2.3.化学反应的方向（含解析）专项训练-2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.3.化学反应的方向专项训练-2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．已知在标准压力及某温度下，1mol纯物质的规定熵称为该物质在T时的标准熵，符号为S。下列物质中标准熵值最大的是
A．CO(g) B．Na2SO4(s) C．Br2(l) D．H2(g)
2．科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为。则有关该反应自发进行的条件判断正确的是
A．低温 B．高温
C．任何温度下都能自发进行 D．一定非自发
3．下列反应中，熵显著增加的反应是
A．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C．C(s)+O2(g)=CO2(g)
D．2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)
4．下列说法正确的是
A．非自发过程在任何条件下均不能发生
B．常温下氨气与氯化氢的反应自发反应，可推测反应 △H＜0
C．常温下吸热反应一定不能自发
D．氢气与氧气在点燃条件下发生反应是不自发过程
5．下列过程属非自发的是
A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰
C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧
6．下列说法中，正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应
B．凡是熵增大的反应都是自发反应
C．要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变
D．过程的自发性不仅能用于判断过程方向，还能确定反应速率的快慢
7．下列反应中一定不能自发进行的是（ ）
A．2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g) △H＜0，△S＞0
B．CO(g)=C(s，石墨)+ O2(g) △H＞0，△S＜0
C．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) △H＜0，△S＜0
D．NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H＞0，△S＞0
8．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
9．通过2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5kJ mol-1催化还原的方法，可将汽车尾气中有害气体转化为无害气体。下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降
D．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
10．下列说法正确的是
A．需要加热才能发生的化学反应都是吸热反应
B．应用盖斯定律可以计算某些难以测量的反应焓变
C．任何能使熵值增大的过程都能自发进行
D．化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化
11．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列说法中正确的是
A．， B．，
C．， D．，
12．2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。已知
下列说法不正确的是
A．
B．的过程中，，
C．2mol和1mol的总能量大于2mol的总能量
D．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
13．反应。25℃时，将固体放置在密闭容器中达到平衡，测得为。下列说法不正确的是
A．该反应
B．该反应常温下能自发进行
C．固体的量越多，产生浓度越大
D．平衡时生成的速率和消耗的速率相等
14．下列关于化学反应速率和化学反应方向说法正确的是
A．常温下，形状大小相同的锌片和铁片分别与同浓度的稀硫酸反应，速率：锌片＞铁片
B．放热反应都能自发进行
C．增大体系压强，反应速率一定增大
D．增加反应物浓度，正反应速率一定增大，逆反应速率一定减小
15．氯元素具有多种化合价，可形成、、、和等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下，氧化可获得： 。对于反应，下列说法正确的是
A．该反应
B．的使用能降低该反应的
C．反应中每消耗转移电子数约为
D．反应的平衡常数可表示为
16．在相同的温度和压强下，下列关于熵的大小排序正确的是
A．1molC(CH3)4＜1mol(CH3)2CHCH2CH3
B．1molC2H6(g)＜1molCH4(g)
C．1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石墨)
D．相同条件下，1mol干冰＜1mol二氧化硅晶体
17．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是
A．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
B．NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH =+185.57kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据
D．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应
18．在一定温度下、恒容密闭容器中，发生反应：，达平衡后，下列说法正确的是
A．该反应的
B．将平衡体系升温，平衡常数减小
