第二章第三节第一课时 焓变和熵变 基础练习-高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

焓变和熵变基础练习一．选择题（共16小题）1．某反应2AB（g）⇌C（g）+3D（g）在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的△H、△S应为（）A．△H＜0，△S＞0 B．△H＜0，△S＜0 C．△H＞0，△S＞0 D．△H＞0，△S＜02．下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（）A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）] B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行 C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3O2（g）△H＞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，则该反应的△H＞03．下列过程一定不能自发进行的是（）A．2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）△H＞0 B．2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H＜0 C．（NH4）2CO3（s）═NH4HCO3（s）+NH3（g）△H＞0 D．2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H＞04．下列反应中△H＞0，△S＞0的是（）A．CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g） B．NH3（g）+HCl（g）＝NH4Cl（s） C．4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）＝4Fe（OH）3（s） D．任何温度下均能自发进行2H2O2（l）＝2H2O（l）+O2（g）5．下列说法正确的是（）A．常温下，反应C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 D．反应2Mg（s）+CO2（g）═C（s）+2MgO（s）能自发进行，则该反应的△H＞06．已知反应2C（s）+O2（g）═2CO（g）的△H＜0，△S＞0．设△H和△S不随温度而变，下列说法中正确的是（）A．低温下才能自发进行 B．高温下才能自发进行 C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行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）+12O2C．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＞08．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是（）A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的 C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的9．以下说法中正确的是（）A．△H＜0的反应均是自发反应 B．自发进行的反应一定能迅速进行 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 D．高锰酸钾受热分解是一个熵减小的过程10．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是（）A．△H＜0、△S＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向 C．反应CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）在室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0 D．一定温度下，反应MgCl2（l）═Mg（l）+Cl2（g）的△H＞0、△S＞011．下列反应在任何温度下均能自发进行的是（）A．2CO（g）═2C（s石墨）+O2（g）△H＝+221kJ•mol﹣1 B．2Ag（s）+Cl2（g）═2AgCl（s）△H＝﹣254kJ•mol﹣1 C．NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）═2H2O（l）+CO2（g）+CH3COONH4（aq）△H＝+373kJ•mol﹣1 D．2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g））△H＝﹣196kJ•mol﹣112．下列有关说法正确的是（）A．298K时，2H2S（g）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）能自发进行，则其△H＞0 B．氨水稀释后，溶液中c（NH4+）/c（NH3•H2O）的值减小 C．电解精炼铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加一定相等 D．25℃时Ka（HClO）＝3.0×10﹣8，Ka（HCN）＝4.9×10﹣10，若该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c（NaClO）＞c（NaCN）13．下列说法正确的是（）A．△H＜0、△S＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．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．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向14．已知：反应CO（g）═C（s）+12OA．