2.3化学反应的方向 同步练习题 （含解析）2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
2．关于化学反应进行的方向叙述正确的是
A．加入催化剂可以使反应在低温下由非自发变为自发，从而提高产率
B．，时，反应可以自发进行，例如固体与固体混合
C．常温下，反应的
D．因为和都与反应的自发性有关，因此或均可单独做为判断自发性的判据
3．由反应物X分别转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．X→Y反应的
B．X→Z反应的
C．X→Y反应在任意条件下都能自发进行
D．相同条件下X→Y反应比X→Z反应更难发生
4．下列说法正确的是
A．NaOH固体溶于水时体系温度升高，NaOH电离时ΔH<0
B．常温下，若反应A(s)+B(g)=C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
C．熵增的反应都是自发的，自发反应的现象一定非常明显
D．已知C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0，该反应吸热，一定不能自发进行
5．下列反应在高温下不能自发的是
A． B．
C． D．
6．反应X(g)十Y(g) Z(g)+W(s)的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH >0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
7．化学与生活、生产、环境密切相关，下列有关说法错误的是
A．和明矾都可做水处理剂，工作原理完全相同
B．氢能是一种新型能源，具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点
C．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
D．反应在常温下能自发进行，则该反应的
8．下列说法不正确的是
A．焓变是一个反应能否自发进行相关的因素，多数放热反应能自发进行
B．自发进行的反应一定能迅速进行
C．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
9．碳酸钙与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论中正确的是
A．随着盐酸浓度的降低，反应速率一直减小
B．反应物键能之和大于生成物的键能之和
C．该反应，
D．第2min到第4min间生成的平均反应速率为
10．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H＝ 905.8 kJ mol 1，下列说法正确的是
A．该反应须在高温下才能自发进行
B．升高温度、增大压强都有利于提高NH3的平衡转化率
C．0.4 mol NH3与0.5 mol O2充分反应可释放90.58 kJ的能量
D．及时分离出混合体系中的水可以促使平衡正向移动
11．下列说法不正确的是
A．和于密闭容器中充分反应后，其分子总数为
B．若31g白磷的能量比31g红磷多，则白磷转化为红磷的热化学方程式为(白磷，)(红磷，)
C． 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
D．用溶液和溶液反应测定中和热：
12．下列表述正确的是
A．和的反应，在任何温度下都不能自发进行
B．根据 可知氢气的燃烧热为
C．HCl溶液和NaOH溶液反应的中和热，则含2mol硫酸的稀溶液与足量氢氧化钡溶液反应放热为229.2kJ
D．已知 ， ，则
13．生产合成气的反应：在高温下能自发进行，则该反应的
A． B．
C． D．
14．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
15．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是
A．该反应是熵增大的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应
二、填空题
16．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。
17．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)=C2H2(g)＋3H2(g)。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，在图书馆查到了如下热力学数据：反应①的ΔH(298 K) =74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1；反应②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1。已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：
(1)判断反应②高温自发还是低温自发：_______(填“高温”或“低温”)。
(2)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行_______(填“能”或“不能”)。
(3)求算制取炭黑的允许温度范围_______。
18．说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性
CO2(s)→ CO2(g)____________