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入的平衡转化率增大
19．下列过程在一定条件下能自发进行但不能用熵增解释的是
A．花香四溢 B．冰块融化 C．Na2CO3·10H2O风化 D．水蒸气冷凝
20．下列叙述正确的是
A．其它条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大
B．体系有自发地向混乱度增加（即熵增）的方向转变的倾向，这是自然界的普遍规律
C．判断过程的自发性能确定过程能否发生和过程发生的速率
D．催化剂不影响反应活化能，从而只影响反应速率，不影响化学平衡
21．碘升华过程中的焓变和熵变正确的是
A．H<0，S>0 B．H<0，S<0 C．H>0，S>0 D．H>0，S<0
22．下列关于化学反应的方向叙述中不正确的是
A．该反应
B．反应其化学平衡常数表达式为
C．若，，化学反应在任何温度下都能自发进行
D．合成甲醇的反应：，加入催化剂对化学平衡常数无影响
23．金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为
24．下列关于判断过程的方向的说法错误的是
A．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程
B．同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小
C．不借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程
25．已知、、可作为燃料电池的燃料，其相关热化学方程式如下。
①　
②　
③　
④　
下列说法正确的是
A．
B．反应③的
C．反应①中若生成，则
D．反应②中的能表示甲烷的燃烧热
二、填空题
26．自发反应
(1)在一定条件下能 的反应。
(2)特点：
具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定 的。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。
27．实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：。判断该反应的自发性并说明理由 。
28．红磷和发生反应生成和，反应过程和能量关系如图所示(图中的表示生成产物的数据)。
根据上图回答下列问题：
(1)和反应生成的热化学方程式为 。
(2)分解成和的热化学方程式为 ，已知该反应的为，则该反应自发的温度范围为T (保留1位小数)。
(3)和分两步反应生成的 一步反应生成的 (填“>”、“<”或“=”)。
(4)与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】标准压力及某温度下，气体的熵大于固体和液体，状态相同时，相对分子质量越大其熵值越大，所以几种物质中标准熵值最大的是CO(g)；
故答案为A。
2．B
【详解】氢气燃烧为放热反应，该反应可以看做氢气燃烧的逆反应因此是吸热反应△H＞0，正向为熵增的反应△S＞0；根据，可以分析得出该反应在高温自发。故答案为：B。
3．B
【详解】A．反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的气体体积减小的反应，所以该反应是熵显著减小的反应，A错误；
B．反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑是气体体积增大的反应，故该反应是熵显著增大的反应，B正确；
C．反应C(s)+O2(g)=CO2(g)是气体体积不变的反应，故该反应是熵不变的反应，C错误；
D．反应2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)是气体体积减小的反应，故该反应是熵减少的反应，D错误；
故合理选项是B。
4．B
【详解】A．非自发反应在调节温度的条件下也可自发，A错误；
B．常温下氨气与氯化氢反应是熵减的反应，且是自发反应，根据反应可以自发，可推测反应，B正确；
C．根据反应可以自发，则常温下吸热反应可能自发，C错误
D．氢气与氧气在点燃条件下发生反应是自发过程，D错误；
故选B。
5．B
【详解】A． 自然界中水由高处向低处流是自发过程，故A不符合；
B． 室温下冰的融化是自发过程，其逆向室温下水结成冰是非自发的，故B符合；
C． 气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程，故C不符合；
D． 煤气的燃烧是自发过程，故D不符合；
故选B。
6．C
【详解】A．放热反应有利于反应的自发进行，但是不一定所有的放热反应都是自发反应，比如放热熵减的反应在高温下不能自发进行，A错误；
B．熵增有利于反应的自发进行，但熵增不一定都是自发反应，比如吸热熵增的反应在低温下不能自发进行，B错误；
C．化合反应能否自发进行，需要使用复合判据△G =△H - T△S进行判断，即综合考虑体系的焓变和熵变，C正确；
D．过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定是否一定发生，更不能确定反应的快慢，D错误；
故答案选C。
7．B
【分析】依据反应自发进行的判断依据△G=△H-T△S＜0，反应能自发进行，若反应一定不能自发进行，则△G>0。
【详解】A. 2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g)，△H＜0，△S＞0，△G=△H-T△S＜0，反应一定能自发，故A不符合；
B. CO(g)=C(s，石墨)+ O2(g)，△H＞0，△S＜0，△G=△H-T△S>0反应一定不能自发，故B符合；
C. 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)，△H＜0，△S＜0，低温时△G=△H-T△S＜0，反应能自发，故C不符合；
D. NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)，△H＞0，△S＞0，高温时△G=△H-T△S＜0，反应能自发，故D不符合；
