高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的方向课时练习

第一节化学反应方向（二）

一、单选题，共15小题

1．下列说法正确的是（    ）

A．石油、煤、天然气都属于化石燃料

B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小

C．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰，冰的能量高

D．SiO2既能溶于NaOH溶液又能溶于HF溶液，说明SiO2是两性氧化物

2．下列反应可用焓判据来解释的是

A．氯化钠溶于水

B．

C．

D．

3．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．现把白锡制成的器皿放在0℃、100 kPa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℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2180.9 J/mol，ΔS＝－6.61 J/(mol·K)，当ΔH－TΔS＜0时能自发反应]

A．会变    B．不会变

C．不能确定    D．升高温度才会变

4．下列过程是非自发的是

A．水由高处向低处流 B．煤炭的燃烧

C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰

5．下列反应在任何温度下(所示状态)均不能自发进行的是

A．

B．

C．

D．

6．已知在298K、100kPa下，2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)  ΔH＝-113kJ·mol-1，ΔS＝-145J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是

A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂

C．该反应体系的混乱度减小

D．增加CO的浓度，可加快反应速率

7．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△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，凡是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△H>0

8．下列对化学反应方向的说法，正确的是

A．同一物质的固、液、气三种状态的熵值递减

B．常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s）能自发进行，则△H<0

C．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g）△H>0，△S>0，不论在何种条件下都不可能自发

D．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或墒变均可以单独做为判断反应能否自发进行的判据

9．下列说法不正确的是

A．放热反应总是自发的，吸热反应总是非自发的

B．冰的密度小于水，是因为冰中水分子的氢键降低了水分子的空间利用率

C．石墨比金刚石稳定，从理论上说，石墨合成金刚石需要高温高压条件

D．已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6，则在碳酸镁饱和溶液中，c(Mg2+)约为10-3mol·L-1量级

10．下列有关说法不正确的是

A．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同

B．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

C．反应NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0

D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0

11．下列叙述中不正确的是

A．锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后，再将不溶物用稀盐酸溶解去除

B．向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体的原理是加热促进了Fe3+水解

C．向纯水中加入盐酸或降温都能使水电离平衡逆向移动，但是离子积不变；

D．反应2A(g) + B(g) =" 3C" (s) + D(g)在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH>0

12．某化学学习小组查阅资料可知：N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) △H =+62 kJ/mol  他们对反应的自发性进行了讨论，下列结论合理的是

A．任何温度下都能自发进行 B．较高温下可自发进行

C．较低温度下可自发进行 D．任何温度下都不能自发进行

13．若在已达到平衡的2SO2 + O2 2SO3反应体系中，充入少量的18O2，一段时间后，18O这种原子存在于

A．O2 B．SO2 C．SO3 D．O2、SO2、SO3

14．以下说法中正确的是

A．所有△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，是熵增的过程 D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程

15．下列过程中，属于非自发过程的是(　　)

A．N2和O2混合 B．常温、常压下，石墨转化为金刚石

C．H2和O2化合生成H2O D．C＋O2CO2

二、非选择题，共5小题

16．到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。

（1）化学反应中放出的热能（焓变，ΔH）与反应物和生成物的键能（E）有关。已知：

①H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)  ΔH=－a kJ/mol

②E(H-H)=b kJ/mol，E(Cl-Cl)=c kJ/mol

则：E(H-Cl)=_____________。

（2）实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热，但可测出CH4、石墨和H2燃烧反应的反应热，求由石墨生成甲烷的反应热。已知：

①CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l)  △H=－a kJ·mol-1

②C(石墨)＋O2(g)==CO2(g)   △H=－b kJ·mol-1

③H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l)  △H=－c kJ·mol-1

则反应C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反应热△H=________kJ·mol-1。又已知:该反应为放热反应,则该反应在_____条件下可自发进行(填“低温”、“高温”)。

（3）已知在一定温度下，以下三个反应的平衡常数分别为K1、K2、K3：

C(s)+CO2(g) 2CO(g)   K1

CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)   K2

C(s)+ H2O(g) H2(g)+CO(g)   K3

则K1、K2、K3之间的关系是K3＝__________________。

17．一定条件下，甲烷与水蒸气发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2。

①一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.6molCH4和2.4molH2O(g)发生上述反应，CO(g)的物质的量随时间的变化如图所示。

