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．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)ΔH=-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)，下列有关说法不正确的是A．该反应的ΔS>0B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能C．使用催化剂能改变反应路径，提高反应的活化能，降低反应的焓变D．断裂1molN—H键的同时，断裂1molO—H键，说明该反应达到平衡状态2．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3．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−14．一定条件下，在密闭容器中发生反应：，当达到平衡时，下列各项措施不能提高乙烯转化率的是A．减小容器的容积 B．等压下通入Ar气C．分离出部分乙烷 D．降低反应温度5．利用甲烷除去的反应为：，下列说法正确的是A．反应的B．上述反应平衡常数C．使用高效催化剂能降低反应的焓变D．其他条件不变，增大，的转化率升高6．下列说法错误的是A．焓变是决定反应能否自发进行的一个重要因素B．非自发进行的反应一定不可能发生C．是非自发反应D．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小7．二氧化碳催化加氢制取清洁燃料甲醇的反应为：。在一密闭容器中，按起始通入反应物，250℃时（甲醇在平衡体系中的物质的量分数）随压强变化的曲线和Pa时随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．Ⅰ表示Pa时随温度变化的曲线B．该反应在较高温度下才能自发进行C．250℃、Pa达平衡时，PaD．当时，的平衡转化率为40%8．在25℃，条件下，下列熵值的大小比较正确的是A． B．C． D．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．自发反应：在____下，具有____的化学反应。11．红磷和发生反应生成和，反应过程和能量关系如图所示(图中的表示生成产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)和反应生成的热化学方程式为。(2)分解成和的热化学方程式为，已知该反应的为，则该反应自发的温度范围为T(保留1位小数)。(3)和分两步反应生成的一步反应生成的(填“>”、“<”或“=”)。(4)与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是。12．氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。目前，制备氢气有多种途径：途径一：甲醇产生氢气的反应为：(1)已知相关物质的标准熵数值如下表：化学式标准熵126.8130.7197.7该反应能自发进行的最低温度为K。(保留小数点后1位)途径二：乙酸制氢的反应为：反应I：反应Ⅱ：(2)已知反应：①由图1可得，kJ·mol-1；②恒温恒容下发生上述反应，下列说法正确的是。A．混合气体密度不变时，反应达到平衡B．充入CO2，可提高CH4的转化率C．加入催化剂，可提高H2的平衡产率D．充入Ar，对H2的产率不产生影响(3)一定条件下，在密闭容器中加入一定量的乙酸，只发生反应I和反应Ⅱ。①在相同时间，测得温度与气体产率的关系如上图2所示。约650℃之前，氢气产率低于甲烷的可能原因是。②设达到平衡时，体系总压强为p，乙酸体积分数为20%，反应I消耗的乙酸占投入量的20%，则反应Ⅱ的平衡常数为。(用平衡分压代替平衡浓度计算)途径三：热分解H2S制氢的反应为：(4)不同温度和压强下，H2S的平衡转化率变化如图。生成物S2的状态为(填“气态”或“非气态”)，P1P2(填“>”或“<”)。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．该反应为气体系数之和增大的反应，所以ΔS>0，A正确；B．该反应焓变小于0，为放热反应，则反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能，B正确；C．催化剂可以降低反应活化能，但不能改变焓变，C错误；D．N—H键断裂为正反应，O—H键断裂为逆反应，结合方程式中各物质的系数可知，断裂1molN—H键的同时，断裂1molO—H键，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，D正确；综上所述答案为C。2．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。3．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。4．B【分析】根据反应方程式可知，该反应是正反应是一个气体体积减小的放热反应。解析：A．缩小容器的容积，即增大压强，平衡正向移动，乙烯转化率提高，故A不符合题意；B．等压下通入Ar气，相当于各物质的分压减小，平衡逆向移动，乙烯转化率降低，故B符合题意；C．分离出部分乙烷，减小生成物浓度，平衡正向移动，乙烯转化率提高，故C不符合题意；D．降低反应温度，平衡正向移动，乙烯转化率提高，故D不符合题意；故选B。5．D解析：A．该反应为气体物质的量增多的反应，反应的，A错误；B．上述反应平衡常数，B错误；C．使用高效催化剂能加快反应速率，不能改变反应的焓变，C错误；D．其他条件不变，增大，甲烷浓度增大，的转化率升高，D正确；故合理选项是D。6．B解析：A．化学反应自发进行的判据有焓判据和熵判据，因此焓变是决定反应能否自发进行的一个重要因素，A正确；B．自发反应是在一定的条件下，不需要外力就可以自动进行的反应，非自发进行的反应在一定外力作用下是可以发生的，B错误；C．该反应，，任何温度下都不能自发进行，是非自发反应，B正确；D．相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小，D正确；故选B。7．D【分析】由可知，该反应是气体分子数减少的反应，恒温加压平衡右移，甲醇在平衡体系中的物质的量分数增大，所以曲线Ⅰ表示甲醇的物质的量分数随压强的变化曲线，曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线。解析：A．该反应是气体分子数减少的反应，甲醇在平衡体系中的物质的量分数随压强的增大而增大，则曲线Ⅰ表示甲醇的物质的量分数随压强的变化曲线，曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线，故A错误；B．曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线，图像显示温度升高变小，说明该反应的正反应是放热反应，，又该反应是气体分子数减少的反应，，根据可知，该反应在较低的温度下能自发进行，故B错误；C．读图可知250℃、Pa时，，则Pa，故C错误；D．，设起始通入amol和3amol，三段式表示，n(总)，则，解得，的平衡转化率为，故D正确；故答案为：D。8．C解析：A．是化合物，熵值大于单质，A错误；B．都是，物质的量越大，熵值越大，B错误；C．一般气体的熵值大于固体，C正确；D．和均为固体，且原子数更多，故熵值更大，D错误；选C。二、填空题9．放热的熵增加吸热的熵减小解析：略10．一定条件(温度、压强)自动发生倾向解析：略11．(1)P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ/mol(2)PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1T>547.1K(3)－399kJ/mol=(4)PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl解析：（1）根据图示可知：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306kJ/mol，则热化学方程式为：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306kJ/mol；（2）由图可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1，==，该反应自发进行的判据，则93-0.17T<0，解得T>547.1K；（3）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的热化学方程式：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H1=—306kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=—93kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=—306kJ/mol+(—93kJ/mol)=—399kJ/mol，由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=—306kJ/mol—(+93kJ/mol)=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，故答案为：－399kJ/mol；=；（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl。12．(1)385.5(2)BD(3)反应I的活化能比反应II高，反应速率慢0.2p(4)气态＜解析：（1），据，解得T＞385.5K；（2）①结合图1，△H=生成物总能量-反应物总能量=kJ/mol；②A．恒容条件且m守恒，即m和V均是恒定值，由可知，混合气体密度不变时，反应不一定达到平衡，故A错误；B．充入CO2，平衡右移，CH4的转化率增大，故B正确；C．催化剂只能改变化学反应速率，不能影响平衡，所以加入催化剂不能提高H2的平衡产率，故C错误；D．恒温恒容充入Ar，各物质的浓度均不变，平衡不移动，即对H2的产率不产生影响，故D正确；故答案为：BD；（3）①由图1可知，反应I的活化能Ea1=E5-E2，反应Ⅱ的活化能Ea2=E4-E2，即Ea1＞Ea2，活化能越大，化学反应速率越慢，所以约650℃之前，氢气产率低于甲烷的可能原因是反应I的活化能比反应II高，反应速率慢；②设起始n(CH3COO