2023-2024学年鲁科版（2019）高中化学选择性必修1 2.1化学反应的方向分层练习(含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
2.1化学反应的方向
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．将盛有粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，大烧杯中醋酸逐渐凝固，说明小烧杯中的反应是放热反应
B．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行生成新物质硫化亚铁，说明生成物总能量高于反应物的总能量
C．碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量
D．与的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
2．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的
B．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]
C．CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH＞0，能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则可推知该反应的△H＞0
3．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是
A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程
B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行
C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行
D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程
4．下列说法不正确的是
A．、的反应在任何温度下都能自发进行
B．对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，固态物质的熵值通常最小
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不可单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可改变化学反应自发进行的方向
5．下列有关化学反应方向的描述中正确的是
A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
B．知道了某过程有自发性之后，可预测反应过程发生的快慢
C．CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) △H>0，该反应能否自发进行与温度无关
D．冰融化为水的过程中：△H<0，△S>0
6．“一饮涤昏寐，情来朗爽满天地。再饮清我神，忽如飞雨洒轻尘。三饮便得道，何须苦心破烦恼。”我国自古就有以茶待客的礼仪，下列化学方程式与泡茶到饮茶过程中的熵变、焓变以及自发性均一致的是
A．
B．
C．
D．
7．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C(石墨，s)
C(金刚石，s)
已知相同条件下石墨的熵值大于金刚石。从理论上判断下列关于金刚石和石墨的相互转化的说法正确的是
A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B．石墨转化成金刚石的反应必须借助外动力
C．石墨转化为金刚石仅在高温下自发
D．金刚石转化为石墨仅在高温下自发
8．能用能量判断下列过程的方向的是
A．水总是自发地由高处往低处流
B．有序排列的火柴散落时成为无序排列
C．放热反应容易进行，吸热反应不能自发进行
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
9．下列说法中正确的是
A．能自发进行的化学反应不一定就能发生
B．在室温下不能自发进行，则该反应的
C．若，化学反应在任何温度下都能自发进行
D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
10．下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发的是
A． NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)
B．Fe2O3(s) +C(s)=2Fe(s) +CO2(g)
C．Ag2O(s)=2Ag(s) + O2 (g)
D．2CO(g)=2C(s) + O2(g)
二、填空题
11．根据自发反应的条件回答下列问题：
(1)汽车燃油不完全燃烧时产生，有人设想按下列反应除去。已知该反应的，简述该设想能否实现的依据： 。
(2)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
12．判断下列反应的熵值的变化，在横线上填入“增大”“减小”或“不变”。
（1）： 。
（2）： 。
（3）： 。
（4）： 。
13．地下水中的氮污染主要是由引起的，人们对的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，将硝酸盐还原成氮气：。
(1)下列说法错误的是 (填序号)。
A．氮肥溶于水的过程中熵值增大
B．在酸性条件下，活泼金属与反应属于自发反应
C．Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素
(2)已知：的，(a、b均为正值)，该反应 (填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。
14．一氧化碳和氢气是重要的化工原料，可以用于合成甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等。
(1)已知CO(g)、CH3OH(l)、CH3COOH(l)的燃烧热分别是△H(CO)=-283.2kJ/mol、△H(CH3OH)=-723.6kJ/mol和△H(CH3COOH)=-870.3kJ/mol，则通常状况下甲醇与一氧化碳催化合成乙酸的热化学方程式是： 。
