化学反应的方向 同步练习题 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.3化学反应的方向同步练习题一、选择题1．含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应，下列说法正确的是A．该反应B．反应平衡常数C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数2．现有两个反应①；②。下列说法正确的是A．反应①②中都存在 B．反应①在低温下可以自发进行C．反应①②都不能自发进行 D．反应②在任何条件下均不能自发进行3．下列对于化学反应方向说法不正确的是A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断B．一定温度下，反应2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g)的△H>0，△S>0C．某些非自发的反应不能通过改变条件使其成为自发反应D．知道了某过程有自发性之后，也不能确定该过程是否一定会发生4．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。N2O是硝酸生产过程中NH3催化氧化的副产物[2NH3(g)+2O2(g)N2O(g)+3H2O(g)ΔH<0]，用特种催化剂能使N2O分解。NO和NO2可用NaOH溶液吸收处理，主要反应为NO+NO2+2OH-=2NO+H2O，2NO2+2OH-=NO+NO+H2O；NO还可以通过氧化吸收，如在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO。下列说法正确的是A．反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的ΔS＜0B．NO、NO2是造成温室效应的主要气体C．酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-的离子方程式：2OH-+HClO+NO=Cl-+NO+H2OD．吸收时气体、溶液逆流而行目的是提高NaOH溶液吸收NO、NO2的效率5．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是A．反应物比生成物稳定 B．该反应为吸热反应C．该反应在低温下可以自发进行 D．温度升高会降低该反应的正反应速率6．通过以下反应均可制备：①煤炭与水反应制氢：②甲烷与水反应制氢：③太阳光催化分解水制氢：下列有关说法正确的是A．通过反应①可以将煤转化为清洁燃料B．若反应②使用催化剂，则减小C．反应③在低温下可以自发进行D．制备等物质的量的需要吸收的能量：①<②<③7．下列反应在较高温度下才能自发进行的是A．ΔH＜0ΔS＜0 B．ΔH＜0ΔS＞0 C．ΔH＞0ΔS＜0 D．ΔH＞0ΔS＞08．下列有关说法正确的是A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)，故金刚石比石墨稳定C．放热且熵增加的反应须高温才能正向自发进行D．升高温度能增大单位体积内的活化分子数，加快反应速率9．对于反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)ΔH=-746.5kJ⋅mol﹣1，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．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变D．其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降10．下列说法中，正确的是A．转化变为时，熵减小B．使用催化剂能使非自发反应转化成自发反应C．室温下晶体与晶体的反应是非自发反应D．某反应在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反应的正反应的、11．水凝结成冰的过程中，下列分析不正确的是A．该过程属于物理变化 B．C．等质量水和冰所具有的内能不同 D．该过程是熵减的过程12．下列有关化学反应的叙述一定正确的是A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B．一个化学反应需要加热才能进行，该反应为吸热反应C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的化学反应的焓变D．同温同压下，在光照和点燃条件下的不同13．关于恒容密闭容器进行的反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH>0，下列说法正确的是A．ΔS<0 B．熵值越大，体系的混乱度越小C．该反应为熵增反应 D．同一物质三态的熵值大小关系为S(g)<S(s)<S(1)14．下列反应△S>0的是A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)15．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．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于57.3kJC．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二、填空题16．判断下列反应的熵值的变化，在横线上填入“增大”“减小”或“不变”。(1)：_______。(2)：_______。17．氮氧化物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。(1)已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH1=-907.0kJ•mol-14NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH2=-1269.0kJ•mol-1若4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆kJ•mol-1，则其正反应活化能为_______kJ•mol-1(用含E逆的代数式表示)。(2)已知：①2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)②2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)③I2(g)+Cl2(g)2ICl(g)若向VL恒容密闭容器中加2molNO和2molICl发生上述反应，达到平衡时，容器中NOCl(g)为amol，Cl2(g)为bmol，此时I2(g)的浓度为_______mol•L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应③的平衡常数为_______。(3)某化工厂排出的尾气(含CO、N2O)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)，CO、N2O在Pt2O+表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：用方程式表示N2O在Pt2O+表面上的反应_______。(4)已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH1=-1200kJ•mol-1，该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N2产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v正_______(填“＞”、“＜”或“=”)v逆，温度高于400℃，N2产率降低的原因可能是_______。18．【情境问题思考】请观察下列反应，思考以下问题。①2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)②NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)③C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)ΔS=-39.4J·mol-1·K-1(1)判断①～④的ΔS是的正负，并解释理由____。(2)熵增反应一定能自发进行吗____？熵减反应一定不能自发进行吗____？(3)判断熵变ΔS与能否自发进行的关系____？19．已知：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH=Q。其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/℃400500850平衡常数9.9491回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_______，该反应的Q_______(填“>”或“<”)0。(2)850℃时，在体积为10L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的浓度变化如下图所示，则0～4min时，平均反应速率v(CO)=_______。(3)若在500℃时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020mol·L-1，该条件下，CO的最大转化率为_______。(提示：利用平衡常数，三段式计算)(4)有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)(ΔH>0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行：_______(填“能”或“不能”)。理由是_______。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A错误；B．由反应式可知，平衡常数为，B错误；C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C正确；D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D错误；故答案为：C。2．B【分析】反应①的∆S＞0，∆H＜0，由∆G=∆H-T∆S可知，反应的∆G＜0，因此低温、高温都能自发进行；反应②的∆S＞0，∆H＞0，由∆G=∆H-T∆S可知，高温下∆G＜0，即反应②高温下可以自发进行。解析：A．反应①②都是气体体积增加的反应，因此是熵增反应，故∆S＞0，A错误；B．根据分析，反应①低温、高温都能自发进行，B正确；C．根据分析，反应②高温下可以自发进行，反应①在低温、高温下可以自发进行，C错误；D．根据分析，反应②高温下可以自发进行，D错误；故选B。3．C解析：A．自发进行的化学反应的方向，应由吉布斯自由能即焓判据和熵判据的复合判据来判断，A正确；B．反应是熔融氯化钠的电解，是吸热反应，，而反应后气体分子数增多，是熵增加的过程，，B正确；C．一定条件下某些非自发的反应可以通过改变温度等条件使其成为自发反应，C错误；D．某过程有自发性是在一定条件下，如低温自发、高温自发，但不可确定该过程是否一定会发生，D正确；答案选C。4．D解析：A．反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)为气体分子数增加的反应，则ΔS>0，A错误。B．二氧化碳是造成温室效应的主要气体，不是NO、NO2；B错误。C．酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-的离子方程式：3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+，C错误。D．吸收时气体、溶液逆流而行目的是增加反应物接触时间和面积，提高NaOH溶液吸收NO、NO2的效率，D正确。故选D。5．C解析：A．由图可知，生成物的能量低于反应物，因此生成物更稳定，故A项错误；B．由图可知，反应物能量高于生成物，因此该反应为放热反应，故B项错误；C．当时，反应能自发进行，该反应为放热反应，则ΔH<0，该反应为气体体积减小的反应，则ΔS<0，因此该反应在低温下可以自发进行，故C项正确；D．温度升高，化学反应的正逆反应速率均增大，故D项错误；综上所述，正确的是C项。6．A解析：A．CO、H2燃烧的产物均无污染，通过反应①避免直接燃烧煤，从而产生二氧化硫等有害物质，将煤转化为清洁燃料，A正确；B．催化剂可以改变反应的活化能，但不能改变焓变，B错误；C．反应③为气体系数之和增大的反应，ΔS>0，ΔH2>0，在高温条件下可以满足ΔH2-TΔS<0，反应自发，C错误；D．制备1mol需要吸收的能量①：131.3kJ、②68.7kJ、③241.8kJ，则②<①<③，D错误；答案为A。7．D解析：A．ΔH＜0、ΔS＜0，则较低温度下可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故A不符合题意；B．ΔH＜0、ΔS＞0，则任何温度下都可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故B不符合题意；C．ΔH＞0，ΔS＜0，则任何温度下都不能满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应无法自发进行，故C不符合题意；D．ΔH＞0，ΔS＞0，则较高温度下可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故D符合题意；综上所述答案为D。8．D解析：A．等质量的硫蒸气能量比硫固体高，分别完全燃烧，前者放出的热量多，A项错误；B．反应吸热，金刚石能量更高，故石墨比金刚石稳定，B项错误；C．放热且熵增加的反应，任何温度都能正向自发进行，C项错误；D．升高温度能增大活化分子百分数，增大单位体积内的活化分子数，加快反应速率，D项正确；答案选D。9．D解析：A．该反应为放热反应，即△H＜0且反应前后气体分子数减少，故△S＜0，△G=△H﹣T△S，当温度较低时，△G=△H﹣T△S＜0，故该反应低温自发，故A错误；B．平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应的平衡常数可表示为，故B错误；C．催化剂可以改变反应历程，但不能改变焓变，故C错误；D．其它条件不变，增大的值，提高CO的转化率，NO的转化率下降，故D正确；故选：D。10．A解析：A．因为O2在转化为O3的过程中，气体的分子数变少了，熵减小，选项A正确；B．根据与ΔG的关系△H=△G+T△S可知，在一定温度下，也不可能发生变化，故使用催化剂只能够改变反应速率，并不能改变反应的自发性，选项B错误；C．晶体与晶体的反应吸热，根据反应方程式:2NH4Cl+Ba(OH)2.8H2O=BaCl2+2NH3+10H2O，可知该反应△S>0，因此该反应在室温下是自发反应，选项C错误；D．若反应在高温下能自发进行，熵变，△H-T△S<0，可能△H>0，其逆反应在低温下能自发进行，逆反应熵变△S<0，△H-T△S<0，则该逆反应的△H<0，所以该正反应的△H>0、△S>0，选项D错误；答案选A。11．B解析：A．该过程水分子未发生变化，是物理变化，A正确；B．，液态转化为固态，是凝固的过程，放出热量，所以，B错误；C．冰变为水的过程吸收热量，则等质量冰与等质量的水所具有的内能不同，C正确；D．水凝结成冰的过程，是液态转化为固态的过程，混乱度降低，为熵减的过程，D正确；故选B。12．C解析：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，吸热反应也不一定都不能自发进行，如碳酸氢铵分解等就是自发进行的吸热反应，A错误；B．吸热反应实质是反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，与反应条件无关，B错误；C．反应的焓变与变化过程无关，只与初始和终了状态有关，对某些难以直接测量的反应焓变，可以根据盖斯定律设计过程利用已知反应焓变计算，C正确；D．根据盖斯定律，反应的焓变只与始态和终态有关，与过程无关，所以这两个条件下，反应△H相同，D错误；故答案为：C。13．C解析：A．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，ΔS>0，A错误；B．熵值越大，体系混乱度就越大，B错误；C．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，C正确；D．同一物质三态的滴值大小关系为S(g)>S(1)>S(s)，D错误；故选C。14．D解析：A．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；B．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；C．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意；D．该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意；综上所述答案为D。15．C解析：A．△H＜-T△S<0反应能自发进行；△H＜0、△S>0的反应在温度低也能自发进行，A错误；B．稀醋酸为弱酸，电离过程中会吸收热量，导致反应放出热量小于57.3kJ，B错误；C．焓变、熵变都是影响反应进行的因素，该反应能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，C正确；D．催化剂改变反应速率，不改变反应进行的程度和方向，D错误；故选C。二、填空题16．减小不变解析：(1)反应中，气体分子数减少，混乱度减小，熵减小；(2)反应中，气体分子数不变，混乱度几乎不变，熵几乎不变。17．(1)E逆-1812(2)(a+2b)/2V[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b](3)N2O+Pt2O+=N2+Pt2O(4)低温＞温度升高催化剂活性降低解析：（1）根据盖斯定律分析反应热，并根据反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能计算分析。（2）根据平衡进行计算各物质的物质的量，并根据平衡常数公式计算平衡常数；（3）理解图中物质书写方程式。（4）根据催化剂能加快反应速率，但不影响平衡进行分析，M点氮气的转化率较低，说明在相同时间内反应速率较慢，反应还没有到平衡，正在向平衡进行，从而正反应速率大于逆反应速率，而温度对催化剂的活性的影响可能影响反应产率。（1）①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH1=-907.0kJ•mol-1②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH2=-1269.0kJ•mol-1则（5×②-3×①）/2可得热化学方程式4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=，该反应的逆反应活化能为E逆kJ•mol-1，即E正-E逆=-1812，则正反应的活化能为E正=（E逆-1812）kJ•mol-1；（2）①2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)②2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)③I2(g)+Cl2(g)2ICl(g)，向VL恒容密闭容器中加2molNO和2molICl发生上述反应，达到平衡时，假设反应中一氧化氮的消耗量为xmol，反应中NOCl的消耗量为ymol，反应中碘的消耗量为zmol，则有容器中NOCl(g)为x-y=amol，Cl2(g)为0.5y-z=bmol，此时I2(g)的物质的量为(0.5x-z)mol,则因有则碘的物质的量为(0.5a+b)mol，物质的量浓度为(a+2b)/2Vmol/L；氯气的浓度为b/Vmol/L，氯化碘的浓度为(2-a-2b)/Vmol/L，则反应③的平衡常数为=[2(2-2b-a)2]/[(a+2b)b]。（3）N2O在Pt2O+表面上的反应为N2O+Pt2O+=N2+Pt2