【化学】鲁科版选修4《化学反应原理》教案：2.1《化学反应的方向》(第3课时)

（第三课时）

【题1】吸热反应一定是（C ）

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

【解析】吸热反应是一个把热能等转化为物质内部能量而被“贮存”起来的过程，B 错误，

C 正确；吸热的自发反应是熵增加的过程，A 错误；有些吸热反应在常温或低温下也可自发

进行，D 错误。

【题２】下列说法中正确的是（AC ）

A.物质发生化学反应都伴随着能量变化

B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化

C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同

D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变

化，物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。在一个确定的化学反应关系中，反应物的

总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>y ，化学反应为放热反应；x

反应；x ≠y 。

【题３】ΔH －T ΔS 作为化学反应方向的判据，它适用的条件是（A ）

A.温度、压强一定

B.压强一定

C.温度、体积一定

D.体系中物质的状态一定

【解析】ΔH －T ΔS 只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断，不能用于其他

条件下的反应判断。

【题４】下列反应都是吸热反应，在高温下不能自发进行的是（A ）

A.CO(g)＝C(s)+ 21O 2(g)

B.2CuO(s)＝Cu 2O+2

1O 2(g) C.MgCO 3(s)＝MgO(s)+CO 2(g) D.SnO 2(s)+C(s)＝Sn(s)+CO 2(g)

【解析】A 反应既是吸热反应，又是熵减小的反应，所以温度越高，ΔH －T ΔS 的值越大，

不能自发进行。B 、C 、D 的反应是吸热反应，但都是熵增加反应，温度越高。ΔH －T ΔS

的值越小，可能自发进行。

【题5】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（D ）

A.熵变

B.温度

C.压强

D.焓变

【解析】ΔH －T ΔS<0时反应可自发进行，由于常温、常压下，T ΔS 是较小的确定的值，

由ΔH －T ΔS ≥0时，

T ≤K 2.1586K

mol kJ 101.280mol kJ 3.4441131

=∙∙⨯-∙-----反应才可能逆转，故焓变对反应方向起决定性作用。

【题６】如图所示，在图１中A 、B 两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中

间活塞打开，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。

关于此过程的下列说法不正确的是（D ）

A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程，即熵增大的过程

B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出

C.此过程从有序到无序，混乱度增大

D.此过程是自发可逆的

【解析】两种互不作用的理想气体的等压混合，是一个不伴随能量变化的过程，但是一个熵增加的过程，即ΔH=0，ΔS>0，故ΔH－TΔS<0，所以在任何温度下都是自发的过程。【题７】25℃时，饱和KNO3溶液物质的量浓度是６mol•L –1，若将１mol固体置于１L水中，则变成盐溶液过程的的取值为（A）

A.< ０

B.＝０

C.>０

D.不能确定

【解析】

【题８】观察下列自然界的一些自发变化，可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是（C）

A.都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行

B.都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低

C.有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态

D.有一定的数据差来判断自发变化能否发生

【解析】有一定的进行限度是对的，但最终趋向于平衡状态。

【题９】向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体［Ba(OH)2•8H2O］和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在木板上滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：Ba(OH)2•8H2O (s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)

下列结论中正确的是（C）

A.自发反应一定是放热反应

B. 自发反应一定是吸热反应

C.有的吸热反应也能自发进行

D.吸热反应不能自发进行

【解析】本反应的ΔH>0，ΔS>0，故在一定温度下可自发进行。

【题10】当铁加热后放入氧气中可观察到的现象是，说明这个反应是（填“吸热”或“放热”）反应，说明单质铁的稳定性（填“强”或“弱”）于产物。【解析】燃烧必然是放热反应，放热反应的反应物总能量大于生成物总能量，能量越高，物质越不稳定。

【题11】对反应：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)，ΔH(298K)＝178.3 kJ•mol –1

ΔS(298K)＝169.6 J •mol –1•K –1，分析此反应在室温下能不能自发进行？假定反应焓变与熵变不随温度变化，求CaCO 3的分解温度。

【解析】设在温度为x 时可自发进行，则有

ΔH －T ΔS ＝178.3 kJ •mol –1 －x 169.6 J •mol –1•K –1<０

求得x>1051K ，故在常温下不能自发进行。

【题12】高炉炼铁中常用焦炭还原Al2O3。已知298K 时反应：

２Al 2O 3(s)+3C(s)＝4Al(s)+3CO 2(g) ΔH ＝217 kJ •mol –1 ΔS ＝635.5 J •mol –1•K –1

请运用所学知识判断用焦炭还原Al 2O 3炼制金属铝的可能性。

【解析】在常温下，代入数据计算可得ΔH －T ΔS>0，故不能自发进行。同理，计算得当Y>341.46 K 时，ΔH －T ΔS<0，可自发进行。

【题13】已知下列数据：CaSO 4(s)＝CaO(s)+SO 3(g) ΔH ＝401.88 kJ •mol –1

ΔS ＝403.4 J •mol –1•K –1通过计算说明能否用CaO 固体吸收高炉废气中的SO 3气体以防止SO 3污染环境。

【解析】当一个反应逆向发生时，其ΔH 、ΔS 的数值不变，但符号相反。反应在常温下能自发进行，同时反应的转折温度较高，为２122 K ，因此是可行的。

CaO(s)+SO 3(g) ＝CaSO 4(s) ΔH ＝－401.88 kJ •mol –1 ΔS ＝－403.4 J •mol –1•K –1

代入ΔH －T ΔS 中可判断得在常温下一定小于０，故能自发进行。

【题14】在298 K 时，下列反应的ΔH 依次为：

C 8H 18(g)＋2

25O 2(g)＝8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH 1＝－5512.4 kJ •mol –1 C(s ，石墨)＋O 2(g)＝CO 2(g) ΔH ２＝－393.5 kJ •mol –1

H 2(g)＋2

1O 2＝H 2O(l) ΔH 3＝－285.8 kJ •mol –1 C 8H 18(g)＝8C(s ，石墨)＋9H 2(g) ΔS ＝757.3 J •mol –1•K –1

则298 K 时，由单质生成１mol 正辛烷的ΔH 、ΔS 及ΔH －T ΔS 分别为多少？

【解析】由单质生成１mol 正辛烷的反应为：８C(s ，石墨)＋９H 2(g)→C 8H 18(g)，该反应是辛烷分解反应的逆反应，故ΔS ＝－757.3 J •mol –1•K –1，并且此反应的焓变ΔH ＝８ΔH ２＋９ΔH ３－ΔH １＝－207.8 kJ •mol –1，所以298 K 时，ΔH －T ΔS ＝17.86 kJ •mol –1。