(2)有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0，请你分析该反应是否能自发进行 (填“是”或“否”)，依据是 。
15．已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：①，②。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据：
反应①的，
反应②的，
已知，上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题：
（1）反应①在 （填“高温”或“低温”）下能自发进行。
（2）反应①能否自发进行是由 （填“焓变”或“熵变”）决定的。
（3）制取炭黑的允许温度范围： 。
（4）为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是 （填标号）。
A．905.2K B．927K C．1273K D．2000K
16．文字表述
在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下， ，直至达到平衡状态。
17．自发过程
(1)自发过程是在一定条件下， 而自发进行的过程。
(2)特点：
①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或者 热量)。
②在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向。
18．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 。
19．煤电工业产生的烟气或汽车尾气中常含有NOx、CO等污染大气的气体，其中的NOx来源于如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)反应Ⅱ在常温下就能自发进行，则a 0。(填“>”或“<”)
(2)煤电工业烟气中的NO可利用“氨法脱硝”处理，其反应为
①反应中，生成时，被氧化的的质量为 。
②工业上可利用尿素[]水解制得，该反应的化学方程式为 。
(3)为避免汽车尾气中的NOx和CO直接排放到大气中，可利用“三元催化转换器”将其转化为和。
①已知含碳物质参与反应的能量变化如所示，则NO(g)和CO(g)转化为和的热化学方程式为 。
②“三元催化转换器”中用到了金属铂，如图为金属铂的晶胞结构示意图。金属铂晶体中，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为 。若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 。
20．和是汽车尾气的主要成分，它们能缓慢地发生反应Ⅰ：。
(1)汽车行驶时，和在电火花作用下产生，各物质所含化学键键能数据如下表：
物质
化学键键能 946 498 632
相同条件下，、、三种物质中最稳定的是 ； 。
(2)工业上可通过和化合制备甲醇，反应的化学方程式为。
已知：①
②
③
写出工业上用和合成的热化学方程式： 。
(3)反应I在常温下可以自发进行，则该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)为减少汽车尾气污染，下列措施合理的有_______(填字母)。
A．开发氢能源 B．寻找反应I的高效催化剂
C．市民大量移居城市郊区 D．戴上呼吸面具
三、实验探究题
21．可用于环境消毒。实验室利用如图装置制备溶液，已知通入溶液存在如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ的反应速率很快，反应Ⅱ在室温下较慢。
(1)仪器a的名称是 。
(2)制备，必要时可进行加热，则装置甲中试剂X为 (填化学式)，相应的化学方程式为 。
(3)装置乙中蒸馏水的作用是 。
(4)为了提高产率，对装置丙进行改进，可采取的一种措施是 。
(5)实验过程中仍有少量进入装置丁的原因是 (写一种原因)。
(6)有效氯指的是每升含氯消毒液的氧化能力相当于多少克的氧化能力。实验测得装置丙中的有效氯为，假设有效氯都来自，则该溶液中的物质的量浓度为 。若实验制得的溶液在放置过程中又有部分转化成，则有效氯含量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
参考答案：
1．D
【详解】A．大烧杯中醋酸逐渐凝固，说明小烧杯中的反应是吸热反应，使周围温度下降，醋酸凝固，A错误；
B．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行生成新物质硫化亚铁，说明该反应是放热反应，生成物总能量低于反应物的总能量，B错误；
C．碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气是因为该反应熵增，与外界是否给予能量没有关系，C错误；
D．Na与H2O反应生成氢气是熵增的放热反应，该反应能自发进行，D正确；
故选D。
2．A
【详解】A．一个过程是否为自发过程应综合考虑ΔH和ΔS，不能片面单一的考虑，A错误；
B．同种物质熵值，气体大于液体大于固体，B正确；
C．该反应为熵增加的反应，即ΔS>0，又ΔH＞0，ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行，因此，该反应能否自发进行与温度有关，C正确；
D．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，ΔG=ΔH-TΔS>0，又ΔS>0，则ΔH＞0，D正确；
故选A。
3．D
【详解】A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程,如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故A正确；
B．若△H>0，△S＜0，则△H-T△S>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；
C．若△H＜0，△S>0，则△H-T△S<0任何温度下都能自发进行,故C正确；
D．需要加热才能够进行的过程可能是自发过程，如碳酸钙高温分解，故D错误；
故答案为：D
4．D
【详解】A．根据，、时，在任何温度下都满足，故A正确；
B．对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，气态混乱度最大，熵值最大，液态次之，固态混乱度最小，熵值最小，故B正确；
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不可单独作为反应自发性的判据，具有局限性，应该用复合判据，进行判断，故C正确；