低温下是自发反应 B．高温下是自发反应 C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应 D．任何温度下都是非自发反应15．下列变化过程中，△S＜0的是（）A．氯化钠溶于水中 B．NH3（g）与HCl（g）反应生成NH4Cl（s） C．干冰升华 D．CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）16．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的方向，还能确定过程是否一定能发生二．多选题（共2小题）17．下列内容与结论相对应的是（）选项内容结论AH2O（g）变成H2O（l）△S＞0B硝酸铵溶于水可自发进行因为△S＞0C一个反应的△H＞0，△S＞0反应一定不自发进行DH2（g）+F2（g）═2HF（g）△H＝﹣271kJ•mol﹣1△S＝8J•mol﹣1•K﹣1反应在任意外界条件下均可自发进行A．A B．B C．C D．D18．下列说法不正确的是（）A．体系有序性越高，熵值就越低 B．自发过程将导致体系的熵增大 C．吸热反应不可以自发进行 D．同种物质气态时熵值最大三．解答题（共3小题）19．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H（1）该反应的△H0．（填“＞”、“＜”或“＝”）（2）若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是。A．容器内气体密度保持不变B．混合气体的平均相对分子质量不变C．生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等D．CO的体积分数保持不变（3）当按投料比n(H2)n(CO)=2，分别在P1520K时，投料比n(H2)n(CO)=2（总物质的量为3mol），维持反应过程中压强P3不变，达到平衡时测得容器体积为0.1L，则平衡常数K＝。若H2（4）甲醇合成甲醚的反应为：Ⅰ.2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）（主反应）Ⅱ.2CH3OH（g）⇌C2H4（g）+2H2O（g）（副反应）反应过程中的能量变化如图3所示。①在一定温度下，在恒容容器中进行合成甲醚的反应，测得CH3OCH3含量随着时间的推移，先增大后减小，请结合碰撞理论说明原因：。②在不改变温度的前提下，说出其中一个能增大CH3OCH3选择性的措施：。20．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究：（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C（s）+H2O（g）⇌H2（g）+CO（g）△H＝+131.3kJ/mol，△S＝+133.7J/（mol•K），该反应在低温下（填“能”或“不能”）自发进行。（2）已知在400℃时，N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的K＝0.5。①在400℃时，2NH3（g）⇌N2（g）+3H2（g）的K′＝（填数值）。②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v（N2）正v（N2）逆（填“＞”、“＜”、“＝”或“不能确定”）。③已知H﹣H键键能为436kJ/mol，N﹣H键键能为391kJ/mol，N≡N键键能为945.6kJ/mol，则反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的△H＝。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氩气，则平衡（填“向左”、“向右”或“不”）移动；使用催化剂（填“增大”、“减小”或“不改变”）反应的△H。（3）在25℃下，将amol/L的氨水和0.01mol/L的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中的c（NH4+）＝c（Cl﹣），则溶液显（填“酸”、“碱”或“中”）性；用含a的代数式表示NH3•H2O电离常数Kb＝。21．2017年5月5日，中国首架按照国际标准研制，拥有自主知识产权的大型客机C﹣919在上海浦东机场首飞，科学家在实验室研究利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）。（1）上述反应的熵变△S0（填“＞”“＜”或“＝”，下同），该反应能够自发进行，则反应的△H0。（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是（填字母代号，下同）A．选用更有效的催化剂B．升高反应体系的温度C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积（3）一定温度下，将体积比为1：2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。A．体系压强保持不变B．混合气体颜色保持不变C．N2和CO2的物质的量之比保持不变D．每生成1molN2的同时生成2molNO（4）已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。工业上催化装置比较适合的温度和压强是。A．400K；3MPaB．400K；1.5MPaC．400K；1MPaD．500K；1MPa

参考答案与试题解析一．选择题（共16小题）1．解：化学反应能否自发进行，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，A、当△H＜0，△S＞0时，△G＝△H﹣T•△S＜0，在室温一定能自发进行，故A错误；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故C正确；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误。故选：C。2．解：A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A正确；B．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当△G＝△H﹣T△S＜0时反应能自发进行，△G＞0时反应不能自发进行，焓变小于零的反应，△H＜0，若△S＜0，高温下可以△G＞0，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，△S＞0，若△H＞0，高温下可以△G＜0时反应可自发进行，故B错误；C．△H＞0、△S＞0，由△H﹣T△S＜0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故C正确；D．恒温恒压下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）则△H﹣T△S＞0，反应一定不能自发进行，△S＞0的反应，△H＞0，故D正确；故选：B。3．解：A．、△H＞0，△S＞0，在较高温度下可满足△H﹣T•△S＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故A不选；B．△H＜0，△S＜0，温度较低时即可满足△H﹣T•△S＜0，能自发进行，故B不选；C．、△H＞0，△S＞0，在较高温度下可满足△H﹣T•△S＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故C不选；D．△H＞0，△S＜0，一般情况下△G＝△H﹣T•△S＞0，不能自发进行，故D选。故选：D。4．解：A、CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）是吸热反应，气体体积增大，故A正确；B、NH3（g）+HCl（g）＝NH4Cl（s）是放热反应，气体体积减小，故B错误；C、4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）＝4Fe（OH）3（s）是放热反应，气体体积减小，故C错误；D、2H2O2（l）＝2H2O（l）+O2（g），△H＞0，气体体积增大的反应其△S＞0，根据△H﹣T△S＜0的反应可自发进行，所以在高温的条件能自发，故D错误；故选：A。5.A．在高温条件下△G＝△H﹣T•△S＜0反应能进行，反应常温下不能自发进行，故A正确；B．焓变和熵变共同决定反应是否自发，故B错误；C．放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，故C错误；D．该反应的△S＜0，能自发，说明△H＜0，故D错误；故选：A。6．解：已知反应2C（s）+O2（g）═2CO（g）的△H＜0，△S＞0，所以△H﹣T△S＞0，反应任何温度下都能自发进行，故A、B、D错误，而C正确；故选：C。7．解：A.2KClO3（s）＝2KCl（s）+3O2（g）反应的△H＜0，△S＞0，则△H﹣T△S＜0，反应能够自发进行，故A不选；B．CO（g）＝C（s石墨）+12OC.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）═4Fe（OH）3（s）反应的△S＜0，△H＜0，反应低温下可自发进行，故C不选；D．NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）＝CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）反应的△S＞0，△H＞0，反应高温下可自发进行，故D不选；故选：B。8．解：A、△H＜0，△S＞0，△H﹣T△S＜0，常温下反应就能自发进行，故A正确；B、△H＜0，△S＜0，只有在低温下反应自发进行，△H﹣T△S＜0，高温时可能不自发进行，故B错误；C、△H＞0，△S＞0，只有在高温下反应自发进行△H﹣T△S＜0，故C错误；D、△H＞0，△S＜0，△H﹣T△S＞0，只有在很低的温度下在可能进行，但温度过低反应速率太小，可认为不能自发进行，故D错误；故选：A。9．解：A．△G＜0反应自发进行，由△G＝△H﹣T△S可知，△H＜0时，若△S＜0，则△G可能大于0，反应非自发，故A错误；B．△G＜0反应自发进行，能否发生还有反应速率问题，故B错误；C．反应向熵值方向进行，同种物质熵值：液体＞固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果，故C正确；D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误；故选：C。10．解：A、根据△G＝△H﹣T△S，对于△H＜0、△S＞0的反应都有△G＜0，即在任何温度下均能发生，故A错误；B、催化剂只能改变反应速率，不改变反应进行的方向，故B错误；C、反应CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）中有气体生成，即△S＞0，由于室温下不能自发进行，所以△G＝△H﹣T△S＞0，即该反应的△H＞0，故C错误；D、反应MgCl2（l）＝Mg（l）+Cl2（g）中有气体生成，即△S＞0，该分解反应是吸热反应，即△H＞0，故D正确；故选：D。11．解：A．反应的△H＞0，△S＜0，△H﹣T△S＞0，反应不能自发进行，故A错误；B．反应是放热反应△H＜0，△S＜0，高温下不能自发进行，故B错误；C．反应为吸热反应，△H＞0，反应的△S＞0，高温下能自发进行，故C错误；D．反应是放热反应△H＜0，△S＞0，任何温度下都能自发进行，故D正确；故选：D。12．解：A.298K时，2H2S（g）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）能自发进行，反应前后气体体积减小，△S＜0，则满足△H﹣T△S＜0，其△H＜0，故A错误；B．加水稀释后，促进一水合氨的电离，则n（NH3•H2O）减小、则c（NH4+）/c（NH3•H2O）的值增大，故B错误；C、电解过程中，阳极上不仅有铜还有其它金属失电子，阴极上只有铜离子得电子，所以阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，故C错误；D．K越小，则酸越弱，对应的钠盐在等浓度时pH越大，而该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c（NaClO）＞c（NaCN），故D正确。故选：D。13．解：A、△H＜0、△S＞0的反应，△H﹣T△S＜0在任何温度都能自发进行，故A错误；B、反应△H＞0、△S＞0，能自发进行说明，△H﹣T△S＜0，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、反应自发进行需要由焓变和熵变温度共同决定，故C错误；D、在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应速率，但不能改变化学平衡和反应方向，故D错误；故选：B。14．解：反应CO（g）═C（s）+12O故选：D。15．解：A、氯化钠溶于水中变化过程中固体溶解到水中形成溶液，熵值增大，△S＞0，故A错误；B、NH3（g）与HCl（g）反应生成NH4Cl（s），熵值减小，△S＜0，故B正确；C、干冰升华变化过程中固体变化为气体，熵值增大，△S＞0，故C错误；D、CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g），熵值增大，△S＞0，故D错误；故选：B。16．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，故A错误；B、熵增大的反应有利于反应的自发进行，但是熵增加的反应不一定都是自发反应，故B错误；C、化学反应能否自发进行的判据是：△H﹣T△S＜0，必须综合考虑体系的焓变和熵变，故C正确；D、过程的自发性仅能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定能发生，故D错误。故选：C。二．多选题（共2小题）17．解：A、由气态水变为液态水，为熵减的过程，故A错误；B、常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，说明该过程的△S＞0，故B正确；C、一个反应的△H＞0，△S＜0，反应一定不能自发进行，故C错误；D、一个反应的△H＜0，△S＞0，反应一定能自发进行，故D正确，故选：BD。18．解：A熵增加过程就是体系混乱度增大的过程，体系混乱度越小，熵值越小，有序性就高，故A正确；B、△H﹣T△S＜0的反应能够自发进行，当△H＜0，△S＜0时，低温下反应能够自发进行，所以，自发过程不一定导致体系的熵值增大，故B错误；C、△H﹣T△S＜0的反应能够自发进行，吸热反应的△H＞0，当△S＞0时，高温下反应可以自发进行，故C错误；D、同种物质在固态、液态、气态三种状态下，固态时熵值最小，气态时熵值最大，故D正确；故选：BC。三．解答题（共3小题）19．解：（1）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）属于化合反应，为放热反应，故△H＜0，故答案为：＜；（2）A．反应前后质量和体积一直不变，所以密度一直不变，不能判断平衡，故A错误；B．反应前后质量不变，但物质的量在变，所以平均相对分子质量保持不变，说明反应达平衡状态，故B正确；C．生成CH3OH的速率与生成H2的速率等于系数之比，才能证明正逆反应速率相等，此时给定的条件不能判断平衡，故C错误；D．CO体积分数保持不变，说明正逆反应速率相等，则反应达平衡状态，故D正确；故答案为：BD；（3）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）起始（mol）120转化（mol）0.81.60.8平衡（mol）0.20.40.8容器的容积为0.1L，平衡时c（CO）＝2mol/L，c（H2）＝4mol/L，c（CH3OH）＝8mol/L，该反应的平衡常数K=8若H2和CO的物质的量之比为n：1（维持反应过程中压强P3不变），相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x，开始时随着n逐渐增大，甲醇的物质的量分数x逐渐增大，当n=0.4mol0.2mol=2时，甲醇的体积分数达到最大，最大值为：0.8故答案为：0.25；；（4）①在一定温度下，在恒容容器中进行合成甲醚的反应，测得CH3OCH3含量随着时间的推移，先增大后减小，运用碰撞理论说明的原因是，反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，相同条件下反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ速率，所以一开始CH3OCH3含量显著上升，后随着反应Ⅱ的进行，CH3OH浓度减小，H2O（g）浓度变大，促使反应Ⅰ平衡左移，CH3OCH3含量又有所下降，故答案为：反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，相同条件下反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ速率，所以一开始CH3OCH3含量显著上升，后随着反应Ⅱ的进行，CH3OH浓度减小，H2O（g）浓度变大，促使反应Ⅰ平衡左移，CH3OCH3含量又有所下降；②不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，故答案为：增大压强或使用催化剂。20．解：（1）△H﹣T△S＝131.3KJ/mol﹣T×133.7×0.001KJ/（K•mol），在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行，故答案为：不能；（2）①反应2NH3（g）⇌N2（g）+3H2（g）和反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）是互为可逆反应，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数是2，故答案为：2；②在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时，Qc=424×2故答案为：＝；③已知：H﹣H键能为436kJ•mol﹣1，H﹣N键能为391kJ•mol﹣1，N≡N键的键能9