高中化学复习知识点熵判据.docx

高中化学复习知识点熵判据.docx

《高中化学复习知识点熵判据.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学复习知识点熵判据.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中化学复习知识点熵判据

高中化学复习知识点：

熵判据

一、单选题

1．下列关于焓变和熵变的说法正确的（）

A．常温下反应C（s）+CO（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应△H＞0

B．自发反应的熵一定増大非自发反应的熵一定减小

C．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的

D．反应2Mg（s）+CO₂（g）＝C（s）+2MgO（s）能自发进行,则该反应△H＞0

2．下列变化过程中，ΔS＜0的是（　　）

A．氯化钠溶于水中

B．CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）

C．干冰的升华

D．NH3（g）和HCl（g）反应生成NH4Cl

3．下列反应中，熵显著增加的反应是（）

A．CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）

B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

C．C（s）+O2（g）=CO2（g）

D．2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）

4．冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是（　　）

A．△H＞0，△S＞0B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0，△S＞0D．△H＜0，△S＜0

5．下列说法正确的是

A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的

B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小

C．常温下，反应C（s）+CO2（g）

2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH＞0

D．反应2Mg（s）+CO2（g）=C（s）+2MgO（s）能自发进行，则该反应的ΔH＞0

6．下列说法不正确的是（　　）

A．表明参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式

B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大

C．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关

D．在0.1mol·L－1的氨水中，c（OH-）=c（NH4+）

7．下列叙述正确的是

A．地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀

B．反应

的熵变

C．常温下，

，

的含

溶液中，

D．

时，

的

溶液与等浓度的

溶液的导电能力相同

8．下列叙述中正确的是

A．反应MgCl2（l）＝Mg（l）＋Cl2（g）的ΔH＜0、ΔS＞0

B．加热Na2CO3溶液，

增大

C．由热化学方程式2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）  ΔH＝－566kJ·mol－1可知，CO的燃烧热是566kJ·mol－1

D．中和等体积、等浓度的醋酸和盐酸，醋酸消耗的NaOH的物质的量小

9．运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是（）

A．反应NH4HCO3（s）=NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向

B．增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应可以加快反应速率

C．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中

D．CH3COOH（aq）+NaOH（aq）=CH3COONa（aq）+H2O（l）ΔH=akJ·mol-1，HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）ΔH=bkJ·mol-1，因醋酸电离吸热，所以a>b

10．已知反应FeO（s）+C（s）=CO（g）+Fe（s）△H＞0，（假设△H，△S不随温度变化而变化），下列叙述中正确的是（ ）

A．高温下为自发过程，低温下为非自发过程B．任何温度下为非自发过程

C．低温下为自发过程，高温下为非自发过程D．任何温度下为自发过程

二、综合题

11．氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用。

请回答以下问题：

（1）如图是N2（g）、H2（g）与NH3（g）之间转化的能量关系图，则：

①N2（g）与H2（g）反应生成NH3（g）的热化学方程式为___________________.

②过程（Ⅰ）和过程（Ⅱ）的反应热________（填“相同”或“不同”）.

③某温度下，在1L恒温恒容容器中充入1molN2和3molH2进行上述反应，10min达到平衡，此时容器内压强变为原来的7/8.

a.该过程的平衡常数的表达式为____________.

b.N2的平衡转化率为________.

c.此时若保持容器温度和体积不变，向其中再加入2.25molN2和0.5molNH3，则平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移动.

（2）用NH3可以消除氮氧化物的污染，已知：

反应Ⅰ：

4NH3（g）＋3O2（g）

2N2（g）＋6H2O（g）ΔH1＝akJ·mol－1平衡常数为K1

反应Ⅱ：

N2（g）＋O2（g）

2NO（g）ΔH2＝bkJ·mol－1平衡常数为K2

反应Ⅲ：

4NH3（g）＋6NO（g）

5N2（g）＋6H2O（g）ΔH3＝ckJ·mol－1平衡常数为K3

则反应Ⅱ中的b＝_____（用含a、c的代数式表示），K3=_____（用K1和K2表示）.反应Ⅲ中的ΔS______（填“>”“<”或“＝”）0.

