第二章 第1节 化学反应的方向 同步练习 2021-2022学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第2章第1节 化学反应的方向 同步练习
一、单项选择题(共15小题)
1．下列说法完全正确的是（ ）
选项 变化 ΔS ΔH 方向性
A H2O(l)=H2O(g) <0 >0 非自发
B 2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq) >0 <0 不自发
C 2NO2(g)N2O4(g) <0 <0 能自发
D NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) <0 >0 非自发
2．下列说法正确的是
A．反应 2NaCl(s) = 2Na(s)+Cl2(g)的 △H＞0, △S＞0
B．常温下，将稀CH3COONa溶液加水稀释后，恢复至原温度，pH增大和Kw不变
C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高H2的转化率
D．氢氧燃料电池工作时，若消耗标准状况下11.2LH2，则转移电子数为6.02×1023
3．有人提出可利用反应消除对环境的污染，并回收碳和氧气。下列对上述反应的判断合理的是( )
A．任何温度下都能自发进行 B．较高温度下能自发进行
C．较低温度下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
4．以下说法中正确的是：
A．ΔH＜0的反应均是自发反应
B．自发进行的反应一定能随时自动发生
C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
D．MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)高温下，不能自发
5．已知自由能△G=△H-T△S＜0 时，反应自发进行。将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为： C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/（K·mol）。下列说法正确的是（）
A．常温下不能自发进行 B．常温下能自发进行
C．100℃下能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
6．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在高温时不能自发进行
B．其他条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0
D．反应2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+ 2H2O(l)的ΔH＜0、ΔS＞0
7．下列说法不正确的是( )
A．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B．反应NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=+185.57kJ mol-1能自发进行，原因是体系有自发向混乱度增加的方向进行的倾向
C．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应速率
8．250℃，101kPa时，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，该反应能自发进行，其自发进行的主要原因是( )
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应
9．下列有关化学反应方向的描述中正确的是
A．放热反应都能自发进行
B．冰融化为水的过程中：，
C． ，该反应能否自发进行与温度无关
D．硝酸铵溶于水可自发进行，因为该过程
10．已知，在25℃、101 kPa时： ① C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
② 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol
③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
下列判断不正确的是
A．6 g碳完全燃烧时放出热量196.8 kJ
B．反应②可以自发进行
C．H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ/mol
D．制备水煤气的反应热ΔH=＋131.3 kJ/mol
二、非选择题（共5小题）
11．Ⅰ．机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
（1）气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H＞0。汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因 、 。
（2）汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) ΔH>0，该设想能否实现？ (选填“能”或“不能”)，依据是 。
Ⅱ．在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应：
A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)
（1）相同的压强下，充入一定量的A、B后，在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图所示。
则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)，该反应的正反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示：
①由图可见，反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了条件，则t8时改变的条件是 。
②若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
12．汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH>0，已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K=64×10-4。
请回答：
(1)某温度下，向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol，5分钟后O2的物质的量为0.5 mol，则N2的反应速率为___________。 平衡常数K=___________
(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志___________(填字母序号)。
A．消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 B．混合气体密度不变
C．混合气体平均相对分子质量不变 D．2v正(N2)= v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是___________(填字母序号)。
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气体中NO的体积分数_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
