學業分層測評(八)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．下列關于自發過程的說法中正確的是()【導學號：92410112】A．自發過程的逆過程在此條件下是非自發的B．自發變化一定能進行，非自發變化一定不能進行C．自發反應一定能進行徹底D．可以通過改變溫度或加催化劑的辦法使非自發反應轉變為自發反應【解析】反應是否實際進行還要受速率影響，B項錯誤。自發反應總是向ΔH－TΔS<0的方向進行，直至達到平衡狀態，C項錯誤。溫度可以使ΔH和ΔS正負相同的不自發反應轉變為自發反應，但催化劑不能，D項錯誤。【答案】A2．下列過程是自發進行的吸熱反應的是()A．NaOH與HCl反應B．CO與O2點燃C．消石灰與氯化銨晶體的反應D．SO3與H2O反應【解析】以上四個反應都可自發進行，但A、B、D三項中的反應都為放熱反應，只有C項是吸熱反應。【答案】C3．下列說法不正確的是()【導學號：92410113】A．鐵生銹和氫燃燒均為自發放熱過程B．冰融化的過程中，熵值增加C．無熱效應的自發過程是不存在的D．同一物質固態時熵值最小【解析】自發過程是在一定條件下不需要外力就能進行的過程。鐵生銹和氫燃燒均為混亂度減小、有序性增加、穩定性增強、放出熱量的自發反應，A項正確；冰融化即有序性減小，混亂度增加，即熵值增加，B項正確；物質由有序轉化為無序時，不一定發生熱效應，如分子的擴散現象，C項錯誤；同一物質在固態時有序性最高，混亂度最小，熵值最小，D項正確。【答案】C4．過程的自發性的作用是()A．判斷過程的方向B．確定過程是否一定會發生C．判斷過程發生的速率D．判斷過程的熱效應【解析】大量事實告訴我們，過程的自發性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發生和過程發生的速率，所以A正確，B、C錯誤；放熱反應常常是自發進行的，但有些吸熱反應也能自發進行，D錯誤。【答案】A5．實驗證明，多數自發進行的反應都是放熱反應，對此說法理解正確的是()【導學號：92410114】A．所有的放熱反應都是自發進行的B．所有的自發反應都是放熱的C．焓變是影響反應是否具有自發性的一個重要因素D．焓變是決定反應是否具有自發性的唯一判據【解析】焓變和熵變都是影響反應是否具有自發性的重要因素，故C正確，D錯誤。不是所有的放熱反應都能自發進行，且能自發進行的反應不都是放熱反應，有些吸熱反應也可以自發進行，需要利用綜合判據來判斷反應方向，故A、B錯誤。【答案】C6．能用焓判據判斷下列過程方向的是()A．濕的衣服經過晾曬變干B．硝酸銨溶于水C．100℃D．25℃、101kPa時2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋【解析】濕衣服經過晾曬變干和硝酸銨溶于水都是自發過程，該過程雖然吸收熱量，但熵值增大，熵增效應超過了能量效應；100℃時水蒸氣凝結成水是自發過程，因為該過程釋放了能量，使體系能量降低，符合題意；D項中反應是吸熱反應，同時又是熵增反應，熵增效應超過了能量效應，不能只根據焓變來判斷反應進行的方向。【答案】C7．已知反應2CO(g)=2C(s)＋O2(g)的ΔH為正值，ΔS為負值。設ΔH和ΔS不隨溫度而變，下列說法正確的是()【導學號：92410115】A．低溫下能自發進行B．高溫下能自發進行C．低溫下不能自發進行，高溫下能自發進行D．任何溫度下都不能自發進行【解析】ΔH－TΔS>0時，反應不能自發進行，因ΔH>0，ΔS<0，所以2CO(g)=2C(s)＋O2(g)在任何溫度下都不能自發進行。【答案】D8．灰錫結構松散，不能用于制造器皿，而白錫結構堅固，可以制造器皿。現把白錫制成的器皿放在0℃(已知在0℃、100kPa條件下白錫轉化為灰錫的反應焓變和熵變分別為ΔH＝－2J/mol，ΔS＝－J/(mol·K)，當ΔH－TΔSA．會變 B．不會變C．不能確定 D．升高溫度才會變【解析】在等溫、等壓條件下，自發反應總是向著ΔH－TΔS<0的方向進行，直至達到平衡狀態。因此，在0℃、100kPa條件下，白錫轉化為灰錫的ΔH－TΔS＝－2J/mol－273K×[－J/(mol·K)]＝－J/mol<0，因此在該條件下白錫會變為灰錫。【答案】A9．已知“凡氣體分子總數增多的反應一定是熵增大的反應”。一定條件下，下列反應不可能自發進行的是()【導學號：92410116】A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0【解析】A項反應是一個ΔH<0，ΔS>0的反應，一定能自發進行。B項反應是一個ΔH>0，ΔS<0的反應，一定不能自發進行。C項反應是一個ΔH<0，ΔS<0的反應，低溫下能自發進行。D項是一個ΔH>0，ΔS>0的反應，高溫下能自發進行。【答案】B10．判斷下列反應的熵值的變化，在每小題后面的橫線上填上“增加”、“減小”或“無明顯變化”。(1)2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up17(點燃))2H2O(l)________。(2)H2(g)＋Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(點燃))2HCl(g)________。(3)(NH4)2CNH4HCO3(s)＋NH3(4)Cu(s)＋Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(點燃))CuCl2(s)________。(5)將少量KNO3晶體溶解在水中________。