（3）在恒容的密闭器中，充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ，测得不同温度下反应体系中NH3的转化率（α）与压强p的关系如图所示：

①分析得p1________p2.（填“>”“<”或“＝”）

②下列叙述中，不能作为判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志的是________（填序号）.

a．N2的浓度不再改变b．断裂6molN—H键的同时，有6molH—O键形成

c．容器中压强不再变化d．混合气体的密度保持不变

12．三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。

回答下列问题：

（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成（HSiO）2O等，写出该反应的化学方程式___________。

（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3（g）=SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）ΔH1＝+48kJ·mol－1

3SiH2Cl2（g）=SiH4（g）＋2SiHCl3（g）ΔH2＝－30kJ·mol－1

则反应4SiHCl3（g）=SiH4（g）＋3SiCl4（g）的ΔH为____kJ·mol－1。

（3）对于反应2SiHCl3（g）

SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343K时，反应的平衡转化率α＝________%。

平衡常数K343K＝________（保留2位小数）。

②在343K下：

要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是______；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_________。

（4）甲醇水蒸气重整制氢（SRM）系统简单，产物中H2含量高、CO含量低（CO会损坏燃料电池的交换膜），是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。

反应如下：

反应I（主）：

CH3OH（g）+H2O（g）

CO2（g）+3H2（g）ΔH1=+49kJ/mol

反应II（副）：

H2（g）+CO2（g）

CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41kJ/mol

温度高于300℃则会同时发生反应III：

CH3OH（g）

CO（g）+2H2（g）ΔH3

反应1能够自发进行的原因是_________，升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是________。

写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施_______。

参考答案

1．A

【解析】

【详解】

A.在高温条件下△G＝△H-T・△S＜反应能进行，反应常温下不能自发进行，选项A正确；

B.焓变和熵变共同决定反应是否能自发进行，选项B错误；

C.放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，选项C错误；

D.该反应的△S＜0，能自发进行，说明△H＜0，选项D错误；

答案选A。

2．D

【解析】

【详解】

A.氯化钠溶于水，混乱度增大，ΔS＞0，故A错误；

B.CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g），反应生成气体，反应后熵变增大，ΔS＞0，故B错误；

C.干冰的升华，物质从固体变为气体，混乱度增大，ΔS＞0，故C错误；

D.氨气与氯化氢合成氯化铵，气体体积减小，ΔS＜0，故D正确；

故选D。

3．B

【解析】

【详解】

A.CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）该反应是气体减少的反应，是熵减的反应，故A错误；

B.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑反应前无气体，反应后生成气体，是熵显著增加的反应，故B正确；

C.C（s）+O2（g）=CO2（g），反应前后气体体积相同，熵值没有显著变化，故C错误；

D.2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s），是气体减少的反应，是熵减的反应，故D错误。

故选B。

【点睛】

熵描述的是体系的混乱度。

熵增加就是混乱程度增大的反应，反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加。

4．A

【解析】

【分析】

冰融化为水的过程需要吸收热量，固体变为液体的过程是熵增大的过程。

【详解】

同种物质，液态的能量大于固态，则冰融化为水的过程是吸热过程，即△H>0，液态时的熵大于固态时的熵，则冰融化为水的过程是熵增加的过程，即△S>0；答案选A。

5．C

【解析】

【详解】

A、反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若ΔH＜0，ΔS＞0，则一定自发，若ΔH＞0，ΔS＜0，则一定不能自发，若ΔH＜0，ΔS＜0或ΔH＞0，ΔS＞0，反应能否自发，和温度有关，A错误；

B、根据A中分析可判断B错误；

C、根据ΔH-TΔS＜0，反应的ΔS＞0，若ΔH＜0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH＞0，C正确；

D、反应的ΔS＜0，能自发，说明ΔH＜0，D错误。

答案选C。

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．热化学方程式的概念：

表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式，故A正确；

B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱度越大，熵值越大，故B正确；

C．△H-T△S＜0的反应可自发进行，则反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关，故C正确；

