2.3化学反应的方向同步练习 2025-2026学年高二上学期人教版（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 2025-2026学年高二上学期人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 889.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-19 17:50:34 | ||
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文档简介
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2.3化学反应的方向
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．现有反应：2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) △H>0，下列有关说法不正确的是
A．△H>0的化学反应可能能正向自发进行
B．该反应熵增大（即△S>0）
C．该反应在任何条件下一定能正向自发进行
D．自发过程不一定使体系的熵增大
2．二氧化碳甲烷化技术是资源化利用的有效手段之一，其反应原理为 。已知298 K时，有关物质的相对能量如表所示：
物质
相对能量/() 0 -75 -242 -393
下列说法正确的是
A．该反应的
B．相对能量：
C．该反应的
D． ，则
3．反应2AB(g)=C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，反应后体系中物质的总能量升高，则该反应的ΔH、ΔS应为
A．ΔH<0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS<0
C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS<0
4．以下自发反应可以用熵判据来解释的是
A．
B．
C．
D．
5．下列判断正确的是
A．反应的，
B．一定温度下，反应能自发进行，该反应的
C．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应
D．在常温下能自发进行，则该反应的
6．下列有关说法正确的是
A．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0
B．反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应不能自发进行
D．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
7．下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163kJ·mol-1
B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH=+91kJ·mol-1
D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
8．下列说法错误的是
A．水汽化的过程中，、
B．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行
C．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
D．低温有利于合成氨反应的自发进行
二、填空题
9．I．地下水中的氮污染主要是由引起的。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在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．双金属催化剂是该反应是否能自发进行的决定因素
(2)已知：的，均为正值)，该反应 (选填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。
II．将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气 ，。
(3)该反应在 (选填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发。
III．
(4)汽车尾气含NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数，该温度下，某时刻测得容器内、NO的浓度分别为、和，此时反应 (选填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
10．利用焦炉气中的和工业废气捕获的生产甲醇。
在2L恒容密闭容器中充入和一定量的，化学方程式：。的转化率与温度、投料比的关系如图所示：
(1)若从反应开始到A点需要10s，则的平均反应速率 。
(2)根据图象判断 。
A．大于 B．小于 C．等于
(3)该反应的焓变 0。
A．大于 B．小于 C．等于
11．化学反应自发进行的判据
(1)熵与熵变
熵(S)是用来描述 的物理量。反应的熵变是指在一定条件下， ，单位是 。体系的无序程度 ，体系的熵值就 。
(2)相关规律
①ΔH 0，ΔS 0的反应，任何温度下都能自发进行。
②ΔH 0，ΔS 0的反应任何温度下都不能自发进行。
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时， 对反应的方向起决定性作用。
a.当ΔH<0，ΔS<0时， 下反应能自发进行。
b.当ΔH>0，ΔS>0时， 下反应能自发进行。
(3)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。
①常温下的放热反应， 对反应方向起决定性作用。
②常温下的吸热反应， 对反应方向起决定性作用。
12．是的二聚产物，等氮氧化物是主要的大气污染物，氮氧化物与悬浮在大气中的微粒相互作用时，涉及如下反应：
①
②
(1)反应的 (用表示)，该反应的平衡常数为 (用表示)。
(2)为研究不同条件对反应(2)的影响，时，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和，经5min达到平衡状态，反应过程中容器内的压强减小，则5min内反应的平均速率 ，NO的平衡转化率 %。
13．请指出氨气与氯化氢气体的反应以及碳酸氢钠的分解反应是熵增加反应还是熵减小反应 、 。
14．煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。
已知①常压下反应的能量变化如图所示。
②
化学键 H-H H-O O=O
键能kJ/mol 436 x 496
③CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－280kJ/mol
