2 3 化学反应的方向 同步检验 高中化学人教版（2019）选择性必修1

2.3化学反应的方向同步检验一、单选题1．下列说法正确的是（）A．非自发反应一定不能实现B．同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H<0D．恒温恒压下，△H<0且△S>0的反应一定不能自发进行2．下列反应中，△H和△S均大于0的是（）A．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)C．4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)D．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)3．下列有关说法正确的是（）A．SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），该过程熵值增大B．SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，该反应能自发进行C．3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），恒温恒压下能自发进行D．若某反应的△H＜0，△S＞0，则该反应一定能自发进行4．橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图：在其拉伸过程中有放热现象，反之吸热。25℃、101kPa时，下列化学反应的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是（）A．2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑B．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2OC．2H2＋O2＝2H2OD．CaCO3＝CaO＋CO2↑5．下列说法正确的是（）A．在氧化还原反应中，还原剂失去电子放出的能量等于氧化剂得到电子的吸收的能量B．硝酸钾溶于水是吸热反应C．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a与途径b放出相同的热能，途径a：C(s)CO(g)+H2(g)CO2(g)+H2O(g)；途径b：C(s)CO2(g)D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)∆S1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆S2；∆S1＜∆S26．一定温度和压强下，当△H－T△S＜0时，反应能自发进行。下列反应△H＞0，△S＞0的是（）A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)B．高温下能自发进行的反应：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)D．任何温度下均能自发进行的反应：COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g)7．分析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－1B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－18．下列说法或表示方法中正确的是（）A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，反应的热效应△H1＞△H2B．NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57kJ/mol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．在25℃、101kPa时，1克H2完全燃烧生成H2O放出热量142.9kJ.2H2O（1）=2H2（g）+O2（g）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1D．稀的强酸和稀的强碱溶液反应的热化学方程式均为：H++OH﹣=H2O△H=﹣57.3kJ•mol﹣19．下列变化过程中，体系的熵减小的是（）A．光合作用 B．食物腐败 C．酒香四溢 D．冰雪融化10．反应SiClA．该反应、B．用E表示键能，该反应C．高温下反应每生成需消耗D．该反应的平衡常数11．水的三态的熵值的大小关系正确的是（）A．S（s）＞S（l）＞S（g） B．S（l）＞S（s）＞S（g）C．S（g）＞S（l）＞S（s） D．S（g）＞S（s）＞S（l）12．在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（）A．反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＜2p总(状态Ⅰ)C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ)D．逆反应速率：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)13．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。把白锡制成的器皿放在0℃(T＝273K)和1.01×105Pa的室内保存，它能否变成灰锡(已知：该条件下白锡转化为灰锡的焓变和熵变分别是△H＝－2181kJ·mol－1，△S＝－6.61J·mol－1·K－1；当△H－T△S<0时反应能自发进行)（）A．能 B．不能 C．不能确定 D．升温后能14．250℃，101kPa时，2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H＝+56.76kJ/mol，该反应能自发进行，其自发进行的主要原因是（）A．是吸热反应 B．是放热反应C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应15．某化学反应△H<0、△S>0，则关于此反应下列说法正确的是（）A．仅在高温下自发进行 B．仅在低温下自发进行C．在任何温度下都能自发进行 D．在任何温度下都不能自发进行二、综合题16．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO2（g）不能自发进行，已知正反应吸热．（l）关于化学反应方向的判据△H﹣T•△S＜0，反应___________（填能自发、不能自发）答案：不能自发（1）该反应中平衡常数的表达式K═温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值．（均填增大、减小或不变）（2）1100℃时测得高炉中c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）═0．1mol/L，已知1100℃时平衡常数K=0.263．在这种情况下该反应是否处于平衡状态（填是或否），此时化学反应速率是v（正）v（逆）（填=、＞或＜）．（3）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将（填“增大”、“减小”、“不变”）．17．已知丙烷的燃烧热；正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热。（1）写出丙烷燃烧热的热化学方程式。（2）根据以上信息判断物质的稳定性：正丁烷异丁烷。(填“>”或“＜”或“=”)（3）选择合适的催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的(填“>”或“＜”，下同)0，0，在低温下，该反应(填“能”或“不能”)自发进行。18．相关规律（1）ΔH0，ΔS0的反应，任何温度下都能自发进行。（2）ΔH0，ΔS0的反应任何温度下都不能自发进行。（3）ΔH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。①当ΔH<0，ΔS<0时，下反应能自发进行。②当ΔH>0，ΔS>0时，下反应能自发进行。（4）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。19．2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视．过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJ•mol﹣1）的变化：（1）关于该反应的下列说法中，正确的是（填字母）．A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0C．△H＜0，△S＜0 D．△H＜0，△S＞0（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为lL的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），经测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）=．②该反应的平衡常数表达式K=．③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是（填字母）．A．升高温度B．将CH3OH（g）及时液化抽出C．选择高效催化剂D．再充入1molCO2和3molH2（3）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：．20．含氮化合物对工业生产有多种影响，化学工作者设计了如下再利用的方案：（1）以NH3和CO2为原料合成化肥-尿素，两步反应的能量变化如图：①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢，可推测（填“>”“<”或“=”）。②该反应达到化学平衡后，下列措施能提高NH3转化率的是。A．缩小容器的体积B．升高反应体系的温度C．降低反应体系的温度D．选用更有效的催化剂（2）氨的催化氧化过程可发生以下两种反应，该过程易受催化剂选择性影响。Ⅰ：；Ⅱ：；在容积固定的密闭容器中充入1.5molNH3和1.55molO2，一定时间段内，在催化剂作用下发生上述反应。生成物NO和N2的物质的量随温度的变化曲线如图。①当温度处于400℃～840℃时，N2的物质的量减少，NO的物质的量增加，其原因是。②840℃时，反应以反应Ⅰ为主，则NH3的转化率为。（保留小数点后2位）；若520℃时起始压强为，恒温下平衡时容器中水的分压为（列出算式）

