2.3化学反应的方向（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.3化学反应的方向（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 140.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-10 15:10:44 | ||
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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．下列变化过程的且的是
A． B．
C． D．
2．碳酸铵在室温下就能自发分解产生氨气、水、二氧化碳。下列说法正确的是
A．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
B．碳酸铵分解一定是放热反应
C．生成物在固、液、气三种状态下的熵值相同
D．碳酸铵分解体系的熵增大
3．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH<0,ΔS>0 B．ΔH>0,ΔS>0 C．ΔH<0,ΔS<0 D．ΔH>0,ΔS<0
4．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1mol在不同状态时的嫡值：
B．反应 能否自发进行与温度有关
C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同
D．常温下，反应能自发进行，则该反应的
5．已知反应的，，下列正确的是
A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行
C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行
6．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
7．将与晶体混合后搅拌，会闻到刺激性气味且体系温度降低。下列对该反应的说法不正确的是
A．该反应的熵变明显增大 B．该反应的
C．该反应在理论上可以设计成原电池 D．该反应在常温下能自发进行
8．已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是
A．低温下能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行
二、非选择题
9．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_______。
10．合成氨工业的核心反应是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量_______(填“＜”、“＞”或“＝”)46.2 kJ，理由是_______________________________________________________。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是_______(填字母)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．，为放热过程，且属于熵减过程，A不符合题意；
B．，为分解反应，，且为气体分子数增多的过程，，B符合题意；
C．，为化合反应，＜0，且为气体分子数减小的反应，＜0，C不符合题意；
D．，为生成沉淀的放热反应，且由离子生成了沉淀，属于熵减的过程，D不符合题意；
故选B。
2．D
解析：A．不是所有碳酸盐都不稳定，碱金属的碳酸盐稳定性强，故A错误；
B．根据符合判据ΔG=ΔH－TΔS，碳酸铵固体受热分解为氨气、水、二氧化碳，属于熵增，即ΔS＞0，自发进行ΔG＜0，碳酸铵分解可能是吸热反应，也可能是放热反应，故B错误；
C．同种物质气态混乱度最大，则生成物H2O在固态、液态、气态状态下的混乱度增大，故C错误；
D．碳酸铵固体受热分解为氨气、水、二氧化碳，熵增大，故D正确；
答案为D。
3．A
解析：化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当ΔG=ΔH-TΔS<0 时，反应能自发进行，当ΔH<0,ΔS>0 时, ΔG=ΔH-TΔS<0，一定能自发进行，而ΔH>0,ΔS<0时不能自发进行；ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0 能否自发进行，取决于反应的温度，所以ΔH<0,ΔS>0一定能自发进行；A正确；
综上所述，本题选A。
4．C
解析：A．物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：，故A正确；
B．△H＞0，△S＞0，能否自发进行，△H T△S＜0与温度有关，故B正确；
C．反应自发只能说明△H T△S＜0，不能说明和的变化相同，故C错误；
D．反应物有4mol固体、2mol液态物质、1mol气体物质，生成物只有固体，△S＜0，若能自发进行，△H T△S＜0，则△H必须小于0，故D正确；
故答案选C。
5．C
【分析】根据吉布斯自由能可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行，据此分析解答。
解析：反应的，，因为T，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，C项符合题意。
故选C。
6．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。
7．C
解析：A．会闻到刺激性气味说明反应固体反应生成气体，反应熵变增大，A正确；
B．体系温度降低，说明温度降低，反应为吸热反应，焓变大于零，B正确；
C．自发的氧化还原反应可以设计成原电池，该反应不是氧化还原反应，在理论上不可以设计成原电池，C错误；
D．由题干可知，该反应在常温下能自发进行，D正确；
故选C。
8．C
解析：反应，若，则反应可自发进行，，，因此T为较大正数时，反应能自发进行，故答案为C。
二、非选择题
9．(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。
10． 减小 ＜ 此反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能完全反应，所以放热小于46.2 kJ D
【分析】根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应为放热反应，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。