D．使用催化剂可改变化学反应速率，不能改变化学反应的方向，不影响平衡的移动，故D错误；
故选D。
5．A
【详解】A．反应若能自发进行，则ΔG=ΔH-TΔS <0，因为△H>0，故该吸热反应能自发进行，△S>0，A正确；
B．知道了某过程有自发性之后，不可预测反应过程发生的快慢，B错误；
C．CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) △H>0、△S>0，依据ΔG=ΔH-TΔS <0，该反应能否自发进行与温度有关，C错误；
D．冰融化为水的过程中是吸热、熵增过程，即△H>0、△S>0，D错误；
答案选A。
6．A
【详解】泡茶过程是一个自发的、、的过程。
A. 反应为、的反应，选项A符合题意；
B. 反应为、的反应，选项B不符合题意；
C. 反应为、的反应，选项C不符合题意；
D. 反应为、的反应，选项D不符合题意；
答案选A。
7．B
【详解】A．①C(石墨，s) ；②C(金刚石，s) ，由盖斯定律知①-②可得化学方程式C(石墨，s)= C(金刚石，s) >0。已知相同条件下石墨的熵值大于金刚石，故上述转化反应是个熵减的反应，根据复合判据知石墨转化成金刚石不是自发进行的过程，A错误；
B．由A选项分析知石墨转化成金刚石的反应必须借助外动力，B正确；
C．根据复合判据和石墨转化为金刚石为焓增熵减的反应知石墨转化为金刚石不能自发发生，C错误；
D．由上述分析知金刚石转化为石墨为熵增焓减的反应，在任意温度下自发发生，D错误；
故选B。
8．A
【详解】A．水自发地从高处流向低处，是释放能量的，可根据能量判据来判断，A符合题意；
B．火柴散落，体系由有序变成无序，熵值增大，能量不一定增加，不可根据能量判据来判断，B不符合题意；
C．吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，不可根据能量判据来判断，C不符合题意；；
D．体系由有序变成无序，多次洗牌的结果，熵值增加，但能量不一定增加，属于利用熵判据判断反应过程的自发性，不可根据能量判据来判断，D不符合题意；
选A。
9．A
【详解】A．自发进行的反应需要一定的反应条件才能进行,不一定能实际发生，A正确；
B．该反应是熵值增加的反应，△S>0，△H-T△S<0，反应才能自发，由于在室温下不能自发进行，则该反应的，B错误；
C．△H-T△S<0，反应才能自发，若△H>0，△S<0，△H-T△S在任何温度下都大于0，所以化学反应在任何温度下都不能自发进行，C错误；
D．催化剂通过降低反应活化能加快反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误；
答案选A。
10．D
【详解】A．该反应是熵增的吸热反应，常温下△H—T△S大于0，反应不能自发进行，高温下△H—T△S小于0，反应能自发进行，故A不符合题意；
B．该反应是熵增的吸热反应，常温下△H—T△S大于0，反应不能自发进行，高温下△H—T△S小于0，反应能自发进行，故B不符合题意；
C．该反应是熵增的吸热反应，常温下△H—T△S大于0，反应不能自发进行，高温下△H—T△S小于0，反应能自发进行，故C不符合题意；
D．该反应是熵减的吸热反应，常温下△H—T△S大于0，反应不能自发进行，高温下△H—T△S依然大于0，反应也不能自发进行，故D符合题意；
故选D。
11．(1)该反应是的反应，任何温度下均不能自发进行
(2)不能
【详解】（1）2CO(g)=2C(s)+O2(g) H>0 又熵减小S<0，则G=H-TS>0，即任何温度下都不能自发进行；
（2）因，所以需要在高温条件下G=H-TS<0能自发进行，故在低温条件下不能自发进行。
12． 减小 不变 增大 减小
【详解】（1）反应物状态为气态，生成物状态为液态，熵值减小，故答案为：减小；
（2）反应前后气态物质的物质的量不变，熵值不变，故答案为：不变；
（3）固体分解生成气体，熵值增大，故答案为：增大；
（4）气态物质与固态物质反应生成固态物质，熵值减小，故答案为：减小。
13． C 无法判断是否能
【详解】(1) A．溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；
B．活泼金属易失去电子，酸性条件下具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；
C．决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误；
故答案为：C；
(2)，由于无法判断a和bT值的相对大小，故无法确定是大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行，故答案为：无法判断是否能。
14．(1)CH3OH(l) +CO(g)CH3COOH(l) △H=-283.2kJ/mol -723.6kJ/mol+870.3kJ/mol=-136.5 kJ/mol；
(2) 否 正反应气体物质的量减小，熵减小，△S<0，ΔH>0，
【详解】（1）根据CO(g)、CH3OH(l)、CH3COOH(l)的燃烧热可知；
①CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.2kJ/mol
②CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-723.6kJ/mol
③CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l) △H=-870.3kJ/mol
根据盖斯定律①+②-③得CH3OH(l) +CO(g)CH3COOH(l) △H=-283.2kJ/mol -723.6kJ/mol+870.3kJ/mol=-136.5 kJ/mol；
（2）2CO(g)=2C(s)+O2(g)，正反应气体物质的量减小，熵减小，△S<0，ΔH>0，一定大于0，所以该反应不能自发进行；
15． 高温 熵变 927.8～1709.4K C
【详解】(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在高温下才会有，所以反应①在高温下能自发进行；
(2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定；
(3)天然气裂解为炭黑时，，
得，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K；
天然气裂解为乙炔时，，