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，A不符合题意；

B.熵是指体系的混乱度，同种物质气态熵大于液态大于固态，即同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，B不符合题意；

C.反应能自发进行说明：△H-T△S＜0，由方程式NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）可知该反应的∆S＜0，要使：△H-T△S＜0，所以必须满足△H＜0，C符合题意

D.恒温恒压下，△H＜0且△S＞0的反应的△H-T△S＜0，反应一定可以自发进行，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】判断反应能否自发进行由该公式确定：△G=△H－T△S，△G为吉布斯自由能变，△H为焓变，△S为熵变，T为开氏温度。

在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：

ΔH-TΔS<0反应能自发进行；

ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态；

ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。

注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行；

（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行。2．【答案】B【解析】【分析】A、C、D都是放热反应，△H<0；A、C中气体物质的量减小，△S<0；B中气体物质的量增大，△S>0；D中可认为熵不变。

【点评】放热反应△H<0，吸热反应△H>0；判断熵变可看反应前后气体物质的量变化。3．【答案】D【解析】【解答】A、SO2（g）+H2O（g）→H2SO3（1），反应后气体的物质的量减少，所以该过程熵值减小，故A错误；B、SO2（g）→S（s）+O2（g）△H＞0，△S＜0，△G=△H﹣T•△S＞0，反应不能自发进行，故B错误；C、3S（s）+2H2O（1）=SO2（g）+2H2S（g），反应的焓变不知道，不能确定反应的自发性，故C错误；D、当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T•△S＜0，则该反应一定能自发进行，故D正确；所以选D【分析】本题考查反应能否自发进行的判断，注意根据自由能判据的应用．4．【答案】B【解析】【解答】A.钠与水反应，放热反应，△H<0，△S>0，可自发，A不符合题意；B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合，吸热反应，△H>0，△S>0，可自发，B符合题意；C.H2与O2反应，为吸热反应，△H>0，△S<0，非自发，C不符合题意；D.碳酸钙受热分解，△H>0，△S>0，非自发，D不符合题意；答案为B。【分析】橡皮筋在拉伸过程中，排列由无序变为有序，有放热现象，则△H<0，△S<0，非自发；在收缩过程中，排列由有序变为无序，吸收热量，则△H>0，△S>0，可自发。5．【答案】C【解析】【解答】A.在氧化还原中，得失电子总数相等，但得失电子所需的能量不一定相等，A不符合题意；B.硝酸钾溶于属于物理变化，不属于化学反应，因此该过程只能是吸热过程，而不是吸热反应，B不符合题意；C.等质量的完全反应，转化为CO2(g)，由于起始和最终状态相同，且参与反应的量相同，因此反应放出的热量相同，C符合题意；D.由于同种物质不同状态时，其熵值S(固态)<S(液态)<S(气态)，因此反应生成H2O(g)和H2O(l)时，其熵值∆S1>∆S2，D不符合题意；故答案为：C

【分析】A、氧化还原反应中，得失电子守恒，但得失电子所需的能量不一定相等；

B、硝酸钾溶于水不属于化学反应；

C、反应过程中放出或吸收的热量与反应途径无关，只与物质的起始和最终状态有关；

