2.3 化学反应的方向 同步练习题（含解析）2 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.3 化学反应的方向 同步练习题（含解析）2 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 101.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-30 16:53:24 | ||
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文档简介
2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．汽车尾气(含CO、NO与SO2等)是城市空气的主要污染源之一，治理的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，其反应原理是：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH＜0。下列说法正确的是
A．该反应是△S＞0
B．该反应使用合适的催化剂就可自发
C．该反应低温下能自发进行
D．提高空气燃料比，一定可以减少NO、CO的排放
2．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
3．神舟十三号载人飞船运载火箭使用偏二甲肼做燃料、四氧化二氮作助燃剂，热化学方程，下列有关说法正确的是
A． B．若生成液态水，变大
C．该反应的 D．火箭发射过程中，该反应中的化学能全部转化为动能
4．通过以下反应均可制备：
①煤炭与水反应制氢：
②甲烷与水反应制氢：
③太阳光催化分解水制氢：
下列有关说法正确的是
A．通过反应①可以将煤转化为清洁燃料
B．若反应②使用催化剂，则减小
C．反应③在低温下可以自发进行
D．制备等物质的量的需要吸收的能量：①<②<③
5．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是。
A．此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
6．下列有关说法正确的是
A．SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l) ΔH＜0，低温下能自发进行
B．SO2(g)=S(g)＋O2(g) ΔH＞0，ΔS＞0，该反应不能自发进行
C．SO2(g)＋H2O(g)H2SO3(l)，该过程熵值增大
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＜0，高温下能自发进行
7．硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800—2000℃时，用碳单质还原的方法制取单质硅。涉及反应的相关数据如表所示。下列相关说法正确的是
反应 △H/(kJ mol-1) △S/(J K-1 mol-1)
反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) 687.27 359.04
反应(2)：SiO2(s)+C(s)=Si(s)+CO2(g) 514.85 183.35
A．反应(1)可证明Si的还原性大于C
B．生活中利用单晶硅良好的导光性能做光导纤维
C．工业生产条件下反应(2)无法自发进行发生
D．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=-172.42kJ·mol-1
8．下列反应△S>0的是
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
二、非选择题
9．北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
已知：
(1)丙烷分子中极性键和非极性键数目的比值为_______。
(2)丙烷的二氯代物有_______种。
(3)上述两个反应能在_______条件下自发进行。
(4)相同条件下，反应的_______。
10．氮气是空气的重要组成气体，氮气的综合利用在农业和国防中有着重要意义。
(1)合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150 年。
①写出工业合成氨的化学方程式___________
②已知该反应的ΔH= -92.4 kJ/mol， ΔS (T =298K) =- 198.76 J·mol -1·K-1，试判断室温(即298K) 下，合成氨的反应能否自发进行？___________ (填“能”或“否”)
(2) NH3和CO2在120 °C，催化剂作用下可以合成尿素。
①写出该反应的化学方程式___________
②混合气体中NH3 的含量变化关系如图所示(该条件下尿素为固体)。则A点的正反应速率v正 (CO2)___________B点的逆反应速率为v逆(CO2) (填“大于”、“小于”或“等于”)，NH3的平衡转化率为___________