H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－240kJ/mol
H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44kJ/mol
请回答下列问题：
(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(2)已知气态分子分解成气态原子时所需要的能量为键能，则H—O键的键能x为 kJ/mol；
(3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ/mol。
(4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。
三、解答题
15．为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气： 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行， ℃。
(2)结合以下信息，可知的燃烧热 (用代数式表示)。
①
②
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。
A．增大HCl的流速 B．将温度升高40℃
C．增大 D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时， (填“大于”或“小于”)，原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
16．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨气得到氢气。
方法：氨热分解法制氢气
反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) ΔH=＋90.8 kJ·mol－1；
(1)已知该反应的ΔS=198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填字母)；
A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃
(2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)= mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)，理由是 ；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ= 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ=，其中pθ=100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
17．工业上，利用乙醇催化氧化制备乙醛，其化学原理如下：
反应Ⅰ：(主反应) 。
反应Ⅱ：(次反应) 。
(1)反应Ⅰ的 (填“>”、“<”或“=”)0；下列对反应Ⅰ判断正确的是 (填字母)。
A．较高温度下自发反应 B．较低温度下自发反应
C．任何温度下都自发反应 D．任何温度下都不自发反应
(2)采用此法制备乙醛时，理论上，乙醇蒸气与空气的最佳体积比为1∶ 。(已知空气中体积分数为)
(3)反应Ⅰ达到平衡后，为了提高乙醇的转化率和乙醛产率，可以采用的措施是 (填字母)。
A．升高温度 B．增大压强 C．增大浓度 D．分离产物 E．选择高效催化剂
(4)在恒容密闭容器中充入，在一定条件下发生反应Ⅰ，乙醇转化率与温度关系如图所示。
①点对应的体系中乙醛的体积分数为 (用代数式表示)。
②之前，随着温度升高，乙醇的转化率增大，其主要原因是 。
③之后，随着温度升高，乙醇的转化率降低，可能的原因是 (填代号)。
A．反应活化能增大 B．平衡常数减小 C．减小 D．催化剂的选择性降低
《2.3化学反应的方向》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C C C B D D C
1．C
【详解】A．ΔH>0的反应在高温下可能因熵增导致ΔG<0而自发，故A正确；
B．反应后气体物质的量增加，熵增大（ΔS>0），故B正确；
C．该反应ΔH>0且ΔS>0，仅在高温下ΔG<0时自发，并非任何条件都能自发，故C错误；
D．自发过程可能由焓减主导，如放热熵减反应在低温下能自发进行，自发过程不一定熵增，故D正确；
选C。
2．C
【详解】A．由反应可知反应物的气体分子数多于生成物气体分子数，则，故A错误；
B．相同条件下，同种物质相对能量：气态>液态，则相对能量：，故B错误；
C．该反应的，故C正确；
D．相对能量：，生成液态水时放出的热量多于生成气态水时的热量，放热越多越小，则，故D错误；
故选：C。
3．C
【详解】A．反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，ΔH>0，A错误；
B．由A可知，ΔH>0，B错误；
C．反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，ΔH>0；反应中气体的物质的量增加，ΔS>0，C正确；
D．由C可知，ΔS>0；ΔH>0，ΔS<0的反应在任何温度下反应都不能自发进行，D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．反应的，反应不能自发进行，A不符合题意；
B．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，B不符合题意；
C．反应的，高温条件下可以实现，使反应自发进行，高温时的影响为主，可以用熵判据来解释，C符合题意；
D．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，D不符合题意；
故选C。
5．B
【详解】A．该反应为气体体积减小的反应，则ΔS<0，A错误；
B．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，一定温度下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，B正确；
C．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应可自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，该反应为放热反应，C错误；
D．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，D错误；
故选B。
6．D
【详解】A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放热反应，即ΔH<0，该反应的正反应气体分子数减少，则ΔS<0，A项错误；
