1、第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡 第第三三节节 化学化学反应反应的方向的方向 基础过关基础过关 1研究化学反应的方向具有重要意义。下列说法正确的是( ) A电解水的反应属于自发反应 B能自发进行的反应一定能迅速发生 C自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的 H0 2下列说法正确的是( ) A放热反应都是自发的 B反应能否自发与温度有关 C熵增大的反应都是自发反应 D具有足够高能量的分子间发生的碰撞称为有效碰撞 3已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应中，在任何
2、温度下都不 能自发进行的是( ) A2O3(g)=3O2(g) H0 CN2(g)3H2(g)=2NH3(g) H0 4已知 NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g) H185.57 kJ mol 1，下列说法正确 的是( ) A该反应任何温度下都不能自发进行 B该反应是一个熵增加的反应 C其他条件不变，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 5灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的 器皿放在 0 、100 kPa 的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用已知在 0 、1
3、00 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为 H2 180.9 J mol 1，S6.61 J mol 1 K1，当 HTS0 时能自发反应( ) A会变 B不会变 C不能确定 D升高温度才会变 6下列有关说法不正确的是( ) ANa 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B非自发反应在某些条件下也能够实现 C室温下，冰溶于水的过程是一个自发反应 D已知反应 NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的 H0 能力提升能力提升 7下列有关说法中正确的是( ) A 2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g
4、)在低温下能自发进行， 则该反应的 H 0 BNH4Cl(s)=NH3(g)HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的 H0，Sp2，则此反应的 S0 B在图像反应中，若 T1T2，则该反应能自发 C在图像反应中，说明正反应为吸热反应 D由图像反应可知该反应在任意温度下均可自发 9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),在 298 K、100 kPa 下，H113 kJ mol 1， S145
5、J mol 1 K1。下列说法中错误的是( ) A该反应中反应物总能量高于生成物的总能量 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人体血红蛋白结合而使人中毒 10在 298 K、101 kPa 下，下列说法不正确的是( ) 反应 1：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3 (s) H11 648 kJ mol 1 反应 2：C(s)O2 (g)=CO2 (g) H2393 kJ mol 1 反应 3：2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s) H31 480 kJ mol 1 反
6、应 4：2FeCO3(s)1 2O2(g)=2CO2(g)Fe2O3(s) H4 A上述反应 1、2、3、4 在热力学上自发趋势都很大 B反应 1 和 3 在较低温度下能自发反应，反应 4 是熵增反应 C自发反应代表反应一定能发生，可以判断过程的方向，但不能确定过程发生的速率 D反应 1 不能表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式 11 在化学反应A(g)B(g)2C(g)D(g) HQ kJ mol 1过程中的能量变化如图所示， 回答下列问题。 (1)Q_0 (填“”“”“”或“”或“0、S0。 常温下，该反应_(填“能”或“不能”)自发进行。 据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为
7、决定反应进行方向的因素。 (4)已知 CaSO4(s)CO(g)=CaO(s)SO2(g)CO2(g) H218 kJ mol 1，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“”“”或“”“”或“”)。 参考答案 基础过关基础过关 1 【答案】D 【解析】电解水的反应属于非自发反应，常温下水无法分解为氢气和氧气，A 项错误；能自 发进行的反应，其反应速率和浓度、温度、压强、催化剂等因素有关，不一定能迅速发生， B 项错误；自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，C 项错误；反应 2NO(g) 2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的气