(3) NH3可用工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25 °C时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，其原因是___________(用离子方程式表示)向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将___________ (填 “正向”、“不”或“逆向”移动，所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1(25 °C时，NH3·H2O 的电离平衡常数取Kb= 2 ×10-5 mol·L-1)
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．该反应为气体体积减少的反应，属于熵减，即ΔS＜0，故A错误；
B．催化剂只改变化学反应速率，不能改变反应的程度，故B错误；
C．ΔH＜0，ΔS＜0，根据复合判据，该反应低温下能够发生，故C正确；
D．NO是氮气与氧气反应生成，提高空气燃料比，不能减少NO的生成，故D错误；
答案为C。
2．D
解析：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。
3．C
解析：A．运载火箭使用偏二甲肼做燃料、四氧化二氮作助燃剂，说明反应为放热反应，焓变小于零，A错误；
B．放热焓变小于零，气态水变为液态水放出热量，故焓变变小，B错误；
C．该反应为气体分子数增加的反应，熵变大于零，C正确；
D．火箭发射过程中，该反应中的化学能部分转化为动能、部分转化为热能等其它形式，D错误；
故选C。
4．A
解析：A．CO、H2燃烧的产物均无污染，通过反应①避免直接燃烧煤，从而产生二氧化硫等有害物质，将煤转化为清洁燃料，A正确；
B．催化剂可以改变反应的活化能，但不能改变焓变， B错误；
C．反应③为气体系数之和增大的反应，ΔS>0，ΔH2>0，在高温条件下可以满足ΔH2-TΔS<0，反应自发，C错误；
D．制备1mol需要吸收的能量①：131.3 kJ、②68.7kJ、③241.8kJ，则②<①<③，D错误；
答案为A。
5．D
解析：A．由图可看出，此过程气体分子由有序变为混乱，为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程，A正确；
B．由题意知ΔH=0，B正确；
C．由图可看出，此过程从有序到无序，混乱度增大，C正确；
D．ΔS>0，由ΔH-TΔS＜0知，该过程的逆过程不能自发进行，D错误；
答案选D。
6．A
解析：A. SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l) ΔH＜0，△S＜0，低温时可使△H-T△S ＜0，故低温下能自发进行，故A正确；
B. SO2(g)=S(g)＋O2(g) ΔH＞0，ΔS＞0，高温时可使△H-T△S＞0，故该反应高温下能自发进行，故B错误；
C. 反应物由气态物质生成液态物质，混乱度减小，熵值减小，故C错误；
D. 某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＜0，△S＜0，低温时可使△H-T△S ＜0，故低温下能自发进行，故D错误；
故选A。
7．C
解析：A．反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)，C元素化合价升高，C做还原剂，Si做还原产物，由还原剂的还原性比还原产物的强，则C的还原性大于Si，A错误；
B．单晶硅是良好的半导体材料，SiO2具有导光性能做光导纤维，B错误；
C．反应若要自发进行，即 G= H-T S<0，对反应(2) G=514.85-T×183.35×10-3<0，T>2800K，则反应(2)在工业1800—2000℃生产条件下无法自发进行发生，C正确；
D．由盖斯定律，反应(1)-反应(2)得到C(s)+CO2(g)=2CO(g) ，△H=687.27-514.85=+172.42kJ·mol-1，D错误；
故选：C。
8．D
解析：A．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；
B．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；
C．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意；
D．该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意；
综上所述答案为D。
二、非选择题
9．(1)4:1(2)4(3)高温(4)+124.2
解析：（1）已知不同非金属元素之间形成的共价键是极性共价键，而同种非金属元素之间形成的共价键为非极性共价键，故每一个丙烷分子中极性键即C-H键有8个，非极性键即C-C键有2个，二者数目的比值为8:2=4:1，故答案为：4:1；
（2）根据等效氢原理可知，丙烷的一氯代物有2种，分别为ClCH2CH2CH3和CH3CHClCH3，然后再取代第二个H原子形成二氯代物又分别有：3种即Cl2CHCH2CH3、ClCH2CHClCH3和ClCH2CH2CH2Cl，1种即CH3CCl2CH3，即丙烷的二氯代物一共有4种，故答案为：4；
（3）由题干信息可知，上述两个反应均为气体体积增大即熵增的吸热即焓增反应，根据吉布斯自由能变可判断，两个反应能在高温条件下自发进行，故答案为：高温；