B．该反应的气体被消耗，熵减少，ΔS<0，反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下能自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行，则该反应为放热反应，B项错误；
C．Na与H2O的反应ΔH<0，ΔS>0，则在任何温度下ΔG<0，所以该反应能自发进行，C项错误；
D．若一个反应的ΔH>0且能够自发进行，据ΔG=ΔH-TΔS<0可知有ΔS>0，D项正确；
答案选D。
7．D
【详解】A．ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行，A不符合题意；
B．ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行，B不符合题意；
C．ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行，C不符合题意；
D．ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行，D符合题意；
故选D。
8．C
【详解】A．水汽化的过程是一个气体体积增大的吸热过程，即、，A正确；
B．反应倾向于向熵增方向进行，故绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行，B正确；
C．根据自由能变判据可知，恒温恒压下，且的反应一定能自发进行，C错误；
D．已知合成氨反应是一个气体体积减小的放热反应，根据自由能变判据可知，低温有利于合成氨反应的自发进行，D正确；
故答案为：C。
9．(1)C
(2)无法判断是否能
(3)高温下
(4)向正反应方向进行
【详解】（1）A．氮肥溶于水的过程中，电离为自由移动的离子，熵值增大，A正确；
B．在酸性条件下，活泼金属与发生氧化还原反应，反应放热，金属溶解并产生气体，熵增大，属于自发反应，B正确；
C．反应是否能自发进行取决于是否小于0，与催化剂无关，C错误；
故选C；
（2）该反应的，温度未知，不一定小于0，所以无法判断是否能自发进行；
（3）该反应的，根据ΔG=ΔH TΔS，则在高温下能自发；
（4）已知反应在时，平衡常数，该温度下，某时刻测得容器内的浓度分别为和，此时浓度商，则反应向正反应方向进行。
10．(1)
(2)A
(3)B
【详解】（1）若从反应开始到A点需要10s，此时CO2的转化率为75%，则，速率之比等于化学计量数之比，则；
（2）增大氢气的投入量，可以增加二氧化碳的转化率，即增大，二氧化碳的转化率增大，X1>X2，故选A；
（3）升高温度，CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH<0，故选B。
11．(1) 体系混乱度 反应产物的总熵和反应物总熵之差 J·mol-1 ·K－1 越大 越大
(2) < > > < 温度 低温 高温
(3) 焓变 熵变
【详解】（1）熵(S)是用来描述体系混乱度的物理量。反应的熵变是指在一定条件下，反应产物的总熵和反应物总熵之差，单位是J·mol-1 ·K－1，△S与物质的混乱度有关，体系的无序程度越大，熵值越大；
（2）①放热反应、熵增反应能自发进行，则ΔH <0，ΔS>0的反应，任何温度下都能自发进行。
②吸热反应、熵减反应不能自发进行，则ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行。
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用，
a.当ΔH<0，ΔS<0时，根据ΔH-TΔS<0反应自发，则低温下反应能自发进行。
b.当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
（3）①常温下的放热反应，能自发进行说明ΔH-T ΔS＜0，焓变对反应的方向起决定性作用；②常温下的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。
12．(1)
(2) 0.008 40
【详解】（1）根据盖斯定律，由①×2-②可得，则该反应的，该反应的平衡常数为；
（2）根据阿伏伽德罗定律可知，同温同容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应过程中容器内的压强减小，则平衡时气体总物质的量为。设反应中NO转化，则：，则有，解得，故5min内反应的平均速率为，NO的平衡转化率。
13． 熵减小 熵增加
【详解】氨气与氯化氢气体反应生成固体氯化铵，为熵减的反应；碳酸氢钠的分解反应生成二氧化碳气体、水、碳酸钠，为熵增的反应。
14．(1)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1
(2)462
(3)510
(4)低温
【详解】（1）由图可得热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g)ΔH=-280kJ/mol
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol
根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1，故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1；
（2）已知：H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol，H2O(l)═H2O(g)ΔH=+44kJ/mol二者相加可得：H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，故答案为：462；
（3）由图形可知甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为(419+91)kJ/mol=510kJ/mol，故答案为：510；
（4）CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol的ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0反应自发进行，故在低温下反应具有自发性，故答案为：低温。
15．(1) 低温 440℃
(2)△H1+△H3—△H2
(3)BD
(4) 大于 流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低
(5)6
【详解】（1）该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行；由题意可知，较低流速下转化率可近似为平衡转化率，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯化氢的转化率减小，由图可知，氯化氢和氧气的物质的量比一定时，T1条件下，氯化氢的转化率最小，所以T1为440℃，故答案为：低温；440℃；