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)____________
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)____________
19．二氧化碳的捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
（1）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应，该反应的________（填“>”“<”或“=”，下同）0，_________0，在低温下，该反应________（填“能”或“不能”）自发进行。
（2）的转化途径之一是首先利用太阳能或生物质能分解水制，然后将与转化为甲醇或其他化学产品。你认为该方法需要解决的技术问题有__________（填字母）。
a．开发高效光催化剂
b．将通过光催化剂制取的从反应体系中有效分离，并与发生催化转化
c．二氧化碳及水资源的供应
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A错误；
B．由反应式可知，平衡常数为，B错误；
C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C正确；
D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D错误；
故答案为：C。
2．C
解析：A．催化剂可以改变反应速率，不能改变平衡的移动不改变物质产率、不能改变反应能否自发的事实，A错误；
B．固体与固体混合反应为吸热反应，反应焓变大于零，B错误；
C．常温下氢氧化亚铁在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明该反应为自发反应，反应为熵减的反应，自发反应须为，则该反应的，C正确；
D．因为和都与反应的自发性有关， 或结合，当时反应可自发进行，D错误；
故选C。
3．B
解析：A．根据图中信息，反应物X的总能量大于生成Y的总能量，因此X→Y反应是放热反应，故A错误；
B．根据图中信息，2X(g) →3Z(g)，气体物质的量增多，说明是熵增的反应，故B正确；
C．X→Y反应是放热熵减的反应，根据自由能分析在低温条件下都能自发进行，故C错误；
D．根据反应的活化能分析，活化能越大，说明越难反应，因此相同条件下X→Z反应比X→Y反应更难发生，故D错误。
综上所述，答案为B。
4．B
解析：A．NaOH固体溶于水放热，NaOH溶于水时ΔH＜0，NaOH电离时吸热则ΔH＞0，故A错误；
B．反应不能自发进行，说明：△H-T△S＞0，该反应是一个气体体积增大的反应，所以熵增大，要使△H-T△S＞0，则△H一定大于0，故B正确；
C．反应进行的方向与反应现象无关，且熵增的反应不一定自发进行，自发反应的现象不一定明显，故C错误；
D．由化学计量数可知△S＞0，且△H＞0，则高温下可自发进行，故D错误；
故选：B。
5．A
【分析】△G=△H－T△S，若△G＞0，则反应非自发。若一定条件下△G＜0，则反应自发；
解析：A．碳燃烧生成一氧化碳是放热反应，因此一氧化碳分解是吸热反应，△H＞0，△S＜0，则△G＞0，任何温度都不能自发进行，故A正确；
B．为分解反应、△H＞0，△S＞0，若使△G＜0，则需要高温，故B错误；
C．为分解反应、△H＞0，△S＞0，若使△G＜0，则需要高温，故C错误；
D．若△H＞0，△S＞0，若使△G＜0，则需要高温；若该反应放热，则一定自发，故D错误。
故选A。
6．C
解析：由图可知，反应为 ，反应为气体分子数减小的反应，且生成物能量小于反应物能量，故为放热的熵减反应，ΔH<0，ΔS<0；
故选C。
7．A
解析：A．和明矾都可做水处理剂，前者具有强氧化性，生成的产物水解生成胶体具有吸附性，其净水作用，则具有消毒杀菌净水作用，明矾只有净水作用，其工作原理不完全相同，故A错误；
B．氢能具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点，是一种新型能源，故B正确；
C．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能，故C正确；
D．反应在常温下能自发进行，该反应是熵减的反应，根据，则该反应的，故D正确。
综上所述，答案为A。
8．B
解析：A、多数放热反应在一定温度下，△G＜O，反应能自发进行，故A正确；
B、自发进行的反应的速率取决于物质的性质和外界条件，不一定能自发进行，故B错误；
C、△S与物质的混乱度有关，体系的混乱程度越大，熵值越大，故C正确；
D、△G=△H-T △S，当反应自发进行时，△G＜O，与焓变和熵变的共同影响有关，故D正确；
故选B。
9．C
解析：A． 由图像可知，随着盐酸浓度的降低，反应初始阶段，因为反应放热，温度升高，反应速率增大，一段时间后，反应速率减小，故A错误；
B． 该反应为放热反应，则反应物键能之和小于生成物的键能之和，故B错误；
C． 该反应为放热反应，则该反应，该反应生成二氧化碳气体，则，故C正确；
D． 由图可知，从第2min到第4min生成0.2mol，缺少容器体积，则第2min到第4min间生成的平均反应速率应为，故D错误；
故选C。
10．D
解析：A．该反应是放热反应，△S＞0的反应，根据△H＝△H T△S＜0，须在任意温度下能自发进行，故A错误；
B．升高温度，平衡逆向移动，NH3的平衡转化率降低，增大压强，平衡逆向移动，NH3的平衡转化率降低，故B错误；