0～2min内的平均反应速率v(H2)=____mol•L-1•min-1，平衡时CH4的转化率为_____。

②若要进一步提高该反应的化学反应速率，除了使用催化剂和升高温度外，还可以采取的措施有_____(任写一条)。

③下列能说明上述反应达到平衡状态的是_____(填字母)。

a.v逆(CH4)=3v正(H2)

b.恒温恒容时，容器内混合气体的密度保持不变

c.CH4(g)、H2O(g)的浓度保持不变

d.CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量之比为1︰1︰1︰3

e.断开3molH—H键的同时断开2molO—H键

18．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)⇌cC(g)表示]化学平衡的影响，得到如图所示图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数)：

分析图像，回答下列问题：

(1)在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则此正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应，也是一个气体分子数_______(填“减少”或“增大”)的反应。

(2)在图像反应Ⅱ中，T1_______T2(填“>”“<”或“=”)，该正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)在图像反应Ⅲ中，若T2>T1，则此正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)在图像反应Ⅳ中，若T1>T2，则该反应_______(填“能”或“不能”)自发进行。

19．氢气可用于制备。已知：；；其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则的________0(填“＞”“＜”或“＝”)。

20．人类农业生产离不开氮肥，氨气是制造氮肥的重要原料，诺贝尔化学奖曾3次颁给合成氨的化学家，请根据所学知识回答下列问题：

(一)实验室制氨气

(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，发生反应的化学方程式为__。

(2)下列试剂能用于干燥NH3的是__填字母)。

A．浓硫酸    B．碱石灰    C．无水CaCl2

(3)利用向下排空气法收集氨气，检验NH3是否收集满可选用的是__(填字母)。

A．湿润的淀粉-KI试纸     B．湿润的红色石蕊试纸     C．蘸有浓盐酸的玻璃棒

(二)工业制氨气

(4)工业上用氮气与相同条件下密度最小的气体反应制取氨气的化学方程式：__。

(5)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步：

①第一步NH3→NO化学方程式：__。

②第二步NO→NO2实验现象：__。

③第三步NO2→HNO3氧化剂与还原剂物质的量之比：__。

(6)将HNO3转化为Ca(NO3)2，列举两种不同类别的化合物：__(写化学式)。

(7)已知土壤胶体中的胶体粒子带负电荷，又有很大的面积，因而具有选择吸附的能力。在土壤里施用含氮量相同的下列肥料，肥效最差的是（________）

A．NH4Cl    B．NH4NO3    C．(NH4)2CO3    D．(NH4)2SO4

参考答案

1．A

【详解】

A、煤、石油和天然气为三大化石燃料，不可再生，选项A正确；

B、熵增的反应更易自发进行，但不一定能自发进行，熵减的反应也可能自发进行，故自发进行的反应不一定是熵增的反应；但非自发进行的反应一定是熵减的反应，选项B错误；

C、冰转化为水要吸热，故相同质量的冰和水，水的能量更高，选项C错误；

D、二氧化硅只能溶于酸中的HF，不能溶于其它的强酸，故二氧化硅不是碱性氧化物，故不是两性氧化物，选项D错误；

答案选A。

2．D

【分析】

焓判据说明多数能自发进行的化学反应为放热反应.

【详解】

A．氯化钠溶解过程的焓变微乎其微，显然不能用焓判据来解释，故A不符合题意；

B．是吸热反应，不能用焓判据来解释，故B不符合题意；

C．是吸热反应，不能用焓判据来解释，故B不符合题意；

D．是放热反应，能用焓判据来解释，故D符合题意；

综上所述，答案为D。

3．A

【解析】

【详解】

反应自发进行需要满足ΔH－TΔS＜0。由0℃为273K，ΔH＝－2180.9 J/mol，ΔS＝－6.61 J/(mol·K)，ΔH－TΔS=-2180.9+273×6.61=-379.1，所以反应0℃在一定是自发进行的反应，即在0℃、100 kPa的室内存放，它会变成灰锡而不能再继续使用。故选A。

4．D

【详解】

自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。

5．C

【分析】

根据复合判据△G=△H -T△S，知若△H＜0或△S＞0，都有可能出现△G＜0，即反应在一定温度下能自发，若△S＜0且△H＞0，则△G一定大于0，通过改变温度不能使反应自发进行。

【详解】

A．该反应△H＜0且△S＞0，故在一定温度下能发生，A不符合题意；

B．该反应△H＜0，故在一定温度下能发生，B不符合题意；

C．该反应△S＜0（气体减少）且△H＞0，则△G一定大于0，任何温度下都不能自发进行，C符合题意；

D．该反应△S＞0，故在一定温度下能发生，D不符合题意；

故答案选C。

6．B

【详解】

A．反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)  ΔH＝-113kJ·mol-1是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，选项A正确；

B．常温下，ΔH-TΔS＝-113kJ·mol-1-298K(-145J·mol-1·K-1)<0，故常温下该反应可自发进行，高温和催化剂只是加快反应速率，选项B错误；