（2）氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，将反应设为③，由盖斯定律可知，反应②+③—①得到反应，则反应△H=△H1+△H3—△H2，故答案为：△H1+△H3—△H2；
（3）A．由图可知，增大氯化氢的流速， 氯化氢的转化率在减小，故不符合题意；
B．由图可知，M对应反应温度为360℃，升高温度，氯化氢的转化率增大，故符合题意；
C．增大氯化氢和氧气的物质的量比相当于增大氯化氢的浓度，平衡向正反应方向移动，但氯化氢的转化率减小，故不符合题意；
D．M点气体流速高，反应未平衡，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内氯化氢的转化率增加，故符合题意；
故选BD；
（4）流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低，所以T1条件下氯化氢的转化率大于T2为条件下，故答案为：大于；流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低；
（5）由图可知，N点氯化氢的转化率为80%，设起始氯化氢和氧气的物质的量都为4mol，由题意可建立如下三段式：
由三段式数据可知，反应的平衡常数Kx==6，故答案为：6。
16．(1)CD
(2) b 开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小 0.48
【详解】（1）若反应自发进行，则需ΔH－TΔS<0，T>=456.5K，即温度应高于(456.5－273)℃=183.5℃，CD符合。
（2）①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：，
，解得x=0.02mol，v(H2)=mol·L－1·min－1；
②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合；
③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120kPa、40kPa、120kPa，反应的标准平衡常数Kθ==0.48。
17．(1) > C
(2)2.5
(3)D
(4) 平衡之前，升高温度，反应速率增大，反应一直向正方向进行 B
【详解】（1）反应Ⅰ气体分子数增加的反应，为的反应，根据反应能自发进行，则在任何温度下，反应Ⅰ都能自发进行，故选C；
（2）分析反应Ⅰ和反应Ⅱ可知，如果投入过多，会生成副产物乙酸。按反应Ⅰ的化学计量数投入乙醇、体积比为最佳理论比。乙醇蒸气、空气的体积之比为。
（3）A．反应Ⅰ的正反应是放热、气体分子数增大的反应。升高温度，平衡向左移动，A项不符合题意；
B．增大压强，平衡向左移动，B项不符合题意；
C．增大浓度，会加快副产物生成，乙醛的产率会降低，C项不符合题意；
D．分离产物，促进平衡向右移动，D项符合题意；
E．催化剂只能改变化学反应速率，不会使平衡移动，E项不符合题意。
故选D；
（4）①
平衡时总物质的量：；平衡体系中，乙醛的体积分数为。
②之前，反应没有达到平衡，升高温度，反应速率增大，反应一直向正方向进行，导致随着温度升高，乙醇的转化率增大；
③A．化学反应的活化能在一定条件下是定值，A项不符合题意；
B．正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，平衡向左移动，故乙醇的转化率降低，B项符合题意；
C．对于指定反应，焓变只与化学计量数有关，与转化率无关，C项不符合题意；
D．催化剂具有选择性且需要一定活化温度，如果温度过高，可能使催化剂的选择性降低，导致副产物增多，但是，乙醇的转化率不会降低，D项不符合题意。
故选B。
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2.3化学反应的方向
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．现有反应：2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) △H>0，下列有关说法不正确的是
A．△H>0的化学反应可能能正向自发进行
B．该反应熵增大（即△S>0）
C．该反应在任何条件下一定能正向自发进行
D．自发过程不一定使体系的熵增大
2．二氧化碳甲烷化技术是资源化利用的有效手段之一，其反应原理为 。已知298 K时，有关物质的相对能量如表所示：
物质
相对能量/() 0 -75 -242 -393
下列说法正确的是
A．该反应的
B．相对能量：
C．该反应的
D． ，则
3．反应2AB(g)=C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，反应后体系中物质的总能量升高，则该反应的ΔH、ΔS应为
A．ΔH<0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS<0
C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH>0，ΔS<0
4．以下自发反应可以用熵判据来解释的是
A．
B．
C．
D．
5．下列判断正确的是
A．反应的，
B．一定温度下，反应能自发进行，该反应的
C．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应
D．在常温下能自发进行，则该反应的
6．下列有关说法正确的是
A．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0
B．反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应不能自发进行
D．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
7．下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163kJ·mol-1
B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH=+91kJ·mol-1
D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
8．下列说法错误的是
A．水汽化的过程中，、
B．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行
C．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
D．低温有利于合成氨反应的自发进行
二、填空题
9．I．地下水中的氮污染主要是由引起的。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在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．双金属催化剂是该反应是否能自发进行的决定因素
