2013年鲁科化学选修《化学反应原理 》：第2章第一节知能优化训练 Word版含答案
1．下列过程是非自发的是( )
A．铜在空气中生成铜绿
B．NaCl晶体溶于水电离成Na＋和Cl－
C．室温常压下CO2气体变成干冰
D．天然气燃烧
解析：选C。铜变铜绿、氯化钠在水中电离、天然气燃烧，室温下干冰变成气体CO2都是自发的，其逆过程都是非自发的。
2．下列过程属于熵增加的是(双选)( )
A．固体的溶解过程
B．气体扩散过程
C．水蒸气变成液态水
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
解析：选AB。A是熵增过程；B也是熵增过程。C、D是熵减过程。
3．(2010年淮北高二质检)碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是( )
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D．碳酸铵都不稳定，都能自发分解
解析：选A。碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气的反应是一个能自发进
行的吸热反应，根据能量判据，碳酸铵是不能自发分解的。但该反应中生成了易挥发的气体，使体系的熵增大，根据熵判据可知，该反应能自发进行。放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程应为熵增加的过程。因此，选项A是正确的。
4．对于反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3 kJ·mol－1，ΔS＝－280.1 J·mol－1·K－1。
在常温、常压下反应能自发进行，对反应的方向起决定性作用的是( )
A．熵变 B．温度
C．压强 D．焓变
解析：选D。ΔH<0有利于反应自发进行，ΔS<0不利于反应自发进行，且|ΔH|≫|ΔS|，所以反应焓变对反应方向起决定性作用，使反应在常温常压下能自发进行。
5．有A、B、C、D四个反应：
反应 | A | B | C | D |
ΔH/kJ·mol－1 | 10.5 分解反应 | 1.80 | －126 | －11.7 |
ΔS/J·mol－1·K－1 | 30.0 | －113.0 | 84.0 | －105.0 |
则在任何温度下都能自发进行的反应是__________，任何温度下都不能自发进行的反应是__________，另外两个反应中，在温度高于__________ ℃时，可自发进行的反应是__________，在温度低于__________ ℃时，可自发进行的反应是__________。
解析：C中ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应均可自发进行；B中ΔH>0，ΔS<0，任何温度下反应都不能自发进行；A中ΔH>0，ΔS>0，高温下反应可自发进行，T>＝350 K，即T>77 ℃时，反应可自发进行；D中ΔH<0，ΔS<0，低温下反应可自发进行，T<＝111.4 K，即T<－161.6 ℃时，反应可自发进行。
答案：C B 77 A －161.6 D
1．自发进行的反应一定是( )
A．吸热反应 B．放热反应
C．熵增加反应 D．熵增加或者放热反应
解析：选D。自发进行的反应既可能是放热反应，也可能是熵增加反应。当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小悬殊使某一因素占主导地位，则有时候焓变占主导因素，有时候熵变占主导因素。
2．以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝56.7 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
解析：选D。因为A、B、C三个自发过程均为吸热过程，显然不能用能量判据来解释。
3．下列说法正确的是( )
①铁在潮湿空气中生锈是自发过程，②NH4HCO3受热分解是由于由不稳定物质生成了稳定物质，③反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素，④自发过程中，熵值都是增大的，⑤温度、压强一定时，放热且熵增加的反应一定能自发进行，⑥把CO2通入到Na2SiO3溶液中之所以生成白沉淀是因为强酸能制取弱酸。
A．①②③④⑤⑥ B．①②⑤⑥
C．③④ D．④⑤⑥
解析：选B。铁在潮湿的空气中，由于易被强氧化性物质O2氧化成弱氧化性物质而能自发进行；反应的焓变是影响反应方向的因素之一，但不是决定反应方向的惟一因素；反应能否自发进行是由熵变和焓变共同决定，有些自发进行的反应熵值增大，有些减小；温度、
压强一定时，放热反应的ΔH<0，而熵值增大时，ΔS>0，故ΔH－TΔS<0反应能自发进行；由于碳酸的酸性比硅酸强所以把CO2通入到Na2SiO3溶液中可看到沉淀生成。
4．下列关于判断过程的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是自发的化学反应
C．由能量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．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
解析：选C。有些吸热反应也可以自发进行。如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是吸热反应，又是熵增加的反应，所以A不正确。高温高压使石墨转化为金刚石，要向体系中输入能量，本质仍然是非自发的，所以B不正确。同一物质：气态时的熵值最大，液态时次之，固态时熵值最小，所以D不正确。
5．(2010年银川高二调研)对下列过程中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．H2O(g)变成液态水：ΔS＞0
D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0
解析：选C。熵变(ΔS)是依据混乱度来取值的，混乱度的大小取决于能够自由运动的粒子的数目。
A项固体食盐由于离子键的作用，Na＋、Cl－不能自由运动，但食盐溶于水后，电离出自由移动的Na＋、Cl－，则ΔS＞0；B项2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，注意C是固体，n(CO)＞n(O2)，则ΔS＞0；C项H2O(g)变为H2O(l)，分子的自由度减少，则ΔS＜0；D项CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)，注意 CaCO3和CaO均是固体，则ΔS＞0。
6．知道了某过程有自发性之后，则( )
A．可判断出过程的方向
B．可确定过程是否一定会发生
C．可预测过程完成的快慢
D．可判断过程的热效应
解析：选A。知道过程有自发性之后，能判断反应的方向，但不能判断反应进行的快慢、进行的程度以及该反应是否一定发生。
7．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )
A．CO(g)===C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
解析：选A。A、B、C、D都是分解反应，都是吸热反应(ΔH>0)。B、C、D三个反应又都是熵增加的反应(ΔS>0)。所以高温时能自发进行(ΔH－TΔS<0)。A不是熵增加的反应，在高温下不能自发进行。
8．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为：
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＝(－4500＋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：选A。要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409 K。
9．下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( )
A．2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0
C．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH>0
D．X2Y2(g)===X2(g)＋Y2(g) ΔH<0
解析：选D。A项需通电才能进行，为非自发反应；B项ΔH<0、ΔS<0，在低温下ΔH－TΔS<0，反应能自发进行；C项ΔH>0，ΔS>0，在高温下ΔH－TΔS<0，反应能自发进行；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下ΔH－TΔS<0，反应一定能自发进行。
10．(2010年泰安高二期末测试)汽车尾气(含烃类、CO、NO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安装催化转化器，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)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件
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．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
解析：选B。此反应是放热反应，所以A正确；常温下，该反应的ΔH－TΔS<0，反应可以自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率，所以B不正确，C正确；NO、CO都可以和血红蛋白结合而使人中毒，D正确。
11．试判断下列体系的熵变是大于0，还是小于0。
(1)水蒸气冷凝成水________；
(2)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)________；
(3)乙烯聚合成聚乙烯________；
(4)N2O4(g)===2NO2(g)________。
解析：气体的物质的量增加的反应或过程，体系的熵增加，即ΔS>0；若气体物质的量减少，体系的熵就减小，ΔS<0。因此(1)(3)均为熵减小的变化；(2)(4)为熵增加的化学反应。
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