C．该反应为气体体积减小的反应，体系的混乱度减小，选项C正确；

D．CO与NO均会与血红蛋白结合而使人中毒，选项D正确；

答案选B。

7．A

【详解】

根据反应自发进行的判断分析，反应自发进行，反应不能自发进行。

A. 常温下反应C(s)+CO2 (g)⇌2CO(g)不能自发进行，因该反应，所以，故A正确；

B.根据反应自发进行的判断依据反应自发进行，焓变和熵变共同决定反应是否能自发进行，故B错误；

C. 根据反应自发进行的判断依据反应自发进行，焓变和熵变共同决定反应是否能自发进行，故C错误；

D.因反应2Mg(s)+CO2 (g)⇌C(s)+2MgO(s)能自发进行，该反应的，能自发进行，说明，故D错误；

故选A。

【点睛】

根据反应自发进行的判断依据，反应自发进行，反应不能自发进行分析。

8．B

【分析】

A. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值递增，A项错误；

B. 常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s)  △S＜0，能自发进行主要是因为△H<0，B项正确；

C. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g）△H>0，△S>0，根据自由能判据可知，若自发进行，则，即高温下可自发进行，C项错误；

D. 焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或墒变单独做为判断反应能否自发进行的判据是片面的，应该用复合判据，即来综合判断，D项错误；

答案选B。

【详解】

化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当时，反应可自发进行。

9．A

【详解】

略

10．A

【详解】

A．熵值指的是物质的混乱程度，同一物质的固、液、气三种状态混乱程度不同，所以熵值不同，A项错误；

B．自发进行的化学反应的方向，由焓判据和熵判据的复合判据来判断，B项正确；

C. 根据反应NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)可知，熵值减小，所以在室温下若该反应的ΔH＜0，可以使ΔG<0，反应可以自发进行，C项正确；

D. 反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的熵值增加，当ΔH＞0时，ΔG>0，所以反应不能自发进行，D项正确；

A项错误。

11．D

【详解】

试题分析：水的离子积常数只与温度有关系，所以C正确。根据△G＝△H－T·△S可知，由于反应是熵值减小的反应，所以反应应该是放热反应，D不正确。AB都是正确的，答案选D。

考点：考查化学反应原理有关问题。

12．D

【详解】

某化学学习小组查阅资料可知：N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g)  △H =＋62 kJ/mol，△H＞0，△S＜0，△G＝△H－T△S，则在任意温度下△G＞0，因此任意温度下都不能自发进行，故D符合题意。

综上所述，答案为D。

13．D

【分析】

从化学键角度来说，化学反应本质是旧键断裂，形成原子，原子重新组合，形成新键．可逆反应不可能100%全部转化，据此判断。

【详解】

反应过程中化学键断裂，存在原子有S原子、16O原子、18O原子，原子重新组合生成物质，二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下，生成三氧化硫；而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气，所以18O2中的18O通过化合反应存在于SO3中，SO3 中的18O通过分解反应会存在于SO2中，最终SO3、SO2、O2中都含有18O，D项正确；

答案选D。

14．C

【详解】

A、△H—T•∆S＜0的反应均是自发反应，△H＜0的反应不一定，错误；

B、反应能自发进行，说明该反应具有自动发生的趋势，有反应速率的大小无关，错误；

C、同一物质液态时的熵大于固态时的熵，所以 冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，正确；

D、高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，有气体生成熵增加，错误。

15．B

【解析】

【详解】

A.氮气和氧气混合时∆S>0，体系混乱度增加，属于自发过程；

B.石墨转化为金刚石是吸热反应，常温、常压下是非自发过程；

C.H2和O2化合生成H2O的反应是△H<0的放热反应，△S <0，低温时△H-T•△S<0，属于自发过程；

D.碳和氧气的反应是△H<0的放热反应，属于自发过程；

答案选B。

【点睛】

反应能否自发进行，取决于焓变与熵变的综合判据，当△H-T•△S<0时，反应可自发进行，反之不能。

16．(a+b+c)/2 kJ• mol－1    (-2c-b+a)    低温    K1K2   

【分析】

本题主要考查了平衡常数计算式，注意不包括固体；同时考查了反应热的计算，包括与键能的关系和盖斯定律的应用。

【详解】

(1)ΔH=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物合成化学键释放的能量=b＋c-2 E(H-Cl)＝－a，则E(H-Cl)= (a+b+c)/2 kJ• mol－1；

(2)根据盖斯定律，反应C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反应热△H=(-2c-b+a) kJ·mol-1；若反应放热，该反应是熵减的反应，△H＜0，根据ΔG=ΔH－TΔS，反应自发进行，ΔG＜0，则该反应应在低温条件下进行；