(2)已知：的，均为正值)，该反应 (选填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。
II．将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气 ，。
(3)该反应在 (选填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发。
III．
(4)汽车尾气含NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数，该温度下，某时刻测得容器内、NO的浓度分别为、和，此时反应 (选填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
10．利用焦炉气中的和工业废气捕获的生产甲醇。
在2L恒容密闭容器中充入和一定量的，化学方程式：。的转化率与温度、投料比的关系如图所示：
(1)若从反应开始到A点需要10s，则的平均反应速率 。
(2)根据图象判断 。
A．大于 B．小于 C．等于
(3)该反应的焓变 0。
A．大于 B．小于 C．等于
11．化学反应自发进行的判据
(1)熵与熵变
熵(S)是用来描述 的物理量。反应的熵变是指在一定条件下， ，单位是 。体系的无序程度 ，体系的熵值就 。
(2)相关规律
①ΔH 0，ΔS 0的反应，任何温度下都能自发进行。
②ΔH 0，ΔS 0的反应任何温度下都不能自发进行。
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时， 对反应的方向起决定性作用。
a.当ΔH<0，ΔS<0时， 下反应能自发进行。
b.当ΔH>0，ΔS>0时， 下反应能自发进行。
(3)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。
①常温下的放热反应， 对反应方向起决定性作用。
②常温下的吸热反应， 对反应方向起决定性作用。
12．是的二聚产物，等氮氧化物是主要的大气污染物，氮氧化物与悬浮在大气中的微粒相互作用时，涉及如下反应：
①
②
(1)反应的 (用表示)，该反应的平衡常数为 (用表示)。
(2)为研究不同条件对反应(2)的影响，时，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和，经5min达到平衡状态，反应过程中容器内的压强减小，则5min内反应的平均速率 ，NO的平衡转化率 %。
13．请指出氨气与氯化氢气体的反应以及碳酸氢钠的分解反应是熵增加反应还是熵减小反应 、 。
14．煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。
已知①常压下反应的能量变化如图所示。
②
化学键 H-H H-O O=O
键能kJ/mol 436 x 496
③CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－280kJ/mol
H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－240kJ/mol
H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44kJ/mol
请回答下列问题：
(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(2)已知气态分子分解成气态原子时所需要的能量为键能，则H—O键的键能x为 kJ/mol；
(3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ/mol。
(4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。
三、解答题
15．为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气： 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行， ℃。
(2)结合以下信息，可知的燃烧热 (用代数式表示)。
①
②
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。
A．增大HCl的流速 B．将温度升高40℃
C．增大 D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时， (填“大于”或“小于”)，原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
16．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨气得到氢气。
方法：氨热分解法制氢气
反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) ΔH=＋90.8 kJ·mol－1；
(1)已知该反应的ΔS=198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填字母)；
A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃
(2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)= mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)，理由是 ；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ= 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ=，其中pθ=100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
17．工业上，利用乙醇催化氧化制备乙醛，其化学原理如下：
反应Ⅰ：(主反应) 。
反应Ⅱ：(次反应) 。
(1)反应Ⅰ的 (填“>”、“<”或“=”)0；下列对反应Ⅰ判断正确的是 (填字母)。
A．较高温度下自发反应 B．较低温度下自发反应
C．任何温度下都自发反应 D．任何温度下都不自发反应
(2)采用此法制备乙醛时，理论上，乙醇蒸气与空气的最佳体积比为1∶ 。(已知空气中体积分数为)
(3)反应Ⅰ达到平衡后，为了提高乙醇的转化率和乙醛产率，可以采用的措施是 (填字母)。
A．升高温度 B．增大压强 C．增大浓度 D．分离产物 E．选择高效催化剂
(4)在恒容密闭容器中充入，在一定条件下发生反应Ⅰ，乙醇转化率与温度关系如图所示。
①点对应的体系中乙醛的体积分数为 (用代数式表示)。
②之前，随着温度升高，乙醇的转化率增大，其主要原因是 。
③之后，随着温度升高，乙醇的转化率降低，可能的原因是 (填代号)。
