2026鲁科版高中化学选择性必修1基础题--第2章　第1节 化学反应的方向

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2026鲁科版高中化学选择性必修1
第2章　化学反应的方向、限度与速率
第1节　化学反应的方向
基础过关练
题组一　焓变、熵变与反应方向
1.(2025山东临沂一中阶段检测)李白有诗:“燕山雪花大如席,片片吹落轩辕台”。下列对水蒸气变成雪的过程中焓变和熵变的判断正确的是 (　　)
A.ΔH<0,ΔS>0　　　　B.ΔH<0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0　　　　D.ΔH>0,ΔS<0
2.(2025北师大燕化附中月考)现有反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0,下列说法正确的是 (　　)
A.ΔH>0的化学反应一定不能自发进行
B.该反应熵增大(即ΔS>0)
C.该反应在任何条件下都能自发进行
D.自发过程一定使体系的熵增大
3.(2025山东百师联考期中)下列说法错误的是 (　　)
A.1 mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]B.常温下,反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.2KClO3(s) 2KCl(s)+3O2(g)　ΔH<0,该反应在任意温度下均可自发进行
D.放热反应都可以自发进行,而吸热反应不能自发进行
题组二　反应方向的判断
4.(2025辽宁名校联盟联考)二氟化氧(OF2,F显负价)与水反应的热化学方程式为OF2(g)+H2O(g) O2(g)+2HF(g)　ΔH=-312.7 kJ·mol-1,下列关于该反应的说法正确的是 (　　)
A.该反应低温下才能自发进行
B.该反应高温下才能自发进行
C.该反应是熵增、焓减小的反应
D.1 mol OF2完全反应时转移4 mol电子
5.(2025山东潍坊青州一中模拟)下列说法正确的是 (　　)
A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B.P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l) 3NaH2PO2(aq)+PH3(g)　ΔH>0,该反应常温下能正向自发进行,则ΔS<0
C.反应NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
D.恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行
6.(2025河北石家庄正中实验中学月考)汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)治理办法之一是在汽车排气管上装上催化转化器,反应原理为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在298 K(25 ℃)、101 kPa下,ΔH=-113 kJ/mol,ΔS=-145 J/(mol·K)。下列说法错误的是 (　　)
A.当有2 mol NO(g)被消耗时反应放出113 kJ的热量
B.可根据计算ΔG是否小于0,判断常温下该反应能否自发进行
C.由于反应需要借助催化转化器,故可推断该反应在常温下不能自发进行
D.该反应是熵减小的反应
能力提升练
题组一　焓变、熵变与反应方向的关系
1.(2025山东泰安二中月考)已知:①CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　ΔH1仅在高温下自发进行;②2KClO3(s) 2KCl(s)+3O2(g)　ΔH2在任何温度下都能自发进行。下面有几组焓变数据,其中可能正确的是 (　　)
A.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1,ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
B.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1,ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
C.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1,ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
D.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1,ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
2.(2025江苏镇江一中月考)二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2(如图所示)。下列说法中正确的是 (　　)
A.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应
B.步骤一中反应的ΔS>0
C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应
D.步骤二的反应能否自发进行,与温度有关
题组二　复合判据与化学反应的方向
3.(2025福建厦门双十中学月考)下列对化学反应的预测正确的是 (　　)
选项 化学反应 已知条件 预测
A A(s) B(g)+C(s) ΔH>0 该反应不能自发进行
B A(g)+2B(g) 2C(g)+3D(g) 能自发进行 ΔH一定小于0
C M(s)+aN(g) 2Q(g) ΔH<0,能自发进行 a可能等于1、3
D M(s)+N(g) 2Q(s) 常温下,自发进行 ΔH>0
4.(2025湖北武汉武昌实验中学月考)两个反应的ΔG与温度的关系如图所示,已知:ΔH和ΔS随温度变化很小。下列说法不正确的是 (　　)
A.反应①的ΔS>0
B.反应②在600 ℃时能自发进行
C.在一定温度范围内,反应①②均能自发进行
D.反应②的ΔH>0
5.(2024湖南长沙月考)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,在图书馆查到了如下数据: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。回答下列问题:
(1)反应②在　　　　(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下　　　(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为　　　　　。
(4)为了提高甲烷的碳化程度,你认为下面四个温度中最合适的是　　　(填字母)。
A.905.2K　B.927 K　C.1 273 K　D.2 000 K
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　根据题意分析如下:
2.B　ΔH>0的化学反应也可能自发进行,如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应,故A错误;该反应反应前后气体物质的量增大,所以熵增大(即ΔS>0),故B正确;该反应ΔH>0、ΔS>0,要使其自发进行需满足ΔH-TΔS<0,即在高温下该反应可自发进行,故C错误;自发过程不一定使体系的熵增大,故D错误。
3.D　同一物质在不同状态下熵值不同,一般熵值:气态>液态>固态,所以1 mol H2O在不同状态时的熵值大小关系为S[H2O(s)]0,该反应在常温下不能自发进行,说明ΔH-TΔS>0,由于ΔS>0,根据关系式可知,该反应的ΔH>0,B项正确。2KClO3(s) 2KCl(s)+3O2(g)　ΔH<0,ΔS>0,该反应在任何温度下均满足ΔH-TΔS<0,均可自发进行,C项正确。放热反应不一定能自发进行,吸热反应可能自发进行,D项错误。
4.C　由反应的热化学方程式可知,该反应为反应前后气体分子数增加的反应,该反应为熵增、焓减小的反应,ΔH-TΔS<0,该反应在任何温度下都能自发进行,A项错误、B项错误、C项正确;OF2中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为+2,1 mol OF2完全反应时转移2 mol电子,D项错误。
5.C　非自发的反应是在任何条件下均不能自发进行的反应,故A错误;P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l) 3NaH2PO2(aq)+PH3(g)　ΔH>0,且反应常温下能正向自发进行,则为熵增反应,即ΔS>0,故B错误;反应NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)的ΔS<0,ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,由于该反应室温下可自发进行,所以其ΔH<0,故C正确;ΔH<0且ΔS>0的反应在任何条件下均有ΔH-TΔS<0,能自发进行,故D错误。
归纳提升
当ΔH<0,ΔS>0时,反应能自发进行。当ΔH>0,ΔS<0时,反应不能自发进行;当ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0时,反应能否自发进行与温度有关;一般低温时ΔH的影响为主,高温时ΔS的影响为主,而温度影响的大小要视ΔH、ΔS的数值而定。
6.C　由2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-113 kJ/mol可知,2 mol NO(g)参与该反应被消耗时反应放出113 kJ的热量,A正确;常温下,ΔG=ΔH-TΔS=-113 kJ/mol-298 K×[-145 J/(mol·K)]×10-3 kJ/J=-69.79 kJ/mol<0,判断该反应常温下能自发进行,B正确;反应能否自发进行与催化剂无关,C错误;ΔS=-145 J/(mol·K)<0,该反应是熵减小的反应,D正确。
能力提升练
1.B　反应可自发进行需满足ΔH-TΔS<0(破题关键)。反应①的ΔS1>0,且反应①仅在高温下自发进行,说明ΔH1>0;反应②的ΔS2>0,且任何温度下反应②都能自发进行,说明ΔH2<0;故选B。
2.D　CaO和CO2化合生成CaCO3的反应为熵减小的放热反应,A、B错误;步骤一和步骤二的反应条件不同,所以不互为可逆反应,C错误;步骤二的反应为CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),为熵增大的吸热反应,高温条件下才满足ΔG=ΔH-TΔS<0,则高温下反应才能自发进行,D正确。
3.C　A(s) B(g)+C(s)为熵增大的反应,ΔS>0,ΔH>0,在高温条件下能自发进行,A项错误。反应A(g)+2B(g) 2C(g)+3D(g)的ΔS>0,若ΔH<0,一定满足ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行,若ΔH>0,高温时满足ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,B项错误。M(s)+aN(g) 2Q(g)　ΔH<0,当a等于1时,ΔS>0,ΔH-TΔS<0恒成立,任何温度下均能自发进行;若a为3,ΔS<0,低温时ΔH-TΔS<0,能自发进行,C项正确。M(s)+N(g) 2Q(s)的ΔS<0,当ΔH>0时,ΔH-TΔS>0,该反应一定不能自发进行,D项错误。
4.D　ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,由题图可知,反应①在高温下能自发进行,则反应①为熵增反应,ΔS>0,A正确;由题图可知,反应②在600 ℃时ΔG<0,能自发进行,B正确;在一定温度范围内,反应①②存在ΔG均小于0的情况,此时反应①②均能自发进行,C正确;反应②在较低温度下能自发进行,则反应②的ΔH<0,D错误。
5.答案　(1)高温　(2)不能　(3)927.8~1 709.4 K　(4)C
解析　(1)ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行。由题给数据可知,反应②自发进行时反应温度T>≈1 709.4 K,则该反应在高温下才能自发进行。
(2)由题给数据可知,常温下,反应①的ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×298 K≈50.807 kJ·mol-1>0,则该反应常温下不能自发进行。
(3)由题给数据可知,反应①自发进行时反应温度T>≈927.8 K,反应②自发进行时反应温度T>1 709.4 K,则利用甲烷制取炭黑的温度范围为927.8~1 709.4 K。
(4)根据第(3)问的分析,可知为了提高甲烷的碳化程度,最合适的温度为1 273 K。
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