解析：(1)催化剂能够降低反应的活化能，故E1减小；
(2)N2和H2的反应为可逆反应，则充入0.5mol N2和1.5mol H2充分反应，不能完全反应，则释放的热量小于46.2kJ；
(3)根据图像，反应为放热反应，则ΔH＜0，根据反应的方程式，反应为气体的物质的量减小的反应，即ΔS＜0，答案为D
一、选择题
1．下列变化过程的且的是
A． B．
C． D．
2．碳酸铵在室温下就能自发分解产生氨气、水、二氧化碳。下列说法正确的是
A．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
B．碳酸铵分解一定是放热反应
C．生成物在固、液、气三种状态下的熵值相同
D．碳酸铵分解体系的熵增大
3．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH<0,ΔS>0 B．ΔH>0,ΔS>0 C．ΔH<0,ΔS<0 D．ΔH>0,ΔS<0
4．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1mol在不同状态时的嫡值：
B．反应 能否自发进行与温度有关
C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同
D．常温下，反应能自发进行，则该反应的
5．已知反应的，，下列正确的是
A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行
C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行
6．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
7．将与晶体混合后搅拌，会闻到刺激性气味且体系温度降低。下列对该反应的说法不正确的是
A．该反应的熵变明显增大 B．该反应的
C．该反应在理论上可以设计成原电池 D．该反应在常温下能自发进行
8．已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是
A．低温下能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行
二、非选择题
9．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_______。
10．合成氨工业的核心反应是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量_______(填“＜”、“＞”或“＝”)46.2 kJ，理由是_______________________________________________________。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是_______(填字母)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．，为放热过程，且属于熵减过程，A不符合题意；
B．，为分解反应，，且为气体分子数增多的过程，，B符合题意；
C．，为化合反应，＜0，且为气体分子数减小的反应，＜0，C不符合题意；
D．，为生成沉淀的放热反应，且由离子生成了沉淀，属于熵减的过程，D不符合题意；
故选B。
2．D
解析：A．不是所有碳酸盐都不稳定，碱金属的碳酸盐稳定性强，故A错误；
B．根据符合判据ΔG=ΔH－TΔS，碳酸铵固体受热分解为氨气、水、二氧化碳，属于熵增，即ΔS＞0，自发进行ΔG＜0，碳酸铵分解可能是吸热反应，也可能是放热反应，故B错误；
C．同种物质气态混乱度最大，则生成物H2O在固态、液态、气态状态下的混乱度增大，故C错误；
D．碳酸铵固体受热分解为氨气、水、二氧化碳，熵增大，故D正确；
答案为D。
3．A
解析：化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当ΔG=ΔH-TΔS<0 时，反应能自发进行，当ΔH<0,ΔS>0 时, ΔG=ΔH-TΔS<0，一定能自发进行，而ΔH>0,ΔS<0时不能自发进行；ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0 能否自发进行，取决于反应的温度，所以ΔH<0,ΔS>0一定能自发进行；A正确；
综上所述，本题选A。
4．C
解析：A．物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：，故A正确；
B．△H＞0，△S＞0，能否自发进行，△H T△S＜0与温度有关，故B正确；
C．反应自发只能说明△H T△S＜0，不能说明和的变化相同，故C错误；
D．反应物有4mol固体、2mol液态物质、1mol气体物质，生成物只有固体，△S＜0，若能自发进行，△H T△S＜0，则△H必须小于0，故D正确；
故答案选C。
5．C
【分析】根据吉布斯自由能可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行，据此分析解答。
解析：反应的，，因为T，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，C项符合题意。
故选C。
6．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。
7．C
解析：A．会闻到刺激性气味说明反应固体反应生成气体，反应熵变增大，A正确；
B．体系温度降低，说明温度降低，反应为吸热反应，焓变大于零，B正确；
C．自发的氧化还原反应可以设计成原电池，该反应不是氧化还原反应，在理论上不可以设计成原电池，C错误；
D．由题干可知，该反应在常温下能自发进行，D正确；
故选C。
8．C
解析：反应，若，则反应可自发进行，，，因此T为较大正数时，反应能自发进行，故答案为C。
二、非选择题
9．(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。
10． 减小 ＜ 此反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能完全反应，所以放热小于46.2 kJ D
【分析】根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应为放热反应，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。
解析：(1)催化剂能够降低反应的活化能，故E1减小；
(2)N2和H2的反应为可逆反应，则充入0.5mol N2和1.5mol H2充分反应，不能完全反应，则释放的热量小于46.2kJ；
(3)根据图像，反应为放热反应，则ΔH＜0，根据反应的方程式，反应为气体的物质的量减小的反应，即ΔS＜0，答案为D