A．反应活化能增大 B．平衡常数减小 C．减小 D．催化剂的选择性降低
《2.3化学反应的方向》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C C C B D D C
1．C
【详解】A．ΔH>0的反应在高温下可能因熵增导致ΔG<0而自发，故A正确；
B．反应后气体物质的量增加，熵增大（ΔS>0），故B正确；
C．该反应ΔH>0且ΔS>0，仅在高温下ΔG<0时自发，并非任何条件都能自发，故C错误；
D．自发过程可能由焓减主导，如放热熵减反应在低温下能自发进行，自发过程不一定熵增，故D正确；
选C。
2．C
【详解】A．由反应可知反应物的气体分子数多于生成物气体分子数，则，故A错误；
B．相同条件下，同种物质相对能量：气态>液态，则相对能量：，故B错误；
C．该反应的，故C正确；
D．相对能量：，生成液态水时放出的热量多于生成气态水时的热量，放热越多越小，则，故D错误；
故选：C。
3．C
【详解】A．反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，ΔH>0，A错误；
B．由A可知，ΔH>0，B错误；
C．反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，ΔH>0；反应中气体的物质的量增加，ΔS>0，C正确；
D．由C可知，ΔS>0；ΔH>0，ΔS<0的反应在任何温度下反应都不能自发进行，D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．反应的，反应不能自发进行，A不符合题意；
B．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，B不符合题意；
C．反应的，高温条件下可以实现，使反应自发进行，高温时的影响为主，可以用熵判据来解释，C符合题意；
D．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，D不符合题意；
故选C。
5．B
【详解】A．该反应为气体体积减小的反应，则ΔS<0，A错误；
B．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，一定温度下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，B正确；
C．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应可自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，该反应为放热反应，C错误；
D．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，D错误；
故选B。
6．D
【详解】A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放热反应，即ΔH<0，该反应的正反应气体分子数减少，则ΔS<0，A项错误；
B．该反应的气体被消耗，熵减少，ΔS<0，反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下能自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行，则该反应为放热反应，B项错误；
C．Na与H2O的反应ΔH<0，ΔS>0，则在任何温度下ΔG<0，所以该反应能自发进行，C项错误；
D．若一个反应的ΔH>0且能够自发进行，据ΔG=ΔH-TΔS<0可知有ΔS>0，D项正确；
答案选D。
7．D
【详解】A．ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行，A不符合题意；
B．ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行，B不符合题意；
C．ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行，C不符合题意；
D．ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行，D符合题意；
故选D。
8．C
【详解】A．水汽化的过程是一个气体体积增大的吸热过程，即、，A正确；
B．反应倾向于向熵增方向进行，故绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行，B正确；
C．根据自由能变判据可知，恒温恒压下，且的反应一定能自发进行，C错误；
D．已知合成氨反应是一个气体体积减小的放热反应，根据自由能变判据可知，低温有利于合成氨反应的自发进行，D正确；
故答案为：C。
9．(1)C
(2)无法判断是否能
(3)高温下
(4)向正反应方向进行
【详解】（1）A．氮肥溶于水的过程中，电离为自由移动的离子，熵值增大，A正确；
B．在酸性条件下，活泼金属与发生氧化还原反应，反应放热，金属溶解并产生气体，熵增大，属于自发反应，B正确；
C．反应是否能自发进行取决于是否小于0，与催化剂无关，C错误；
故选C；
（2）该反应的，温度未知，不一定小于0，所以无法判断是否能自发进行；
（3）该反应的，根据ΔG=ΔH TΔS，则在高温下能自发；
（4）已知反应在时，平衡常数，该温度下，某时刻测得容器内的浓度分别为和，此时浓度商，则反应向正反应方向进行。
10．(1)
(2)A
(3)B
【详解】（1）若从反应开始到A点需要10s，此时CO2的转化率为75%，则，速率之比等于化学计量数之比，则；
（2）增大氢气的投入量，可以增加二氧化碳的转化率，即增大，二氧化碳的转化率增大，X1>X2，故选A；
（3）升高温度，CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH<0，故选B。
11．(1) 体系混乱度 反应产物的总熵和反应物总熵之差 J·mol-1 ·K－1 越大 越大
(2) < > > < 温度 低温 高温
(3) 焓变 熵变
【详解】（1）熵(S)是用来描述体系混乱度的物理量。反应的熵变是指在一定条件下，反应产物的总熵和反应物总熵之差，单位是J·mol-1 ·K－1，△S与物质的混乱度有关，体系的无序程度越大，熵值越大；
（2）①放热反应、熵增反应能自发进行，则ΔH <0，ΔS>0的反应，任何温度下都能自发进行。
②吸热反应、熵减反应不能自发进行，则ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行。
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用，
a.当ΔH<0，ΔS<0时，根据ΔH-TΔS<0反应自发，则低温下反应能自发进行。
b.当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
（3）①常温下的放热反应，能自发进行说明ΔH-T ΔS＜0，焓变对反应的方向起决定性作用；②常温下的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。