（4）已知反应I：，反应II：，则反应可由反应I-反应II而得，故 =(+156.6kJ/mol)-(+32.4kJ/mol)=+124.2，故答案为：+124.2。
10． N2+3H22NH3 能 2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O 大于 75% NH +H2O NH3·H2O+H+ 逆向
解析：略
一、选择题
1．汽车尾气(含CO、NO与SO2等)是城市空气的主要污染源之一，治理的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，其反应原理是：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH＜0。下列说法正确的是
A．该反应是△S＞0
B．该反应使用合适的催化剂就可自发
C．该反应低温下能自发进行
D．提高空气燃料比，一定可以减少NO、CO的排放
2．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
3．神舟十三号载人飞船运载火箭使用偏二甲肼做燃料、四氧化二氮作助燃剂，热化学方程，下列有关说法正确的是
A． B．若生成液态水，变大
C．该反应的 D．火箭发射过程中，该反应中的化学能全部转化为动能
4．通过以下反应均可制备：
①煤炭与水反应制氢：
②甲烷与水反应制氢：
③太阳光催化分解水制氢：
下列有关说法正确的是
A．通过反应①可以将煤转化为清洁燃料
B．若反应②使用催化剂，则减小
C．反应③在低温下可以自发进行
D．制备等物质的量的需要吸收的能量：①<②<③
5．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是。
A．此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
6．下列有关说法正确的是
A．SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l) ΔH＜0，低温下能自发进行
B．SO2(g)=S(g)＋O2(g) ΔH＞0，ΔS＞0，该反应不能自发进行
C．SO2(g)＋H2O(g)H2SO3(l)，该过程熵值增大
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＜0，高温下能自发进行
7．硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800—2000℃时，用碳单质还原的方法制取单质硅。涉及反应的相关数据如表所示。下列相关说法正确的是
反应 △H/(kJ mol-1) △S/(J K-1 mol-1)
反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) 687.27 359.04
反应(2)：SiO2(s)+C(s)=Si(s)+CO2(g) 514.85 183.35
A．反应(1)可证明Si的还原性大于C
B．生活中利用单晶硅良好的导光性能做光导纤维
C．工业生产条件下反应(2)无法自发进行发生
D．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=-172.42kJ·mol-1
8．下列反应△S>0的是
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
二、非选择题
9．北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
已知：
(1)丙烷分子中极性键和非极性键数目的比值为_______。
(2)丙烷的二氯代物有_______种。
(3)上述两个反应能在_______条件下自发进行。
(4)相同条件下，反应的_______。
10．氮气是空气的重要组成气体，氮气的综合利用在农业和国防中有着重要意义。
(1)合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150 年。
①写出工业合成氨的化学方程式___________
②已知该反应的ΔH= -92.4 kJ/mol， ΔS (T =298K) =- 198.76 J·mol -1·K-1，试判断室温(即298K) 下，合成氨的反应能否自发进行？___________ (填“能”或“否”)
(2) NH3和CO2在120 °C，催化剂作用下可以合成尿素。
①写出该反应的化学方程式___________
②混合气体中NH3 的含量变化关系如图所示(该条件下尿素为固体)。则A点的正反应速率v正 (CO2)___________B点的逆反应速率为v逆(CO2) (填“大于”、“小于”或“等于”)，NH3的平衡转化率为___________
(3) NH3可用工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25 °C时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，其原因是___________(用离子方程式表示)向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将___________ (填 “正向”、“不”或“逆向”移动，所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1(25 °C时，NH3·H2O 的电离平衡常数取Kb= 2 ×10-5 mol·L-1)