8、体分子数减小，熵减小，在常温下能自发进行，则一定是 放热反应，H0，D 项正确。 2 【答案】B 【解析】HTS0 的反应能自发进行，则放热反应不一定都是自发的，A 说法错误；根 据综合判据，反应能否自发与温度有关，B 说法正确；HTS0 的反应能自发进行，则 熵增大的反应不一定都是自发反应，C 说法错误；能引起化学反应的碰撞称为有效碰撞，D 说法错误。 3 【答案】B 【解析】该反应 H0，任何温度都自发，A 项错误；该反应 H0，S0，任何温 度都不自发，B 项正确；该反应 H0，S0，S0， 高温自发，D 项错误。 4 【答案】B 【解析】反应自发进行的条件为 GHTS0， 正反应方向为
9、混乱度增大的方向， S0， 高温时， GHTS0，该反应是一个熵增加的反应，故 B 正确；其他条件不变，使用催化剂可 以改变化学反应速率，不能改变平衡移动，则不能改变化学反应进行的方向，故 C 错误； 反应能否自发进行与吸、放热无关，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应为吸热反应，但能 自发进行，故 D 错误。 5 【答案】A 【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着 GHTS0 的方向进行，直至达 到平衡状态。因此,在 0 、100 kPa 条件下,该反应的 GHTS2 180.9 J mol 1 273 K (6.61 J mol 1 K1)376.37 J mol10，因此在该条件下白锡
10、会变为灰锡。 6 【答案】C 【解析】 Na 与 H2O 反应的方程式为 2Na2H2O=2NaOHH2， 该反应为放热反应(H0)， 且属于熵增，根据 GHTS，推出 G0，该反应能自发进行，A 正确；非自发反应 并不是在任何条件下都不能实现，取决于温度等外界条件，如铜和稀硫酸不反应，但在电解 条件下可生成硫酸铜和氢气，B 正确；常温下，冰溶于水属于物理变化，不属于化学反应， C 错误；该反应为熵减，即 S0，根据 GHTS，该反应能自发进行，说明 G0， 从而推出 H0, D 正确。 能力提升能力提升 7 【答案】C 【解析】GHTS，G0， 反应逆向自发进行。对于反应 2CaCO3(s)
11、2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)，气体物 质的量减小，S0，在低温下能自发进行，所以该反应的 H0，该反应在室温下不能自发进 行，说明 H0，故 B 错误；若 H0，Sp2，相同温度下，增大压强，平衡向气体体积减小的方 向移动，A 的转化率增大，说明平衡正向移动，则 a1c，即此反应的 ST2，升高温度，A 的转化率降低，说明正反 应是放热反应，所以 H0，当 GHTST2，升高温度，C 的物质的量减少，则平衡逆 向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即该反应正向为放热反应，故 C 错误。在图 像反应中，无法确定化学反应的熵变，因此无法判断反应自发进行的条件，故 D
12、 错误。 9 【答案】B 【解析】 由已知得反应为放热反应， 且是熵减的反应。 生成物的总能量低于反应物的总能量。 常温下， HTS113 kJ mol 1298 K (145 103 kJ mol1 K1)69.79 kJ mol10， 即该反应在常温下能自发进行，故 C、D 正确。 10 【答案】C 【解析】题述反应 1、2、 3、4 都是放热反应且放出的热量较多， 在热力学上自发趋势很大， 故 A 项正确；反应 1 和 3 都是放热的熵减反应，根据复合判据 HTS0 知，在较低温度 下能自发进行，反应 4 是气体分子数增大的反应，它是熵增反应，B 项正确；化学反应的自 发性只能判断过程的
13、方向， 不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率， 故 C 项错误； 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不是氧化铁，故 D 项正确。 11 【答案】(1) (3)能 (4)减小 逆反应 【解析】据图像可知，该反应是放热反应，故 Q 不能 (2) 【解析】(1)由于 CO 在 O2中燃烧生成 CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成 CO 和氧气的 反应为吸热反应， H0， 根据化学方程式可知， 反应后气体的化学计量数之和增加， S0， 故低温下 GHTS0，反应不能自发进行。(2)GHTS0 时反应自发进行，通 过化学方程式可知 S0，常温下反应能够自发进行，则 H0。(3)根据 GHTS0，S0，
14、则常温下不能自发进行；该反应的 H0、S0， 高温条件下能使 GHTS0，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 S0、H0，则高温时 GHTS0，反应 能自发进行。(5)已知某吸热反应能自发进行，即 GHTS0，则 S0。 13 【答案】(1) 【解析】(1)由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向 移动，故正反应为放热反应，即 H0，根据反应自发进行的判据：HTS0，反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体 系混乱度增大，则反应的 S20，所以反应自发进行的条件是高温，反应可由反应 反应得到，根据盖斯定律，H2H1H3，由于 H20，所以 H1H3。