答案选B。
8．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。
9．C
【详解】A．反应为放热的熵减反应，根据△H-T△S<0反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发进行，A错误；
B．平衡常数等于生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比；反应的平衡常数可表示为K=，B错误；
C．其它条件不变，增大的值，相当于增加NO投料，会促进CO的转化，但是NO自身的转化率下降，C正确；
D．催化剂改变反应速率，不改变反应的焓变，D错误；
故选C。
10．B
【详解】A. 需要加热才能发生的化学反应不一定都是吸热反应，例如木炭燃烧等，A错误；B. 应用盖斯定律可以计算某些难以测量的反应焓变，B正确；C. 能使熵值增大的过程不一定都能自发进行，C错误；D. 平衡常数只与温度有关系，化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化，D错误，答案选B。
点睛：注意自发过程的两种倾向：①体系趋向于高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。自发反应进行的规律：①放热且熵增加的反应一定能自发进行。②吸热且熵减少的反应一定不能自发进行。③焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应方向起决定性作用。
11．C
【详解】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，故选C项；
答案选C。
12．A
【详解】A．由题干图示信息可知，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2，生成气体水时放出的热量比生成液态水时少，故0＞ΔH1＞ΔH2，A错误；
B． H2O(l)= H2O(g)为气体分子数增大的吸热过程，则ΔH＞0，ΔS＞0，B正确；
C．氢气与氧气的反应为放热反应，则2mol和1mol的总能量大于2mol的总能量，C正确；
D．根据盖斯定律可知，化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D正确；
故答案为：A。
13．C
【详解】A．反应前后气体分子数增加，则，故A正确；
B．25℃时能分解生成氨气，说明该反应常温下能自发进行，故B正确；
C．增加固体反应物用量对反应速率和化学平衡均无影响，则浓度保持不变，故C错误；
D．平衡时正反应速率等于逆反应速率，则平衡时生成的速率和消耗的速率相等，故D正确；
故选：C。
14．A
【详解】A． 金属活泼性：Zn＞Fe，则常温下，形状大小相同的锌片和铁片分别与同浓度的稀硫酸反应，速率：锌片＞铁片，故A正确；
B． 反应的，反应能自发进行，所以高温条件下，若反应为熵减反应，则该放热反应不能自发进行，故B错误；
C． 有气体参与的反应，缩小容器容积，增大体系压强，反应速率一定增大，但是恒容充入无关气体，压强增大，但反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，故C错误；
D． 增加反应物浓度的瞬间，正反应速率一定增大，逆反应速率不变，故D错误；
故选A。
15．C
【详解】A．该反应为气体分子数减少的反应，熵减，即该反应<0，A错误；
B．是该反应的催化剂，催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，但不能改变反应的，B错误；
C．该反应中O元素价态降低，Cl元素价态升高，反应中每消耗转移电子物质的量为4mol，电子数约为，C正确；
D．该反应中H2O为气态，要代入平衡常数表达式，即该反应的平衡常数可表示为，D错误；
选C。
16．A
【详解】A．C(CH3)4结构对称，1mol(CH3)2CHCH2CH3混乱程度比1molC(CH3)4大，则物质的熵：1molC(CH3)4＜1mol(CH3)2CHCH2CH3，A正确；
B．相同状况下，1molC2H6(g)比1molCH4(g)含有的微粒个数多，混乱度大，则物质的熵：1molC2H6(g)＞1molCH4(g)，B错误；
C．金刚石中C的排列比石墨中C的排列更有序，所以1molC(s,金刚石)的熵小于1molC(s,石墨)的熵，C错误；
D．干冰是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，相同状况下，分子晶体的混乱度大于原子晶体，所以相同条件下，1mol干冰的熵大于1mol二氧化硅晶体，D错误；
故选A。
17．D
【详解】A．ΔH＜0、ΔS>0，则ΔH-TΔS＜0，在任何温度下反应都能自发进行，故A正确；
B．该反应的ΔH>0，ΔS>0才可能自发进行，因此NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH =+185.57kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据，应综合焓变和熵变判断反应的自发性，故C正确；
D．反应能否自发进行与反应的速率大小无关，有些反应能自发进行，但反应速率很小，如金属的腐蚀，非自发反应在一定条件下可进行，故D错误；
故答案选D。
18．C
【详解】A．由方程式可知，该反应是气体体积不变、固体质量减少的熵减的反应，反应ΔS＜0，故A错误；
B．该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数增大，故B错误；
C．恒容密闭容器中充入惰性气体，反应体系中气体的浓度不变，化学反应速率不变，化学平衡不移动，故C正确；
D．固体的浓度为定值，增加固体的质量，化学反应速率不变，化学平衡不移动，则向平衡体系中加入硫酸钡固体，平衡不移动，氢气的平衡转化率不变，故D错误；
故选C。
19．D
【详解】A．花香四溢自发进行，使体系的混乱程度增大，导致熵增加，A不符合题意；