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．该反应为气体体积减少的反应，属于熵减，即ΔS＜0，故A错误；
B．催化剂只改变化学反应速率，不能改变反应的程度，故B错误；
C．ΔH＜0，ΔS＜0，根据复合判据，该反应低温下能够发生，故C正确；
D．NO是氮气与氧气反应生成，提高空气燃料比，不能减少NO的生成，故D错误；
答案为C。
2．D
解析：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。
3．C
解析：A．运载火箭使用偏二甲肼做燃料、四氧化二氮作助燃剂，说明反应为放热反应，焓变小于零，A错误；
B．放热焓变小于零，气态水变为液态水放出热量，故焓变变小，B错误；
C．该反应为气体分子数增加的反应，熵变大于零，C正确；
D．火箭发射过程中，该反应中的化学能部分转化为动能、部分转化为热能等其它形式，D错误；
故选C。
4．A
解析：A．CO、H2燃烧的产物均无污染，通过反应①避免直接燃烧煤，从而产生二氧化硫等有害物质，将煤转化为清洁燃料，A正确；
B．催化剂可以改变反应的活化能，但不能改变焓变， B错误；
C．反应③为气体系数之和增大的反应，ΔS>0，ΔH2>0，在高温条件下可以满足ΔH2-TΔS<0，反应自发，C错误；
D．制备1mol需要吸收的能量①：131.3 kJ、②68.7kJ、③241.8kJ，则②<①<③，D错误；
答案为A。
5．D
解析：A．由图可看出，此过程气体分子由有序变为混乱，为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程，A正确；
B．由题意知ΔH=0，B正确；
C．由图可看出，此过程从有序到无序，混乱度增大，C正确；
D．ΔS>0，由ΔH-TΔS＜0知，该过程的逆过程不能自发进行，D错误；
答案选D。
6．A
解析：A. SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l) ΔH＜0，△S＜0，低温时可使△H-T△S ＜0，故低温下能自发进行，故A正确；
B. SO2(g)=S(g)＋O2(g) ΔH＞0，ΔS＞0，高温时可使△H-T△S＞0，故该反应高温下能自发进行，故B错误；
C. 反应物由气态物质生成液态物质，混乱度减小，熵值减小，故C错误；
D. 某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＜0，△S＜0，低温时可使△H-T△S ＜0，故低温下能自发进行，故D错误；
故选A。
7．C
解析：A．反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)，C元素化合价升高，C做还原剂，Si做还原产物，由还原剂的还原性比还原产物的强，则C的还原性大于Si，A错误；
B．单晶硅是良好的半导体材料，SiO2具有导光性能做光导纤维，B错误；
C．反应若要自发进行，即 G= H-T S<0，对反应(2) G=514.85-T×183.35×10-3<0，T>2800K，则反应(2)在工业1800—2000℃生产条件下无法自发进行发生，C正确；
D．由盖斯定律，反应(1)-反应(2)得到C(s)+CO2(g)=2CO(g) ，△H=687.27-514.85=+172.42kJ·mol-1，D错误；
故选：C。
8．D
解析：A．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；
B．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；
C．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意；
D．该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意；
综上所述答案为D。
二、非选择题
9．(1)4:1(2)4(3)高温(4)+124.2
解析：（1）已知不同非金属元素之间形成的共价键是极性共价键，而同种非金属元素之间形成的共价键为非极性共价键，故每一个丙烷分子中极性键即C-H键有8个，非极性键即C-C键有2个，二者数目的比值为8:2=4:1，故答案为：4:1；
（2）根据等效氢原理可知，丙烷的一氯代物有2种，分别为ClCH2CH2CH3和CH3CHClCH3，然后再取代第二个H原子形成二氯代物又分别有：3种即Cl2CHCH2CH3、ClCH2CHClCH3和ClCH2CH2CH2Cl，1种即CH3CCl2CH3，即丙烷的二氯代物一共有4种，故答案为：4；
（3）由题干信息可知，上述两个反应均为气体体积增大即熵增的吸热即焓增反应，根据吉布斯自由能变可判断，两个反应能在高温条件下自发进行，故答案为：高温；
（4）已知反应I：，反应II：，则反应可由反应I-反应II而得，故 =(+156.6kJ/mol)-(+32.4kJ/mol)=+124.2，故答案为：+124.2。
10． N2+3H22NH3 能 2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O 大于 75% NH +H2O NH3·H2O+H+ 逆向
解析：略