第二章第三节化学反应的方向专项训练（含解析）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修一

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化学反应的方向专项训练
一、单选题（12题）
1．下列说法正确的是
A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B．相同物质的量的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
D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
2．下列说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
D．反应能自发进行，则该反应的
3．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是
A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应
4．拿破仑在俄国时，当时法国士兵军服的纽扣都是用金属锡做的。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。试分析现把白锡制成的器皿放在0℃、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH=-2.1809kJ·mol-1，ΔS=-6.6J·mol-1·K-1。
A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变
5．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是
A．反应的
B．在不同状态时的熵值：
C．反应 能否自发进行与温度有关
D．或的反应一定能自发进行
6．反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1，则下列正确的是
A．ΔH>0，ΔH-TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH-TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH-TΔS>0 D．ΔH<0，ΔH-TΔS<0
7．工业合成氨原理反应总方程式为N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，包含多个基元反应，其反应机理如图所示，已知各物质在催化剂表面吸附放出能量。下列说法错误的是
A．从充入反应物到A处，物质的能量降低，表示N2、H2在催化剂表面吸附过程放热，物质由气态转化为液态，该过程ΔS＞0
B．B→C过程决定了总反应的速率
C．工业合成氨选择温度为700K，主要考虑催化剂在此温度下活性较高
D．由图象可知氨气分解为吸热反应
8．自由能的变化(△G)是反应方向判断的复合判据：△G＝△H﹣T△S，△G＜0时，反应正向自发进行。已知工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，原理为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H＞0 则下列说法正确的是（　　）
A．△S＞0，高温下能自发 B．△S＜0，高温下能自发
C．△S＜0，低温下能自发 D．△S＞0，任何温度下能自发
9．下列说法中错误的是
A．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)＝2CaSO4(s)+ 2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的△H<0
B．NH4Cl(s)＝NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H >0
C．若△H<0，△S>0，化学反应在任何温度下都能自发进行
D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
10．运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是
A．反应NH4HCO3（s）＝NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g） ΔH＝＋185.57 kJ·mol－11能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向。
B．增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应可以加快反应速率。
C．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中。
D．CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）＝CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝a kJ·mol－1，HCl（aq）＋NaOH（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝b kJ·mol－1，因醋酸电离吸热，所以a>b
11．下列对化学反应预测正确的是(　　)
选项 化学方程式 已知条件 预测
A M(s)= X(g)＋Y(s) ΔH＞0 它是非自发反应
B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)= 4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0
C 4X(g)＋5Y(g)= 4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
D W(s)＋G(g)= 2Q(g) ΔH＜0 任何温度都自发进行
A．A B．B C．C D．D
12．已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是
A．2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH<0
B．C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH<0