D、同种物质不同状态，其熵值S(固态)<S(液态)<S(气态)；6．【答案】B【解析】【解答】A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)，该反应是化合反应，气体物质的量减小的反应，即△H＜0，△S＜0，故A不符合题意；B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵增反应即△S＞0，该反应在高温下能自发进行的反应，则△H－T△S＜0，说明△H＞0，故B符合题意；C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)是放热的、熵减的反应即△H＜0，△S＜0，故C不符合题意；D．任何温度下均能自发进行的反应：COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g)，则△H＜0，△S＞0，故D不符合题意。故答案为：B。【分析】根据象限图，第一象限是高温下能自发进行即△H＞0，△S＞0，第二象限是任意条件下自发进行即△H＜0，△S＞0，第三象限是低温下能自发进行即△H＜0，△S＜0，第四象限任意条件下都不能自发进行即△H＜0，△S＜0。7．【答案】D【解析】【解答】A．反应是吸热反应，△H＞0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行，A不符合题意；B．反应是放热反应，△H＜0，△S＜0，高温下不能自发进行，B不符合题意；C．反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0，低温下不能自发进行，C不符合题意；D．反应是放热反应，△H＜0，△S＞0，任何温度下都能自发进行，D符合题意；故答案为：D。

【分析】依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析。8．【答案】B【解析】【解答】解：A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程，则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧，放出热量硫蒸气多，放热反应△H为负值，所以△H1＜△H2，故A错误；B、△H﹣T△S＜0的反应能够自发进行，反应的△H＞0，若反应能够自发进行，△S必须大于0，故B正确；C、在25℃、101kPa时.1克氢气完全燃烧生成H2O放出热量142.9kJ，2mol氢气完全燃烧反应放热的热化学方程式为2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6KJ/mol，则2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ•mol﹣1，故C错误；D、稀的强酸和稀的强碱溶液反应的热化学方程式不一定为：H++OH﹣=H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1，如硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，故D错误；故选B．【分析】A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程；B、△H﹣T△S＜0的反应能够自发进行；C、放热反应的逆反应吸热；D、硫酸和氢氧化钡反应的热化学方程式不是．9．【答案】A【解析】【解答】A．光合作用的反应方程式为6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2，葡萄糖为固体，因此该体系为熵减，故A符合题意；B．食物腐败是自发过程，属于熵增过程，故B不符合题意；C．酒香四溢是乙醇挥发，属于熵增过程，故C不符合题意；D．冰雪融化是固态水融化成液态水，属于熵增过程，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】反应体系的混乱度减小时熵减小，对气体参加的反应，气体的体积减小，则熵减小。10．【答案】D【解析】【解答】A．反应为气体体积增大的反应，则该反应△S>0，故A不符合题意；B．焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则该反应，B不符合题意；C．状况未知，Vm未知，不能由物质的量计算氢气的体积，故C不符合题意；D．K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则反应的平衡常数，Si为纯固体，不能出现K的表达式中，D符合题意；故答案为：D。