【解析】判斷熵值變化的依據是，同溫同壓下，氣態熵值＞液態熵值＞固態熵值，狀態都是氣態時，看物質的量的多少，物質的量越多，熵值越大。故(1)減小，(2)無明顯變化，(3)增加，(4)減小。(5)KNO3溶于水時KNO3=K＋＋NOeq\o\al(－,3)，自由移動離子數目增多，因此熵值增加。【答案】(1)減小(2)無明顯變化(3)增加(4)減小(5)增加11．已知在100kPa、K時石灰石分解反應：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1ΔS＝＋J·(mol·K)－1(1)該反應常溫________(填“能”或“不能”)自發進行。(2)據本題反應數據分析，溫度________(填“能”或“不能”)成為反應方向的決定因素。(3)若溫度能決定反應方向，則該反應自發進行的最低溫度為________。【解析】(1)ΔG＝ΔH－TΔS＝kJ·mol－1－K××10－3kJ·(mol·K)－1＝kJ·mol－1>0，所以該反應不能自發進行。(2)因為該反應ΔH>0、ΔS>0，所以根據ΔG＝ΔH－TΔS可知在溫度較高的時候，ΔG可能小于0。(3)根據ΔG＝ΔH－TΔS<0時，反應可自發進行，則有：T>ΔH/ΔS＝1K。【答案】(1)不能(2)能(3)112．在化學反應A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH＝QkJ·mol－1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。【導學號：92410117】(1)Q________0(填“>”、“<”或“＝”)。(2)熵變ΔS________0(填“>”、“<”或“＝”)。(3)該反應________自發進行(填“能”或“不能”)。【解析】據圖象可知，該反應是放熱反應，故Q<0。據反應特點可知，該反應是熵增大的反應；據此可知該反應能自發進行。【答案】(1)<(2)>(3)能[能力提升]13．分析下列反應在任何溫度下均能自發進行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1【解析】反應自發進行的前提條件是反應的ΔH－TΔS<0，溫度的變化可能使ΔH－TΔS的符號發生變化。對于A項，ΔH>0，ΔS<0，在任何溫度下，ΔH－TΔS>0，即任何溫度下，反應都不能自發進行；對于B項，ΔH<0，ΔS<0，在較低溫度下，ΔH－TΔS<0，即反應溫度不能過高；對于C項，ΔH>0，ΔS>0，若使反應自發進行，即ΔH－TΔS<0，必須提高溫度，反應只有在較高溫度時能自發進行；對于D項，ΔH<0，ΔS>0，在任何溫度下，ΔH－TΔS<0，即在任何溫度下反應均能自發進行。【答案】D14．實現“節能減排”和“低碳經濟”的一項重要課題就是如何將CO2轉化為可利用的資源。目前工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下圖表示該反應過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化：關于該反應的下列說法中，正確的是()【導學號：92410118】A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0【解析】根據反應過程中能量變化的情況可知反應物的總能量高于生成物的總能量，反應放熱，ΔH<0；該反應發生后氣體的物質的量減小，ΔS<0。【答案】C15．反應CH3OH(l)＋NH3(g)→CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度時才能自發向右進行，若該反應的ΔH＝＋17kJ/mol，|ΔH－TΔS|＝17kJ/mol，則下列關系中正確的是()A．ΔS>0，ΔH－TΔS<0B．ΔS<0，ΔH－TΔS>0C．ΔS>0，ΔH－TΔS>0D．ΔS<0，ΔH－TΔS<0【解析】ΔH＝＋17kJ/mol>0，ΔS>0，在某溫度時能自發向右進行，|ΔH－TΔS|＝17kJ/mol，只有ΔH－TΔS＝－17kJ/mol<0。【答案】A16．已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下可能發生如下兩個反應：①CH4(g)→C(s)＋2H2(g)；②2CH4(g)→C2H2(g)＋3H2(g)。某同學為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度，在圖書館查到如下熱力學數據：【導學號：92410119】反應①的ΔH(298K)＝＋kJ·mol－1，ΔS(298K)＝J·(mol·K)－1；反應②的ΔH(298K)＝＋kJ·mol－1，ΔS(298K)＝J·(mol·K)－1已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請幫助這位同學考慮如下問題：(1)判斷該反應是高溫自發還是低溫自發________(填“高溫”或“低溫”)。(2)此反應在常溫下________(填“能”或“不能”)自發進行。(3)制取炭黑的允許溫度范圍為________。(4)為了提高甲烷的碳化程度，你認為下面四個溫度中最合適的是________。A．K B．927KC．1273K D．2000K【解析】(1)因反應①的ΔH>0，ΔS>0，只有升高溫度，才能使ΔH－TΔS<0，故該反應是高溫自發。(2)ΔH－TΔS＝kJ·mol－1－298K××10－3kJ·(mol·K)－1≈kJ·mol－1，該反應在常溫下不能自發進行。(3)求制取炭黑的允許溫度范圍，即