C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l) ΔH>0
D．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s) ΔH<0
二、填空题（4大题）
13．向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水(如图所示)。一段时间后，发现瓶内固态物质变稀，有液体生成，瓶壁变冷，小木板黏结在烧瓶底部。这时打开瓶塞，烧瓶中散发出刺鼻的气味。
（1）下列有关该实验的结论正确的是 (填字母)。
A．自发反应一定是放热反应
B．自发反应一定是吸热反应
C．有的吸热反应也能自发进行
D．吸热反应不能自发进行
（2）发生反应的化学方程式为 。
（3）从化学反应进行方向的角度解释上述现象： 。
14．铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态VⅡ)：

上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。
完成下列问题：
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
(3)上述反应的△S 0(填“>”、“<”或“=”)。已知：反应的，则合成氨反应能自发进行的温度是 。
A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃
15．固氮的方式除了有天然固氮，还有人工固氮。合成氨工业的巨大成功，改变了世界粮食生产的历史，解决了人类因人口增长所需要的粮食。
I.在Haber-Bosch工艺开发前，Frank于1908年开发了一种通过碳化钙合成氨的方法。
(1)写出以N2、H2O和C为原料合成NH3的反应热化学方程式 。
(2)根据热化学方程式，说明碳化钙合成氨的方法的缺点 。
Ⅱ.1913年，Haber-Bosch发明的催化合成氨技术实现了工业化生产：
(3)关于该反应的△H与△S判断正确的是_______。
A．△H与△S均大于0 B．△H与△S均小于0
C．△H大于0，△S小于0 D．△H小于0，△S大于0
(4)将N2与H2以体积比1：3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．混合气体密度保持不变
C．N2和H2的体积比保持不变
D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
16．(1)已知在、时，反应，，若该反应的和不随温度变化而变化，则保持该反应能自发进行的温度应低于 (结果保留整数)。
(2)已知：，则水的沸点是 (结果保留1位小数)。
(3)已知在时，由石墨转化为金刚石的反应的，，石墨的熵S石，则金刚石的熵S金= ，这两种碳的同素异形体中更有序的是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．非自发的反应是在任何条件下均不能自发进行的反应，故A错误；
B．同一种物质的熵：气态>液态>固态，即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，故B错误；
C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的，时反应能自发进行，该反应室温下可自发进行，则，故C正确；
D．恒温恒压下，且的反应在任何条件下均有，即且的反应一定能自发进行，故D错误；
故选：C。
2．C
【详解】A．焓变是影响反应自发性的一个因素，但不是唯一因素；放热反应不一定都能自发进行，故A错误；
B．焓变是影响反应自发性的一个因素，但不是唯一因素；熵增的反应易发生，自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，故B错误；
C．反应的，常温下不能自发进行，则该反应的，故C正确；
D．反应的，能自发进行，则该反应的，故D错误；
选C。
3．D
【详解】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效应，故选D。
4．A
【详解】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·mol-1－273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)＝－375.47 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案选A。
5．C
【详解】A．反应的气体分子数减少，该反应的，选项A错误；
B．同一物质在固态时的熵值小于气态时的熵值，选项B错误；
C．反应的气体分子数增加，，又因为，时，反应能自反进行，因此选项所给反应能否自发进行与温度有关，选项C正确；
D．且的反应一定能自发进行，选项D错误；
答案选C。
6．A
【详解】该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明此温度下(ΔH-TΔS)<0，则(ΔH-TΔS)=- 17 kJ·mol-1，若ΔH=-17 kJ·mol-1，则TΔS=0，这显然不可能，所以ΔH=17 kJ·mol-1，大于0，综上所述ΔH>0，ΔH-TΔS<0，故答案为A。
7．A
【详解】A．从充入反应物到A处，表示N2、H2在催化剂表面的吸附过程，该过程ΔS＜0，A错误；
B．在整个转化过程中，B→C过程的活化能最大，所以此过程决定了总反应的速率，B正确；
C．合成氨反应为放热反应，之所以选择700K的温度，主要是考虑催化剂在此温度下活性较高，C正确；
D．由图象可知，合成氨反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H= -92kJ mol-1，则氨气分解为吸热反应，D正确；
故选A。
8．A
【详解】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H＞0，反应发生使气体的物质的量增大，则△S＞0，由于△H＞0、△S＞0，则在高温下△G＜0，反应能自发进行，故合理选项是A。
9．D
【详解】A．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)＝2CaSO4(s)+ 2CO2(g)，△S<0，在低温下能自发进行，则该反应的△H<0，故A正确；
B．NH4Cl(s)＝NH3(g)+HCl(g) ，△S>0，室温下不能自发进行，说明该反应的△H >0，故B正确；