13．根据最新“人工固氮”的报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面可与水发生反应生成NH3，反应方程式为2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g)，进一步研究生成量与温度的关系，常压下测得部分数据如下表：
T/℃ 30 40 50
NH3的平衡浓度/(×10－6mol/L) 4.8 5.9 6.0
(1)该反应的△H_____0，△S________0(填“>”、“ ”或“=”)
(2)该反应在30℃、40℃时化学平衡常数分别为K1、K2，则K1___K2(填“>”、“ ”或“=”)
14．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H<0。已知1100℃时K=0.263。
（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值___，平衡常数K值___（增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态____(“是”或“否”)，此时，化学反应速率是υ正__υ逆（大于、小于或等于），其原因是___。
15．有A、B、C、D四个反应：
反应 A B C D
ΔH/(kJ·mol-1) 10.5 1.80 -126 -11.7
ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0 -113.0 84.0 -105.0
①在任何温度下都能自发进行的反应是______；
②任何温度下都不能自发进行的反应是______；
③另两个反应中，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______。
参考答案
一、单项选择题(共15小题)
1．C
解析：A．该反应为气体增多的反应，所以ΔS>0，故A错误；
B．ΔH＜0，ΔS＞0，任意温度下都可以满足ΔH-TΔS＜0，反应一定自发进行，故B错误；
C．ΔH＜0，ΔS＜0，则当温度降低到一定值可以满足ΔH-TΔS＜0，即低温下可以自发进行，故C正确；
D．ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH-TΔS＜0，即高温下可以自发进行，故D错误；
故答案为C。
【点睛】
依据反应自发的判据：ΔH-TΔS＜0自发进行，ΔH-TΔS＞0不自发进行；
当ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应自发进行；
而ΔH＜0，ΔS＜0，只有在低温下反应自发进行；
ΔH＞0，ΔS＞0，只有在高温下反应自发进行；
ΔH＞0，ΔS＜0时，所有的温度下反应都不自发进行。
2．D
解析：A．由化学计量数可知△S＞0，2NaCl(s)═2Na(s)+Cl2(g)常温下不能发生，则△H-T△S＞0，即△H＞0，故A错误；
B．温度不变，Kw=c(H+) c(OH-)不变，加水稀释体积增大，则n(H+) n(OH-)增大，故B错误；
C．NH3液化分离，平衡正向移动，但正反应速率减小，但提高H2的转化率，故C错误；
D．n(H2)==0.5mol，负极上氢离子失去电子，H元素的化合价由0升高为+1价，则转移电子数为0.5mol×2×(1-0)×6.02×1023=6.02×1023，故D正确；
故答案为D。
3．D
4．C
5．A
6．C
7．A
8．D
9．D
10．C
二、非选择题（共5小题）
11．Ⅰ（1）温度升高，反应速率加快 温度升高，有利于平衡反应正向进行
（2）不能 该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行
Ⅱ（1）>；>
（2）①使用催化剂
②
解析：Ⅰ（1）对应反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H＞0。温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是温度升高，反应速率加快；且该反应为吸热反应，温度升高，有利于平衡反应正向进行。
（2）汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，不能通过2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) ΔH>0反应除去，原因是该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行。
Ⅱ．（1）根据先拐先平衡，T1＞T2。温度升高，C的百分含量增大，所以升温平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，△H＞0；
（2）①t8后，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体体积不相同，只能是使用了催化剂；②t4时降压，则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大，平衡正向移动，t5时达到平衡逆反应速率不变，t6时增大反应物的浓度，逆反应瞬间没变，但随后速率也会慢慢增加，所以在图2中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线如图：；
12．0.05 mol·(L·min)-1 4 AD AC 不变
解析：(1)某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则消耗的氧气的物质的量为0.5mol，消耗的氮气的物质的量也为0.5mol，消耗的氮气的物质的量浓度为0.25mol/L，则用氮气表示的速率v(N2)==0.05mol/(L·min)；起始时氧气和氮气均为1mol，都消耗了0.5mol，所以平衡时均为0.5mol，生成的NO的物质的量为1mol，平衡时NO的物质的量为1mol，容器体积为2L，所以平衡时N2、O2、NO的物质的量浓度分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L，平衡常数 K= =4，故答案为0.05mol/(L·min)，4；
(2)A．消耗1molN2的同时生成1molO2，说明正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，故A选；
B．容器中气体的质量不变，容器的体积不变，气体的密度始终不变，当混合气密度不变时不能说明反应达到了平衡状态，故B不选；
C．混合气体总质量不变、总物质的量不变，混合气体平均相对分子质量始终不变，当混合气的平均相对分子质量不变时不能说明反应达到了平衡状态，故C不选；
D．由化学方程式可知2v正(N2)=v正(NO)，而2v正(N2)=v逆(NO)，则v正(NO)=v逆(NO)，正逆反应速率相等，反应到达平衡，故D正确；
故选AD；
(3)A．该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，图象符合，故A正确；
B．加入催化剂，加快反应速率，但平衡不发生移动，图象中平衡发生移动，故B错误；
C．升高温度，反应速率增大，平衡正向移动，氮气的转化率增大，图象符合，故C正确；
故选AC；
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，相当于充入等物质的量的N2和O2，与原平衡为等效平衡，平衡时相同物质的含量相等，即平衡混合气中NO的体积分数不变。
13．> > >
解析：(1)由题干表格中分析可知，温度越高，NH3的平衡浓度越大，说明升高温度，该平衡正向移动，故该反应的正反应是吸热反应，△H>0，分析反应方程式可知正反应是气体体积增大的方向，即熵增的反应，△S>0，故答案为：> >；
(2)由（1）可知该反应正反应是吸热反应，故升高温度，平衡正向移动，平衡常数随温度升高而增大，K1>K2；故答案为：>。
14．减小 减小 否 大于 Qc=0.25<0.263，平衡正移，V正＞V逆
15．C B 77 A -161.6 D