【分析】A.该反应前后气体体积增大，ΔS>0；

B.ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能；

C.气体所处的状态未知。11．【答案】C【解析】【解答】解：熵是指体系的混乱度；气态水的熵大于液态水的熵大于固体水的熵，故选C．【分析】熵是指体系的混乱度；依据水的聚集状态分析判断．12．【答案】C【解析】【解答】A.该反应为气体分子数增大的反应，因此ΔS>0，由于温度升高，c(CO2)减小，说明升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，ΔH>0，A不符合题意；B.曲线Ⅰ是通入0.1molCO2，曲线Ⅱ是通入0.2molCO2，状态Ⅱ可以看做是先通入0.1molCO2，此时的压强相等，再通入0.1molCO2，平衡不移动，此时的压强等于2倍p总(状态Ⅰ)，但要求CO2的浓度相等，应对此加热使反应向正方向移动，气体物质的量增加，因此p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，B不符合题意；C.状态Ⅱ可以看做是先通0.1molCO2，此时两者CO的浓度相等，再通入0.1molCO2，加入平衡不移动，状态ⅡCO的浓度等于2倍状态Ⅲ，但再充入CO2，相当于增大压强，平衡右移，消耗CO，因此c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，C符合题意；D.温度越高，反应速率越快，因此v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅲ)，D不符合题意；故答案为：C【分析】此题是对化学平衡相关知识的考查，解答此题时，需结合平衡移动、等效平衡等相关知识进行分析。13．【答案】A【解析】【解答】该反应中ΔH-TΔS=(-2181×103J/mol)-273×(-6.61J/(mol·K)<0，所以反应可自发进行，A符合题意；故答案为：A【分析】根据反应自发进行的条件“ΔH-TΔS<0”进行计算分析即可。14．【答案】D【解析】【解答】反应能自发进行，应有△G=△H﹣T•△S＜0，因△H＞0，则△H＜T•△S，说明熵增效应大于能量效应，故合理选项是D；

故答案为：D。

【分析】反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行。15．【答案】C【解析】【解答】反应自发进行需要满足△H-T△S<0，△H<0、△S>0时恒小于0，该反应在任何温度下都能自发进行，故答案为：C。

【分析】根据△H-T△S<0分析反应能否自发进行。16．【答案】（1）；增大（2）否；＞（3）不变【解析】【解答】（1）反应FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO2（g），△S=0，△H＞0，△H﹣T•△S＞0，反应不能自发进行；（2）可逆反应FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO2（g）的平衡常数表达式k=；该反应正反应是吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2的物质的量增大、CO的物质的量减小，故到达新平衡是CO2与CO的体积之比增大；（3）此时浓度商Qc=0.25，小于平衡常数0.263，故反应不是平衡状态，反应向正反应进行，v（正）＞v（逆）；＞；（4）若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，相当于增大压强，化学平衡不移动，CO的转化率不变；【分析】本题考查化学平衡常数的书写与运用、化学平衡影响因素以及等效平衡的运用等，侧重对基础知识的巩固与运用．17．【答案】（1）（2）＜（3）>；>；不能【解析】【解答】（1）丙烷的燃烧热，丙烷燃烧热的热化学方程式；（2）正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热，正丁烷的能量不异丁烷高，能量越低越稳定，故稳定性正丁烷<异丁烷；（3）由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，>0，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，>0，故低温下>0，反应不能自发进行。

【分析】（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量；

（2）物质的能量越低越稳定；

（3）根据时反应自发进行分析。18．【答案】（1）<；>（2）>；<（3）温度；低温；高温（4）焓变；熵变19．【答案】（1）C（2）0.07