D．在氨水中同时存在氨的电离平衡和水的电离平衡，根据电荷守恒：

c（OH-）=c（NH4+）+c（H+），因此c（OH-）＞c（NH4+），故D错误；

故选D。

7．C

【解析】

【详解】

A.地下钢铁管道用导线连接着铜块，在潮湿环境中构成原电池，金属铁较活泼，是负极，易被腐蚀，故A错误；

B.该反应气体分子数减少，属于熵减小的反应，故B错误；

C.pH=10，则氢氧根离子浓度为1×10-4mol/L，含Mg2+溶液中存在：

c（Mg2+）×c2（OH-）=c（Mg2+）×（1×10-4）2≤Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，即c（Mg2+）≤5.6×10-4，故C正确；

D.H2S是弱电解质,不能完全电离，Na2S是强电解质，可以完全电解，同浓度溶液中，Na2S溶液中的离子浓度更大，所以导电能力更强，故D错误；

答案选C。

8．B

【解析】

【详解】

A．镁在氯气中燃烧是放热反应，故电解熔融的氯化镁制备金属镁是吸热反应，所以该反应△S＞0，△H＞0，故A错误；

B．加热Na2CO3溶液促进CO32-的水解，则水解常数Kh1=

也增大，故B正确；

C．燃烧热是1mol可燃物在氧气中完全燃烧生成稳定的氧化物释放的能量，则由热化学方程式2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）  ΔH＝－566kJ·mol－1可知，CO的燃烧热是283kJ·mol－1，故C错误；

D．醋酸和盐酸等体积、等浓度，则说明HCl和CH3COOH的物质的量相等，滴定时消耗的NaOH的物质的量相等，故D错误；

故答案为B。

9．B

【解析】

【详解】

A、△H-T△S＜0的反应可自发进行，由△H＞0、△S＞0，能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向，故A正确；

B、常温下，浓硫酸与铁产生钝化现象，故B错误；

C、NH4F水解，NH4F水溶液中含有HF，HF与玻璃中二氧化硅反应，因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，故C正确；

D、CH3COOH（aq）+NaOH（aq）=CH3COONa（aq）+H2O（l）ΔH=akJ·mol-1HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）ΔH=bkJ·mol-1，因醋酸电离吸热，前者放出的热量少，a、b均为负数，a的绝对值小，所以a>b，故D正确；

故选B。

10．A

【解析】

【详解】

△H＞0，△S＞0，低温下，△G=△H-T△S＞0，不能反应自发进行，高温下，△G=△H-T△S＜0，能反应自发，故A正确；B、C、D错误；故答案为A。

11．N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）ΔH＝－92kJ·mol－1相同K=c2（NH3）/［c（N2）c3（H2）］25%不（a-c）/3

>

【解析】

【详解】

（1）①据图可知2molNH3分解得到1molN2和3molH2，吸收92kJ/mol的热量，因而N2（g）与H2（g）反应生成NH3（g）的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）ΔH＝－92kJ·mol－1。

②根据盖斯定律，反应热只与起始状态及终了状态有关，与过程无关，这两个过程起始状态和终了状态相同，因而反应热相同。

③可以根据三段式去求解，设转化xmol/LN2：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）

起130

转x3x2x

平1-x3-3x2x

根据此时容器内压强变为原来的7/8，可列式得

，则x=0.25mol/L。

a.K=

；

b.N2的平衡转化率为0.25/1×100％=25％；

c.平衡时c（N2）=0.75mol/L，c（H2）=2.25mol/L，c（NH3）=0.5mol/L，K=

=0.029，向其中再加入2.25molN2和0.5molNH3，则c（N2）=3mol/L，c（H2）=2.25mol/L，c（NH3）=1mol/L，Q=

=0.029，因而Q=K，平衡不移动。

（2）根据盖斯定律，设反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为A、B、C，则B=（A-C）/3，因而b=（a-c）/3，由于c=a-3b，所以可知K3=K1/K23，根据4NH3（g）＋6NO（g）