C．反应能自发进行，若△H<0，△S>0，化学反应在任何温度下都能自发进行，故C正确；
D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，催化剂不能改变反应的焓变，故D错误；
选D。
10．B
【详解】A. 反应NH4HCO3(s)＝NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－11能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向，故A正确；
B. 增大反应物浓度可加快反应速率，铁与稀硫酸反应本质是与氢离子反应，浓硫酸水的量少，电离的氢离子量少，且浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化，故不能加快速率，B错误；
C. NH4F水溶液中含有HF，HF与玻璃会反应，因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，故C正确；
D. CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)＝CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝a kJ·mol－1，HCl(aq)＋NaOH(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝b kJ·mol－1，因醋酸电离吸热，因此醋酸与氢氧化钠放出的热量少，焓变大，所以a>b，故D正确。
综上所述，答案为B。
11．D
【详解】A．M(s)═X(g)+Y(s)，反应中气体的化学计量数增大，为熵增大的反应，△S＞0，△H＞0，根据△H-T△S＜0，在高温条件下能自发进行，故A错误；
B．4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故B错误；
C．4X(g)+5Y(g)═4W(g)+6G(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，所以当△H＜0，一定满足△H-T△S＜0，反应一定能够自发进行，当△H＞0时，当高温时，△H-T△S＜0，成立，可以自发进行，故C错误；
D．W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，△H＜0，则一定满足△H-T△S＜0，反应能够自发进行，故D正确；
故选D。
【点睛】熟悉熵变与焓变与反应自发进行关系是解题关键，当△G=△H-T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行。本题的易错点为C。
12．C
【详解】A．反应2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故A正确；
B．反应C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) 是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故B正确；
C．反应2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l) △H＞0，是吸热反应，要使△H-T△S＜0，则△S必须大于0，所以反应能否自发进行主要取决于熵判据，故C错误；
D．反应2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故D正确；
故答案为C。
13． C Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O 该反应是吸热反应，也是熵增加反应，由于熵变对该反应的方向起决定性作用，即ΔH-TΔS<0，该反应常温下自发进行，从而产生了上述现象
【详解】（1）由“瓶壁变冷，小木板黏结在烧瓶底部”的实验现象可判断该反应为吸热反应，故不能用焓变来解释该反应的自发性，选项A、B错误；通过实验现象可知：该吸热反应是自发的，C项正确，D项错误。
（2）发生反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O。
（3）该反应是吸热反应，也是熵增加反应，且熵变对反应进行方向起决定性作用。ΔH-TΔS<0，常温下自发进行，故有题述现象发生。
14．(1) ① 吸热
(2)-92kJ/mol
(3) < AB
【详解】（1）由图可知，“ad”表示吸附在催化剂表面的物质，从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad，代表N2和H2吸附在催化剂的表面，则“吸附”过程是上图中的第①步基元反应；由图可知，NH3da转变为NH3即“脱附”过程吸收了热量，则“脱附”过程是吸热过程；
（2）由图可知，反应的焓变，则反应的焓变；
（3）反应为反应前后气体物质的量减小的反应，则反应的△S<0；反应的，则，由第（2）问可知，反应的焓变，反应要自发需满足，得，温度需低于462.3K即189.3℃反应可自发，故答案选AB。
15．(1)
(2)该反应是吸热反应，耗能大
(3)B
(4)AD
【详解】（1）①；
②；
③；根据盖斯定律，得反应 ；
（2）由热化学方程式得出该反应是吸热反应，耗能大；
（3）合成氨反应是放热反应是气体体积减少的反应，因此ΔH与ΔS均小于0；
（4）A．反应过程中气体分子数不断变化，即压强不断变化，当压强不变，可以说明达到平衡状态，故A正确；
B．各物质均为气体，混合气体总质量始终不变，恒容条件下气体总体积不变，则密度始终保持不变，不能判断是否达平衡状态，故B错误；
C．N2与H2以体积比1∶3投入，反应系数也是1∶3所以N2和H2的体积比是定值，不能判断是否达到平衡，故C错误；
D．各物质均为气体，混合气体总质量始终不变，反应过程中气体总物质的量不断变化，根据可知，当混合气体的平均相对分子质量保持不变，可以判断是否达平衡状态，故D正确；
答案选AD。
16． 金刚石
【详解】(1)在、时，题给反应的，，则有。要使反应能自发进行，需使，即，则，因此保持该反应能自发进行的温度应低于。
(2)在水沸腾时，，则。
(3)石墨转化为金刚石的反应为，，即，解得S金=。体系的熵值越小越有序，通过上述计算知，S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。
答案第1页，共2页
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