C．4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H＝ 905.8 kJ mol 1，该反应是可逆反应，因此0.4 mol NH3与0.5 mol O2充分反应可释放的能量小于90.58 kJ，故C错误；
D．及时分离出混合体系中的水，平衡正向移动，可以促使平衡正向移动，故D正确。
综上所述，答案为D。
11．D
解析：A．氢气和单质碘反应是等体积可逆反应，因此和于密闭容器中充分反应后，其分子总数为，故A正确；
B．若31g白磷的能量比31g红磷多，则白磷变为红磷是放热反应，因此白磷转化为红磷的热化学方程式为(白磷，)(红磷，) ，故B正确；
C． 能自发进行，根据方程式分析，体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故C正确；
D．乙酸电离会吸收热量，用溶液和溶液反应测定中和热时，放出热量少，焓变反而大，即 ，故D错误。
综上所述，答案为D。
12．D
解析：A．和，则，在高温时，，反应可以自发进行，A错误；
B．燃烧热应该1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时，放出的热量，则可知氢气的燃烧热为：，B错误；
C．硫酸和氢氧化钡的反应中，生成硫酸钡沉淀也有热量的变化，不能完全按照中和热来计算，C错误；
D．前式减去后式可得，，则，D正确；
故选D。
13．A
解析：合成气反应为气体体积增大的反应，，根据，在高温下成立可知， ，故本题选A。
14．D
解析：A．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，所以不是放热反应都能自发，故A错误；
B．同一物质固体的能量小于液态，液态的熵大于固态，所以冰融化为水的过程中，，故B错误；
C．由反应可知，又该分解反应为吸热反应，则该反应在高温下才能自发进行，反应能否自发进行与温度有关，故C错误；
D．硝酸铵溶于水发生电离，固体变成自由移动的离子形式，熵增加，，故D正确；
故选：D。
15．C
解析：A．根据题意，该反应生成物的气体分子数比反应物的气体分子数少，熵减小，A错误；
B．催化剂只改变反应速率，与反应能否自发进行无关，B错误；
C．根据题意，汽车排气管上装催化转化器，便能发生反应，说明该反应常温下能自发进行，催化剂只改变反应速率，即催化剂条件只是加快反应的速率，C正确；
D．反应正向自发进行需满足，由选项A可知，则，所以该反应常温下能正向自发进行，因为正反应是放热反应，D错误；
故选C。
二、填空题
16． C 无法判断是否能
解析：(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。
17．(1)高温
(2)不能
(3)927.8～1 709.4 K
解析：（1）ΔH-TΔS＜0时反应才能自发进行，因反应②的ΔH>0、ΔS>0，所以该反应自发进行所需要的温度条件为，即反应②在高温下能自发进行，故答案为：高温；
（2）反应①在常温下时，ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1·K-1×298 K≈50.807 kJ·mol-1>0，所以该反应常温下不能自发进行，故答案为：不能；
（3）甲烷生成炭黑和H2时，ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1 ·K-1×T＜0，得T>927.8 K，即甲烷生成炭黑的最低温度为927.8 K。甲烷生成乙炔时，ΔH-TΔS=376.426 kJ·mol-1-220.211×10-3kJ·mol-1·K-1×T＜0，得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时，甲烷生成乙炔和氢气，所以要制取炭黑，温度应控制在927.8～1 709.4 K，故答案为：927.8～1 709.4 K。
18． ΔH>0，ΔS>0，在高温条件下可以自发进行 ΔH<0，ΔS<0，在低温条件下可以自发进行 ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下都可以自发进行
解析：CO2(s)→ CO2(g)，固体变为气体吸热，所以ΔH>0，气体增多，则ΔS>0，在高温条件下可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行；
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)，Mg在氧气中燃烧放热，所以ΔH<0，气体减少，则ΔS<0，在低温条件下可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行；
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)，金属置换出水中氢气的反应为放热反应，所以ΔH<0，气体增多，则ΔS>0，在任何温度下都可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行。
19． > > 不能 ab
解析：（1）该反应是分解反应，且为CO的燃烧反应的逆向反应，因CO燃烧时放热，所以该反应为吸热反应，即，因气体的物质的量增多，所以,时，反应可自发进行，所以在高温下，该反应能自发进行，在低温下，该反应不能自发进行，故答案为：＞；＞；不能；
（2）a．开发高效催化剂，可以促使与转化为甲醇或其他化学产品，a符合题意；
b．将通过光催化剂制取的从反应体系中有效分离，使其与发生催化转化，b满足题意；
c．二氧化碳和水供应充足，不用考虑，c不满足题意；
故答案为：ab