12．(1)
(2) 0.008 40
【详解】（1）根据盖斯定律，由①×2-②可得，则该反应的，该反应的平衡常数为；
（2）根据阿伏伽德罗定律可知，同温同容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应过程中容器内的压强减小，则平衡时气体总物质的量为。设反应中NO转化，则：，则有，解得，故5min内反应的平均速率为，NO的平衡转化率。
13． 熵减小 熵增加
【详解】氨气与氯化氢气体反应生成固体氯化铵，为熵减的反应；碳酸氢钠的分解反应生成二氧化碳气体、水、碳酸钠，为熵增的反应。
14．(1)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1
(2)462
(3)510
(4)低温
【详解】（1）由图可得热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g)ΔH=-280kJ/mol
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol
根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1，故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ mol-1；
（2）已知：H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol，H2O(l)═H2O(g)ΔH=+44kJ/mol二者相加可得：H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，故答案为：462；
（3）由图形可知甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为(419+91)kJ/mol=510kJ/mol，故答案为：510；
（4）CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol的ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0反应自发进行，故在低温下反应具有自发性，故答案为：低温。
15．(1) 低温 440℃
(2)△H1+△H3—△H2
(3)BD
(4) 大于 流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低
(5)6
【详解】（1）该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行；由题意可知，较低流速下转化率可近似为平衡转化率，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯化氢的转化率减小，由图可知，氯化氢和氧气的物质的量比一定时，T1条件下，氯化氢的转化率最小，所以T1为440℃，故答案为：低温；440℃；
（2）氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，将反应设为③，由盖斯定律可知，反应②+③—①得到反应，则反应△H=△H1+△H3—△H2，故答案为：△H1+△H3—△H2；
（3）A．由图可知，增大氯化氢的流速， 氯化氢的转化率在减小，故不符合题意；
B．由图可知，M对应反应温度为360℃，升高温度，氯化氢的转化率增大，故符合题意；
C．增大氯化氢和氧气的物质的量比相当于增大氯化氢的浓度，平衡向正反应方向移动，但氯化氢的转化率减小，故不符合题意；
D．M点气体流速高，反应未平衡，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内氯化氢的转化率增加，故符合题意；
故选BD；
（4）流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低，所以T1条件下氯化氢的转化率大于T2为条件下，故答案为：大于；流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低；
（5）由图可知，N点氯化氢的转化率为80%，设起始氯化氢和氧气的物质的量都为4mol，由题意可建立如下三段式：
由三段式数据可知，反应的平衡常数Kx==6，故答案为：6。
16．(1)CD
(2) b 开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小 0.48
【详解】（1）若反应自发进行，则需ΔH－TΔS<0，T>=456.5K，即温度应高于(456.5－273)℃=183.5℃，CD符合。
（2）①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：，
，解得x=0.02mol，v(H2)=mol·L－1·min－1；
②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合；
③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120kPa、40kPa、120kPa，反应的标准平衡常数Kθ==0.48。
17．(1) > C
(2)2.5
(3)D
(4) 平衡之前，升高温度，反应速率增大，反应一直向正方向进行 B
【详解】（1）反应Ⅰ气体分子数增加的反应，为的反应，根据反应能自发进行，则在任何温度下，反应Ⅰ都能自发进行，故选C；
（2）分析反应Ⅰ和反应Ⅱ可知，如果投入过多，会生成副产物乙酸。按反应Ⅰ的化学计量数投入乙醇、体积比为最佳理论比。乙醇蒸气、空气的体积之比为。
（3）A．反应Ⅰ的正反应是放热、气体分子数增大的反应。升高温度，平衡向左移动，A项不符合题意；
B．增大压强，平衡向左移动，B项不符合题意；
C．增大浓度，会加快副产物生成，乙醛的产率会降低，C项不符合题意；
D．分离产物，促进平衡向右移动，D项符合题意；
E．催化剂只能改变化学反应速率，不会使平衡移动，E项不符合题意。
故选D；
（4）①
平衡时总物质的量：；平衡体系中，乙醛的体积分数为。
②之前，反应没有达到平衡，升高温度，反应速率增大，反应一直向正方向进行，导致随着温度升高，乙醇的转化率增大；
③A．化学反应的活化能在一定条件下是定值，A项不符合题意；
B．正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，平衡向左移动，故乙醇的转化率降低，B项符合题意；
C．对于指定反应，焓变只与化学计量数有关，与转化率无关，C项不符合题意；
D．催化剂具有选择性且需要一定活化温度，如果温度过高，可能使催化剂的选择性降低，导致副产物增多，但是，乙醇的转化率不会降低，D项不符合题意。
故选B。
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