5N2（g）＋6H2O（g）可知该反应各物质均为气体，且气体体积增大，因而混乱度变大，故ΔS>0。

（3）根据4NH3（g）＋6NO（g）

5N2（g）＋6H2O（g）可知该反应的气体计量数在反应前后增大，因而保持温度不变，NH3的转化率（α）越大，说明压强越小，因而p1

a．N2的浓度不再改变，说明各组分浓度都不变，因而可以作为判断平衡的标志，正确；b．断裂6molN—H键的同时，有6molH—O键形成，根据反应特点，两者都表示正反应速率，因而错误；c．由于反应前后气体计量数变化，当容器中压强不再变化可以判断平衡，正确；d．混合气体的密度ρ=m/V，由于各组分都是气体，反应前后混合气体总质量不变，又容器恒定，体积不变，因而密度始终是个定值，错误。

故答案选bd。

12．2SiHCl3+3H2O=（HSiO）2O+6HCl+114220.02移走生成物加入催化剂该反应为熵增大的反应升温会促进反应III的发生，提高CO的含量，而CO会破坏该电池的交换膜加入水蒸气或使用更合适的催化剂

【解析】

【分析】

（1）SiHCl3遇潮气时发烟生成（HSiO）2O等，说明反应物为SiHCl3、H2O，生成物为（HSiO）2O、HCl，从而写出该反应的化学方程式。

（2）利用盖斯定律进行计算。

（3）假设起始量，再从坐标图象中提取转化率数据，采用三段式进行相关计算。

（4）利用自由能方程分析反应自发进行的原因，再利用题给信息找出升温的缺陷，并找到提高转化率减少CO生成量的措施。

【详解】

（1）该反应的化学方程式2SiHCl3+3H2O=（HSiO）2O+6HCl；

答案：

2SiHCl3+3H2O=（HSiO）2O+6HCl。

（2）2SiHCl3（g）=SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）ΔH1＝+48kJ·mol－1①

3SiH2Cl2（g）=SiH4（g）＋2SiHCl3（g）ΔH2＝－30kJ·mol－1②

将①×3+②得：

4SiHCl3（g）=SiH4（g）＋3SiCl4（g）ΔH=+114kJ·mol－1；

答案：

+114。

（3）因为温度越高，反应速率越快，达平衡的时间越短，所以a为343K时SiHCl3的转化率曲线，b为323K时SiHCl3的转化率曲线。

①从图中可以看出，343K时，反应的平衡转化率α＝22%，

设反应物的起始浓度为2mol/L

2SiHCl3（g）

SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）

起始量2mol/L00

变化量0.44mol/L0.22mol/L0.22mol/L

平衡量1.56mol/L0.22mol/L0.22mol/L

平衡常数K343K＝

；

答案为：

22%；0.02。

②在343K下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是移走生成物；

要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有加入催化剂，加快反应速率；

答案为：

移走生成物；加入催化剂。

（4）依据自由能方程，∆G=∆H-T∆S，∆H>0，要使∆G<0，∆S>0。

反应1能够自发进行的原因是该反应为熵增大的反应；

从题给信息可以看出，升温有利于反应I，有利于反应II，还会促进反应III的发生。

即提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是升温会促进反应III的发生，提高CO的含量，而CO会破坏该电池的交换膜。

水蒸气为主反应的反应物，故加入水蒸气可以提高甲醇的转化率，同时使反应II的平衡逆向移动，从而降低了CO的生成率；也可使用更合适的催化剂，最好只催化反应I，不催化反应II，也能达到目的。

所以能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施为加入水蒸气或加入更合适的催化剂。

答案为：

该反应为熵增大的反应；升温会促进反应III的发生，提高CO的含量，而CO会破坏该电池的交换膜；加入水蒸气或使用更合适的催化剂。

【点睛】

对于反应2SiHCl3（g）

SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），若增大c（SiHCl3），虽然平衡正向移动，但其转化率不变；温度恒定，不能通过改变温度改变转化率；因为反应前后气体分子数相等，所以改变压强平衡不发生移动，不能改变转化率。

故只能通过减少生成物的浓度，提高反应物的转化率。