(3)平衡常数K1=c2（CO）/c（CO2），平衡常数K2=，平衡常数K3 =，故K3＝K1K2。

17．0.9mol•L-1•min-1    75%    增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度    ce   

【详解】

①v(CO)====0.3mol•L-1•min-1，v(CO)：v(H2)=1：3，即v（H2）=0.9mol•L-1•min-1；

根据化学方程式，CO的生成的物质的量等于CH4的转化物质的量=1.2mol，

平衡时CH4的转化率==75%；

故答案为：0.9mol•L-1•min-1；75%；

②根据影响反应速率的因素，增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度或缩小体积增大压强等，故答案为：增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度；

③a．速率之比等于化学计量数之比，v逆(CH4)=v正(H2)，故a不符合题意；

b．恒温恒容时，容器内混合气体的质量在反应前后不变，容器的体积也不变，则混合气体的密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡，故b不符合题意；

c．CH4(g)、H2O(g)的浓度保持不变，说明反应达到化学平衡，故c符合题意；

d．CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量之比为1：1：1：3，不能说明反应达到平衡，故d不符合题意；

e．断开3 mol H-H键，说明反应逆向进行，断开2 mol O-H键说明反应正向进行，正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡，故e符合题意。

故答案为：ce。

【点睛】

判断化学平衡状态的直接标志：①v正=v逆（同物质）②各组分浓度不再改变，还有以此为基础衍生出的判断依据，要理解判断化学平衡状态的标志。

18．放热    减少    <    放热    放热    不能自发进行   

【详解】

(1)在图像反应Ⅰ中，升高温度，A的转化率减小，平衡逆向移动，则此正反应为放热反应；若p1>p2，增大压强，A的转化率增大，平衡正向移动，反应是一个气体分子数减少的反应。

(2)在图像反应Ⅱ中，T2温度下反应先达到平衡，反应速率快，T1<T2，升高温度，C的物质的量减小，该正反应为放热反应。

(3)在图像反应Ⅲ中，若T2>T1，升高温度，C的体积分数减小，平衡逆向移动，则此正反应为放热反应。

(4)在图像反应Ⅳ中，增大压强，A的转化率不变，说明反应前后气体分子数相同，若T1>T2，升高温度，A的转化率增大，说明正反应吸热，根据 ，该反应不能自发进行。

19．＜
 

【详解】

题给两反应的均小于0，且均为自发反应，根据可知，两反应均为放热反应。①，②，运用盖斯定律，①+②可得的。

20．Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O    B    BC    N2+3H22NH3    4NH3+5O24NO+6H2O    无色气体变为红棕色气体    1:2    CaO、Ca(OH)2、CaCO3    B   

【详解】

(1)实验室常用共热NH4Cl与Ca(OH)2混合物的方法制取氨气，发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；

(2)能干燥NH3的药品不能与NH3反应：

A．硫酸与NH3反应生成硫酸铵，浓硫酸不能干燥NH3，A不满足题意；

B．碱石灰能吸水且不与NH3反应，能用碱石灰干燥NH3，B满足题意；

C．CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3，不能用无水CaCl2干燥氨气，C不满足题意；

本题选B；

(3)要检验NH3是否收集满只需检验集气瓶口是否有氨气：

A．NH3遇湿润的淀粉-KI试纸无明显现象，不能检验；

B．NH3与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O是一种碱，其水溶液显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可以检验；

C．蘸有浓盐酸的玻璃棒挥发出HCl遇到NH3产生白烟NH4Cl，可以检验；

本题选BC；

(4)工业上用氮气与相同条件下密度最小的气体(氢气)反应制取氨气的化学方程式为N2+3H22NH3；

(5)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步：

①第一步发生氨的催化氧化实现NH3→NO，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；

②第二步NO和氧气反应实现NO→NO2，由于NO是无色气体，NO2是红棕色气体，因此现象为无色气体变为红棕色气体；

③第三步NO2与水反应实现NO2→HNO3，反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，每3molNO2参与反应，有1molN化合价降低生成NO，作氧化剂，有2molN化合价升高生成HNO3，作还原剂，因此氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2；

(6)要将HNO3转化为Ca(NO3)2，可使其与CaO、Ca(OH)2、CaCO3等物质反应；

(7)已知土壤胶体中的胶体粒子带负电荷，因此可以吸引阳离子，在土壤里施用含氮量相同的所给肥料，NH4NO3中硝酸根不能被吸附，其它氮肥都是铵态氮肥，都能被土壤吸附，因此NH4NO3肥效最差，本题选B。