓变。
【解析】A.NaCl固体溶解过程,由有序的晶体变为溶液中自由移动的离子,混乱度增大,是熵增过程,A错误;B.第一步断裂离子键吸热,故;第二步离子水合放热,故,已知,整理得,因此,B错误;C.第一步:固体变为气态自由离子,混乱度增大,;第二步:气态离子水合时,水分子在离子周围有序排列,混乱度减小,,C错误;D.不同AB型离子化合物溶解时:可正可负(如硝酸铵溶解吸热,NaOH溶解放热);也可正可负(多数溶解熵增,若水合作用很强的离子化合物,水合的熵减超过晶格解离的熵增,整体熵减),因此和均可能大于零或小于零,D正确;故答案选D。
5.(25-26高二下·安徽合肥·阶段检测)下列说法正确的是
A.吸热反应都需要加热才能发生
B.的反应一定为自发反应
C.反应 在高温下能自发进行
D.反应能自发进行,则该反应的
【答案】C
【解析】A.吸热反应的发生与是否加热无必然联系,如与的反应为吸热反应,常温下即可发生,A错误;B.反应自发的判据为,仅无法判断反应一定自发,若为较大正值,低温时可能大于0,反应不能自发进行,B错误;C.该反应中气体分子数增大,故,结合已知,根据,高温下足够大,可满足,反应能自发进行,C正确;D.该反应中气体分子数减少,故,若反应能自发进行则,代入公式可知只有时才可能满足,因此该反应,D错误;故选C。
6.(25-26高二上·云南昭通·期末)下列说法正确的是
A.常温下反应不能自发进行,则该反应
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.吸热反应一定不能自发进行
D.受热分解反应的,该反应在低温下能自发
【答案】A
【解析】A.反应的ΔS > 0(气体分子数增加),常温下不能自发进行,则ΔG > 0;根据ΔG = ΔH - TΔS > 0,且ΔS > 0,可推得ΔH > 0,A正确;B.自发反应不一定熵增(如放热熵减反应水结冰可自发),非自发反应也不一定熵减,B错误;C.吸热反应(ΔH > 0)在熵增条件下高温时可能自发(如CaCO3分解),C错误;D.分解反应ΔH > 0(吸热),ΔS > 0(气体分子数增加),在高温自发,D错误;故选A。
7.(25-26高二上·江西九江·期末)下列过程中,其焓变及熵变均小于0的是
A.冰融化成水 B.石灰石和稀盐酸反应制
C.氨气和氯化氢气体反应生成固体 D.用碳粉和水蒸气制水煤气
【答案】C
【解析】A.冰融化成水需吸热,ΔH > 0;固体变液体,混乱度增加,ΔS > 0,不满足条件,A错误;B.石灰石()与稀盐酸反应生成气体,反应放热(ΔH < 0),但产生气体导致混乱度增大,ΔS > 0,不满足ΔS < 0,B错误;C.(g)和(g)反应生成(s),该反应放热(ΔH < 0),且气体转化为固体,混乱度显著减小,ΔS < 0,满足条件,C正确;D.碳粉与水蒸气反应生成(g)和(g),为吸热反应(ΔH > 0),且气体分子数增加,混乱度增大,ΔS > 0,不满足条件,D错误;故答案选C。
8.(25-26高二上·吉林·期末)下列说法不正确的是
A.墨汁加到清水中使整杯水变黑属于自发过程
B.自发反应的焓一定增大,非自发反应的焓一定减小
C.常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D.反应能自发进行,则该反应的
【答案】B
【解析】A.墨汁扩散到水中是熵增过程,符合自发过程的定义;A正确;B.自发反应不一定焓增大(如放热反应ΔH<0),非自发反应不一定焓减小(如吸热反应ΔH>0),该说法过于绝对;B错误;C.反应C(s) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g)的ΔS>0(气体分子数增加),常温下不能自发说明ΔG>0,由ΔG = ΔH - TΔS > 0 且 ΔS>0 可得ΔH > TΔS > 0,故ΔH>0;C正确;D.反应2Mg(s) + CO₂(g) = C(s) + 2MgO(s)的ΔS<0(气体被消耗),能自发说明ΔG<0,由ΔG = ΔH - TΔS < 0 且 ΔS<0 可得ΔH < TΔS < 0,故ΔH<0;D正确;故答案选B。
9.(25-26高二上·广东深圳·期中)下列有关判断错误的是
A.合成氨反应的,故低温自发
B.接触法制硫酸中 ,故低温自发,温度越低越节约成本
C.反应常温下不能自发,故该反应的
D.“雷雨肥庄稼”中 能自发,故
【答案】B
【解析】A.合成氨反应,正反应气体分子数减少,,根据,可判断为低温自发,A项正确;B.⇌ ,且,低温时,但工业生产需高温提高速率和催化剂活性,低温下反应速率过慢,不利于产品产出,B项错误;C.反应在常温下不能自发,且,根据反应自发,可判断该反应为吸热反应,,C项正确;D.反应= 一定条件下能自发进行,说明存在,需且高温满足,D项正确;故答案选B。
10.(25-26高二上·福建泉州·期中)汽车尾气(含烃类、、、等)是空气主要污染源之一,可以采用在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体的方法进行治理,其反应原理是。在、下,该反应的,。下列说法错误的是
A.汽车尾气中NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.高温和催化剂条件都能加快反应的速率
D.该反应在下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件
【答案】D
【解析】A.汽车尾气中的 能与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白,阻止氧气运输,导致中毒; 也能与血红蛋白结合形成亚硝酰血红蛋白,影响氧气的携带和释放,因此二者均会使人中毒,A正确;B. 表示反应放热,反应物的总能量高于生成物的总能量,B正确;C.催化剂能降低反应活化能,加快反应速率;升高温度能增加分子运动速率和有效碰撞频率,也能加快反应速率,C正确;D.此反应为放热反应,且为熵减的反应,故低温可以自发进行,D错误;故选D。
11.(25-26高二上·浙江宁波·期中)下列关于反应自发性的说法中不正确的是
A.若某反应的,,该反应在任何温度下都能自发进行
B.水蒸气冷凝液化是一个熵减的过程
C.对于反应:,可以在室温下进行,故能推出该反应的
D.反应,常温下不能自发进行,说明该反应
【答案】D
【解析】A.<0且>0时,ΔG=ΔH-TΔS在任何温度下均小于0,反应自发进行,A正确;B.水蒸气冷凝为液态水,气体→液体,混乱度降低,熵减,B正确;C.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)生成固体,ΔS<0,室温下自发(<0),需ΔH足够负以抵消-TΔS的正值,故<0,C正确;D.反应MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)生成气体,>0。常温下不自发(>0),需ΔH>TΔS。因>0且常温温度低,应为正值,D错误;故答案选D。