得，即温度高于1709.4K时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气。
所以要制取炭黑，温度需控制在927.8～1709.4K之间；
（4）根据（3），为了提高甲烷的炭化程度，最合适的温度选C。
【点睛】本题考查化学反应方向的判据，明确影响化学反应自发进行的因素是熵变、焓变，放热反应易自发进行、熵增反应易自发进行，反应能自发进行、反应不能自发进行、反应达到平衡状态。
16．自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行
【解析】略
17．(1)不借助外力
(2) 能量较高 能量较低 释放 有序 无序
【详解】（1）自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程，如水从高处流向低处，自由落体运动等，故答案为不借助外力；
（2）①体系趋向于从能量高状态转变为能量低的状态(体系会对外部做功或者释放热量)；故答案为能量高；能量低；释放；
②在密闭容器条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向；故答案为有序；无序。
18． 减小 减小 否 大于 Qc=0.25<0.263，平衡正移，V正＞V逆
【分析】(1)该反应正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，据此分析判断；
(2)计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行方向和速率的大小。
【详解】(1)可逆反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)△H＜0，该反应正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，CO2的物质的量减小、CO的物质的量增大，故到达新平衡时CO2与CO的体积之比减小，其平衡常数减小，故答案为减小；减小；
(2)此时浓度商Qc===0.25＜K=0.263，故反应不是平衡状态，反应应该向正反应方向进行，即v(正)＞v(逆)；故答案为否；大于；Qc==0.25＜0.263，平衡正移，V正＞V逆。
19． < 8.5g CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑ 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5kJ/mol 12 (0，，)
【详解】(1)反应Ⅱ是气体体积减小的反应，属于熵减反应，该反应在常温下就能自发进行说明其为放热反应，<0，则a<0，故答案为：<；
(2)①反应中，N元素化合价既有由氨分子中-3价上升到0价、又有由NO分子中+2价下降到0价，O元素化合价由0价下降到-2价，生成时消耗molO2，O元素得到1.5mol电子，被氧化的的物质的量为=0.5mol，质量为0.5mol17g/mol=8.5g，故答案为：8.5g；
②尿素水解成氨气和二氧化碳，方程式为：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑，故答案为：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑；
(3)①由图可知，热化学方程式a. C(s)+O2(g)=CO(g) ；b. C(s)+ O2(g)=CO2(g) ；c. ；由盖斯定律可知，2(b-a)-c可以得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =(-393.52+2110.5-180.5)kJ/mol=-746.5kJ/mol，故答案为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5 kJ/mol；
②由晶胞结构可知，铂原子位于晶胞的顶点和面心，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为12，若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为(0，，)，故答案为：12；(0，，)。
20．(1)
(2)
(3)放热
(4)AB
【详解】（1）由题表中的化学键键能数据可知，的键能最大，即要断裂键消耗的能量最多，故其最稳定。结合表格中的键能数据可知，的；
（2）根据盖斯定律，由①+2×②-③可得与转化为的热化学方程式为 ；
（3）反应Ⅰ为熵减反应，根据反应自发进行知，该反应在常温下可以自发进行，则，即该反应的正反应为放热反应；
（4）A．开发新能源，可以减少化石燃料的使用，从而减少汽车尾气污染，A符合题意；
B．高效催化剂可降低反应的活化能，在平常条件下污染物就能转化为无毒物质，B符合题意；
C．移居郊外，只是防止毒害的方法，汽车尾气污染一直存在，C不符合题意；
D．戴呼吸面具只是个人防止毒害的方法，汽车尾气污染一直存在，D不符合题意；
故答案为：AB。
21．(1)圆底烧瓶
(2) MnO2 MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)除去氯气中的HCl
(4)将装置丙置于冰水浴中
(5)产生Cl2过快，Cl2在装置丙中没有充分反应而少部分Cl2进入装置丁
(6) 0.8mol/L 不变
【分析】装置甲中反应产生Cl2，Cl2进入装置乙，除去携带的HCl，再进入装置丙中和NaOH反应制得NaClO。
【详解】（1）根据图示，仪器a的名称是圆底烧瓶。
（2）可使用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，则试剂X为MnO2，相应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。
（3）Cl2中携带未参与反应的HCl，装置乙的作用是除去氯气中的HCl，防止HCl与装置丙中的NaOH反应。
（4）Cl2和NaOH反应是放热反应，降温可提高产率，可采取的改装方式是将装置丙置于冰水浴中。
（5）可能是由于产生Cl2过快，导致Cl2在装置丙中没有充分反应而少部分Cl2进入装置丁。
（6）1个Cl2得到2个电子变成2个Cl－，1个NaClO得到2个电子也变成2个Cl－，说明Cl2和NaClO的氧化能力相同，则装置丙中的的物质的量浓度为。3个转化为1个，而中Cl元素为+5价，1个得到6个电子变成1个Cl－，其氧化能力和3个是相同的，因此实验制得的溶液在放置过程中又有部分转化成，其有效氯含量不变。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)