B．冰块受热融化能够自发进行，水分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，B不符合题意；
C．Na2CO3·10H2O风化能够自发进行，风化使结晶水合物变为Na2CO3和蒸馏水，H2O分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，C不符合题意；
D．水蒸气遇冷会冷凝变为液体水，使水分子排列由无序变得有序，体系混乱程度减小，熵减小，因此该过程能自发进行但不能用熵增解释，D符合题意；
故合理选项是D。
20．B
【详解】A．其它条件相同时，增大浓度，活化分子数目增多，活化分子百分数没有变化，反应速率加快，A叙述错误；
B．由普遍规律可知，熵增的反应可自发进行，所以体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，B叙述正确；
C．过程的自发性与反应速率无关，可确定过程能否发生，C叙述错误；
D．催化剂降低反应所需的活化能，只影响反应速率，不影响化学平衡，D叙述错误；
答案为B。
21．C
【详解】同种物质，液态的能量大于固态，则碘升华的过程是吸热过程，即△H＞0，液态时的熵大于固态时的熵，则碘升华的过程是熵增加的过程，即△S＞0，故选C。
22．B
【详解】A．中气体体积减小，该反应，故A正确；
B．反应其化学平衡常数表达式为，故B错误；
C．△H＜0、△S＞0，在任何温度下可满足△G=△H-T △S＜0，能自发进行，如金属钠和水的反应，故C正确；
D．催化剂不改变平衡常数，故D正确；
故选B。
23．C
【详解】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5， ，A错误；
B．由方程形式知， ，B错误；
C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；
D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误；
故选C。
【点睛】
24．A
【详解】A．NH4NO3溶于水吸热，但NH4NO3溶于水是熵值增加的过程，所以仍然是自发过程，选项A错误；
B．熵是表示物质混乱度的一种量，同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小，选项B正确；
C．不借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态，借助专外力能自发进行的过程，其体系的能量不一定趋向于从高能状态转变为低能状态，例如水向高处流动，选项C正确；
D．根据△G＝△H－T△S可知，只要△G小于0，反应就一定是自发的，所以由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程，选项D正确。
答案选A。
25．D
【详解】A．根据盖斯定律，方程式，所以，A错误；
B．根据反应③，，B错误；
C．反应①中若生成，从变成要吸收能量，使放出的能量减小，变大，则，C错误；
D．甲烷完全燃烧，生成和放出的热量为燃烧热，则反应②中的能表示甲烷的燃烧热，D正确；
故选D。
26．(1)自动进行
(2) 方向性 不能自发进行
【详解】（1）在一定条件（如温度、光照、催化剂、压强等）下，无需借助外力，能自动进行的反应称为自发反应；
（2）自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件（如温度、光照、催化剂、压强等）下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的。
27．任何温度下都能自发，是因为
【详解】根据反应可知， ，所以，故该反应在任何温度下都能自发进行。故答案：任何温度下都能自发，是因为。
28．(1)P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306 kJ/mol
(2) PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ mol-1 T>547.1K
(3) －399 kJ/mol =
(4)PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl
【详解】（1）根据图示可知：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，则热化学方程式为：P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g) △H=-306 kJ/mol；
（2）由图可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，
则反应的热化学方程式为PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ mol-1，==，该反应自发进行的判据，则93-0.17T<0，解得T>547.1K；
（3）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：
P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g)△H1=—306 kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=—93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=—306 kJ/mol+(—93 kJ/mol)=—399 kJ/mol，由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=—306kJ/mol—(+93kJ/mol)=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，故答案为：－399 kJ/mol；=；
（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl