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．下列说法正确的是A．放热反应一定是自发反应 B．熵增的反应不一定是自发反应C．固体溶解一定是熵减小的过程 D．非自发反应在任何条件下都不能发生2．奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即[k为Boltzmann常数；为混乱度(即微观状态数)，也粗略地看作空间排列的可能性数目]。在常温常压下，下列反应是熵增反应的是A．B．C．D．3．在下列变化中，体系的熵减小的是A．水结成冰 B．Zn与稀硫酸反应C．蔗糖在水中溶解 D．KClO3加热分解产生氧气4．氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=-904kJ•mol-1。生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO3)2、Ca(NO2)2等化工产品。对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列有关说法正确的是A．该反应只有在高温条件下能自发进行B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能C．达到平衡时，升高温度，v(正)减小、v(逆)增加D．c(NH3)：c(O2)：c(NO)：c(H2O)=4：5：4：6时，说明反应达到平衡5．下列说法正确的是A．常温下反应2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)可自发进行，则该反应为吸热反应B．反应SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的△H>0C．所有自发过程都将导致体系的熵值增大D．已知2H2(g)+O(g)=2H2O(l)为自发反应，可通过焓判据来解释该反应能自发进行6．研究化学反应中的能量变化具有重要意义。下列说法正确的是A．已知：500°C、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=−92.4kJ∙mol−1将0.5molN2和1.5mo1H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热小于46.2kJB．汽车尾气净化器中的反应为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，该反应在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH>0C．已知反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，升高温度，υ逆增大，υ正减小，平衡逆向移动D．C2H5OH(1)的燃烧热的热化学方程式为2C2H5OH(1)+6O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)ΔH=−1367.0kJ∙mol−17．下列反应既是氧化还原反应且在任何温度下都能正向自发进行的是A．B．(s，石墨)C．D．8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A．已知，则摩尔燃烧焓为B．反应在常温下能自发进行，则该反应的C．已知，，则D．在稀溶液中：，若将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出热量大于57.3kJ二、填空题9．化学反应方向的判断(1)___________反应一定能自发进行。(2)___________反应一定不能自发进行。10．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和最佳温度，在图书馆查到了如下热力学数据：反应①的ΔH(298K)=74.848kJ·mol-1，ΔS(298K)=80.674J·mol-1·K-1；反应②的ΔH(298K)=376.426kJ·mol-1，ΔS(298K)=220.211J·mol-1·K-1。已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：(1)判断反应②高温自发还是低温自发：_______(填“高温”或“低温”)。(2)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行_______(填“能”或“不能”)。(3)求算制取炭黑的允许温度范围_______。11．以下化学反应，反应物能否自发转变为生成物？请判断并写出你的判断依据。(反应均在298K、100kPa下进行)(1)；_______(填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是______________。(2)；_______(填“可以”“不可以”或“无法判断”)。理由是___________。12．说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性CO2(s)→CO2(g)____________2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)____________2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)____________13．【情境问题思考】观察下列几个自发进行的化学反应。4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1②2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)ΔH=-368kJ·mol-1③2H2O2(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=-571.6kJ·mol-1④NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH=+37.30kJ·mol-1(1)放热反应是否都能自发进行____？吸热反应是否都不能自发进行____？(2)能否仅用反应焓变来判断反应能否自发进行____？【参考答案】一、选择题1．B解析：A．反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若△S＜0，高温下是非自发进行的反应，故A错误；B．依据△H-T△S＜0反应自发进行，△H-T△S＞0属于非自发进行分析，熵增大反应△S＞0，△H＞0低温下反应自发进行，高温下反应不能自发进行，熵增的反应不一定是自发反应，故B正确；C．混乱度越大，熵值越大，则固体溶解是一个熵增大的过程，故C错误；D．非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应，但是在高温下能自发进行，故D错误；故选B。2．A解析：A．反应是固体生成气体的反应，属于熵增反应，故A选；B．是气体分子数减少的反应，属于熵减反应，故B不选；C．是气体生成固体的反应，属于熵减反应，故C不选；D．是气体生成液体的反应，属于熵减反应，故D不选；故选A。3．A解析：A．液态变固态是熵减的过程，A正确；B．Zn与稀硫酸反应有气体生成是熵增的过程，B错误；C．蔗糖在水中溶解，混乱度增大，是熵增的过程，C错误；D．KClO3加热分解产生氧气是熵增的过程，D错误；故选A。4．B解析：A．反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=-904kJ•mol-1，△S>0，则复合判据△H-T△S<0，该反应任何温度都能自发进行，故A错误；B．该反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-904kJ•mol-1<0，说明正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B正确；C．达到平衡时，温度升高v(正)和v(逆)均增加，故C错误；D．各物质的浓度不在变化达到平衡，浓度比等于化学计量数之比不能说明达到平衡，故D错误；故答案为B。5．D解析：A．常温下反应2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)反应为熵增的反应，根据反应可自发进行，不能判断该反应为吸热反应，实际活泼金属和水的反应为放热反应，故A错误；B．反应SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的反应为放热反应，焓变小于零，故B错误；C．反应可自发进行，部分自发反应也可以是熵减反应，故C错误；D．已知2H2(g)+O(g)=2H2O(l)为自发反应，反应为熵减反应，则反应自发焓变起主要作用，可通过焓判据来解释该反应能自发进行，故D正确；故选D。6．A解析：A．已知：500°C、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=−92.4kJ∙mol−1，将0.5molN2和1.5mo1H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，由于该反应是可逆反应，放入的氮气和氢气没有反应完，因此放热小于46.2kJ，故A正确；B．汽车尾气净化器中的反应为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，该反应是ΔS＜0的反应，该反应在一定条件下能自发进行，则ΔH−TΔS＜0，说明该反应的ΔH＜0，故B错误；C．已知反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，升高温度，υ逆增大，υ正增大，平衡逆向移动，故C错误；D．C2H5OH(1)的燃烧热是生成液态水而不是气态水，故D错误。综上所述，答案为A。7．A解析：A．△H<0，△S>0，可满足△H-T△S<0，反应在任何温度下都能正向自发进行，故A符合；B．△H>0，△S<0，△H-T△S>0，反应在任何温度下都不能正向自发进行，故B不符合；C．△H<0，△S<0，温度较低时可满足△H-T△S<0，反应在较低温度下能正向自发进行，故C不符合；D．△H>0，△S>0，温度较高时可满足△H-T△S<0，反应在较高温度下能正向自发进行，故D不符合；故选A。8．D解析：A．燃烧热指101kPa，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，应该生成液态水，A错误；B．，在常温下能自发进行，则该反应的，B错误；C．放热反应的，反应放热越多越小，碳完全燃烧生成二氧化碳放热更多，故，C错误；D．浓硫酸稀释放热，故将含0.5mol的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出热量大于57.3kJ，D正确；故选D。二、填空题9．放热的熵增加吸热的熵减小解析：略10．(1)高温(2)不能(3)927.8～1709.4K解析：（1）ΔH-TΔS＜0时反应才能自发进行，因反应②的ΔH>0、ΔS>0，所以该反应自发进行所需要的温度条件为，即反应②在高温下能自发进行，故答案为：高温；（2）反应①在常温下时，ΔH-TΔS=74.848kJ·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1·K-1×298K≈50.807kJ·mol-1>0，所以该反应常温下不能自发进行，故答案为：不能；（3）甲烷生成炭黑和H2时，ΔH-TΔS=74.848kJ·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1·K-1×T＜0，得T>927.8K，即甲烷生成炭黑的最低温度为927.8K。甲烷生成乙炔时，ΔH-TΔS=376.426kJ·mol-1-220.211×10-3kJ·mol-1·K-1×T＜0，得T>1709.4K，即温度高于1709.4K时，甲烷生成乙炔和氢气，所以要制取炭黑，温度应控制在927.8～1709.4K，故答案为：927.8～1709.4K。11．(1)可以根据反应可以自发进行可知，能自发进行(2)无法判断反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断解析：（1）反应为放热的熵增反应，根据反应可以自发进行可知，能自发进行；（2）反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行可知，反应能在低温下自发进行，在高温下不能自发进行，故无法判断；12．ΔH>0，ΔS>0，在高温条件下可以自发进行ΔH<0，ΔS<0，在低温条件下可以自发进行ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下都可以自发进行解析：CO2(s)→CO2(g)，固体变为气体吸热，所以ΔH>0，气体增多，则ΔS>0，在高温条件下可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行；2Mg(s)+O2(