化学•选修/化学反应原理(鲁科版)
第1节 化学反应的方向
1.过程的自发性的作用是( )
A.判断过程的方向
B.确定过程是否一定会发生
C.判断过程发生的速率
D.判断过程的热效应
解析:反应过程的自发性用于判断反应过程的方向。
答案:A
2.(双选题)下列反应中,熵显著增加的反应是( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
B.CaCO3(s)+2HCl(l)===CaCl2(l)+CO2(g)+H2O(l)
C.C(s)+O2(g)===CO2(g)
D.2HgO(s)===2Hg(l)+O2(g)
解析:一个化学反应能够进行,从熵变化角度来讲一般是增加的,熵增加的标志是反应中分子数增加,特别是气态分子数增多。A项中分子数由3→1,B项中分子数由无→1,C项中分子数不变,D项中分子数由无→1。
答案:BD
3.已知反应CO(g)===C(s)+12O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。该ΔH与ΔS不随温度而变,下列说法中正确的是( )
A.低温下是自发变化
B.高温下是自发变化
C.低温下是非自发变化,高温下是自发变化
D.任何温度下都是非自发变化
解析:由ΔH-TΔSΔH>0ΔS<0知ΔH-TΔS>0,且随温度升高而增加。
答案:D
4.下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.自发反应在恰当条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
解析:放热反应常常是容易进行的过程,吸热反应有些也是自发反应,故A项错误;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变,故B项错误;过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件,故D项错误。
答案:C
5.能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应中的能量变化在能源紧缺的今天具有很重要的意义。已知下列热化学方程式:
① 2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(l) ΔH=-570 kJ•mol-1
② H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ•mol-1
③ C(s)+12O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ•mol-1
④ C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ•mol-1
⑤ CO2(g)+2H2O(g)===CH4(g)+2O2(g) ΔH=890 kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)向上述反应中属于放热反应的是(填序号)________。
解析:由ΔH<0时为放热反应可知,①②③④为放热反应;
答案:①②③④
(2)盖斯定律在生产和科学研究中具有很重要的意义。有些反应的反应热虽然很难直接测量,但可通过间接的方法求得。根据以上反应的ΔH值求出反应C(s)+H2O(g)===H2(g)+CO(g)的ΔH=________。
解析:将③-②可得C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)
ΔH=(-110.5 kJ/mol)-(-242 kJ/mol)=+131.5 kJ/mol;
答案:131.5 kJ•mol-1
(3)(2)中反应的熵ΔS________0(填“>”、“=”或“<”);又已知:ΔG=ΔH-TΔS(T指温度),当ΔG<0时可自发进行,则该反应在什么条件下可自发进行?________。
解析:该反应吸热,且气体分子数增加,ΔS>0,则反应在高温条件下能自发进行。
答案:> 高温
6.高炉炼铁中常用焦炭还原Fe2O3。请运用所学知识判断用焦炭还原Al2O3炼制金属铝的可能性。如果要实现这一过程,最低温度需要是多少?
已知298 K时反应2Al2O3(s)+3C(s)===4Al(s)+3CO2(g)的ΔH=2 171 kJ•mol-1,ΔS=635.5 J•mol-1•K-1。
解析:据反应自发性的判据:
ΔH-TΔS=2 171 kJ•mol-1-298 K×635.5×10-3 kJ•mol-1•K-1=1 981.62 kJ•mol-1>0,可见在298 K时用炭还原Al2O3制Al是不可能实现的。由于温度对ΔH、ΔS的影响不大,可认为ΔH、ΔS为常数,则T>ΔHΔS时反应可以自发进行,即:ΔHΔS=2 171 kJ•mol-1635.5×10-3 kJ•mol-1•K-1=3 416 K<T。
答案:炼制金属铝不可能实现。如果要实现这一过程,最低温度需要3416 K。
1.(双选题)下列过程属于熵增加的是( )
A.固体的溶解