12.(25-26高二上·湖南·阶段检测)闪电时空气中的N2和O2会发生反应:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=247.3 J·mol-1·K-1,若不考虑温度对该反应焓变的影响,则下列说法中正确的是
A.在1 000 ℃时,此反应能自发进行
B.在1 000 ℃时,此反应不能自发进行
C.该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D.该反应能自发进行的最高温度约为730 K
【答案】A
【解析】A.ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=247.3 J·mol-1·K-1,当ΔH−TΔS=0时,T=≈730 K,即温度高于730 K时,即温度高于457℃,ΔH−TΔS<0,反应能够自发进行;故A正确;B.根据A选项分析,1000℃时,反应能够自发进行,故B错误;C.根据A选项分析该反应能自发进行的最低温度约为457℃,故C错误;D.该反应能自发进行的最低温度约为730 K,故D错误。综上所述,答案为A。
二、非选择题(共3题,共36分)
13.(16分)回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解,发生反应:,该反应的∆H________(填“>”“<”或“=”,下同)0,∆S_______0,在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为。反应在常温下能够自发进行,则反应的∆H______(填“>”“<”或“=”)0。
(3)已知在、时石灰石分解反应的、。
①常温下,该反应________(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”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知,该反应能够自发进行的反应条件是______。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。
【答案】(每空2分)(1)> > 不能 (2)< (3)①不能 ②能 (4)高温 (5)>
【解析】(1)由于在中燃烧生成为放热反应,则二氧化碳分解生成和氧气的反应为吸热反应,,根据化学方程式可知,反应后气体的化学计量数之和增加,,故低温下,反应不能自发进行。
(2)时反应自发进行,通过化学方程式可知常温下,常温下反应能够自发进行,则。
(3)①根据时反应自发进行,已知,,则常温下不能自发进行;
②该反应的、,高温条件下能使,而常温条件下,则该反应中温度能成为决定反应进行方向的因素。
(4)该反应的、,则高温时,反应能自发进行。
(5)已知某吸热反应能自发进行,即,,则。
14.(8分)(25-26高二上·上海闵行·阶段检测)已知在、时石灰石分解反应的、。
(1)常温下,该反应______(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”)成为反应进行方向的决定因素。
(3)已知,该反应能够自发进行的反应条件是______。
(4)已知如下信息:
化学反应
393.5
-2.86
有人提出采用适当的催化剂,用热分解法分解,以减少的排放,你认为是否可行?简述判断的理由。______。
【答案】(每空2分)(1)不能 (2)能 (3)高温
(4)不可行,该反应的、,任何温度下都有,反应不能自发进行
【解析】(1)石灰石分解的反应条件是高温,故常温下该反应不能自发进行。
(2)反应能否自发进行的判据是,,石灰石分解反应的、,只有高温时才能成立,故温度能成为反应进行方向的决定因素。
(3)已知的,反应后气体体积增大,推测,反应能否自发进行的判据是,,只有高温时才能成立,故该反应能够自发进行的反应条件是高温。
(4)热分解法分解的化学反应为,其、,反应能否自发进行的判据是,,则任何温度下都有,任何温度下该反应都不能自发进行,故该提议不可行。
15.(12分)回答下列问题:
(1)298K时,电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为 ΔH=-94.、ΔS=-75.8,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___________。
(2)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
________,总反应的随温度T的变化关系如图,则总反应自发进行的温度条件为________。
(3)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表所示数据,计算反应的_______,该反应在_______(填“高温”或“低温”)下能自发进行。
物质
CO
()
(4)已知(s,文石)(s,方解石),该反应的随着温度的变化趋势如图,则该反应的ΔH______0,ΔS______0(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)温度低于1240K(2分) (2)(2分) (2分)
(3)(2分) 高温(2分) (4)>(1分) >(1分)
【解析】(1)由题给信息,要使反应能自发进行,须有ΔH-TΔS<0,即-94.0kJ·mol-1-T×(-75.8J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1)<0,则T<1240K。
(2)根据盖斯定律,总反应可由得到:;
由图可知,当时,,反应自发进行。
(3)根据标准摩尔生成焓的定义可得如下热化学方程式:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
根据盖斯定律,可得
,正反应吸热,,高温下,所以该反应在高温下能自发进行。
(4)根据自由能判据时为反应可以自发进行,有组合当时低温能自发;当时任何温度都能自发;当时任何温度都不能自发;当时高温能自发;现根据图形,当温度较低时,,反应不能自发,而随温度升高,则又得到,反应可以自发,属于高温能自发,结合前面判断有、。
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