高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向练习题

第三节　化学反应的方向

基础过关练

题组一　自发过程与自发反应

1.下列关于自发过程的叙述中,正确的是(　　)

A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程

B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程

C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能

D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程

2.下列过程是非自发过程的是(　　)

A.水由高处向低处流

B.天然气的燃烧

C.整齐火柴的散落

D.室温下水结成冰

题组二　反应焓变与反应方向

3.下列过程的方向能用焓判据判断的是(　　)

A.湿的衣服经过晾晒变干

B.硝酸铵溶于水

C.水蒸气凝结成水

D.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0

4.(2020浙江慈溪六校高二上期中)下列说法正确的是(　　)

A.放热反应一定是自发进行的

B.吸热反应一定是非自发进行的

C.自发进行的反应一定容易发生

D.体系混乱度增大有利于反应自发进行

题组三　反应熵变与反应方向

5.下列对熵变的判断中不正确的是(　　)

A.少量的食盐溶于水中:ΔS>0　

B.碳和氧气反应生成CO(g):ΔS>0

C.气态水变成液态水:ΔS>0

D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):ΔS>0

6.碳酸铵[(NH4)2CO3]能自发地分解产生氨气,下列说法正确的是(　　)

A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增加

B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量

C.碳酸铵分解是吸热反应,根据焓判据可知不能自发分解

D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解

7.(2020河南顶级名校高二上月考)下列自发反应可以用熵判据来解释的是(　　)

A.2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1

B.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ·mol-1

C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.3 kJ·mol-1

D.H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1

题组四　化学反应方向的判断

8.(2020陕西宝鸡渭滨高二上期末)以下对影响反应方向因素的判断不正确的是(　　)

A.有时焓变对反应的方向起决定性作用

B.有时熵变对反应的方向起决定性作用

C.焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素

D.任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用

9.(2020河北唐山高二上期末)下列反应中ΔH>0,ΔS>0的是(　　)

A.HCl(g)+NH3(g) NH4Cl(s)

B.高温下能自发进行的反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)

C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)

D.任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)

10.(2020四川成都高二上期末)一定温度下,HF分子容易双聚或多聚:nHF(g) (HF)n(g)　ΔH<0。欲测定HF的相对分子质量,最适合的条件是(　　)

A.低温高压 

B.高温低压

C.低温低压 

D.高温高压

11.(2020吉林长春五校高二上期末联考)化学反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)　ΔH=Q kJ/mol的能量变化如图所示,回答下列问题。

(1)Q　　　　0(填“>”“<”或“=”); 

(2)ΔS　　　　0(填“>”“<”或“=”); 

(3)该反应　　　自发进行(填“能”或“不能”)。深度解析 

能力提升练

题组一　认识焓变、熵变与化学反应方向的关系

1.(2020湖南永州高二上期末,)关于化学反应进行的方向,下列叙述正确的是(　　)

A.ΔH<0,ΔS>0时,反应能自发进行,如金属钠和水的反应

B.放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的

C.自发反应一定是熵增大的反应,非自发反应一定是熵减小的反应

D.同一种物质的熵,固态时最大、液态时次之、气态时最小

2.()在图Ⅰ中A、B两容器里,分别有两种互不反应的理想气体。若将中间活塞打开,如图Ⅱ,两种气体分子立即分散到两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)

A.此过程是从混乱度小的状态向混乱度大的状态变化的过程,即熵增大的过程

B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出

C.此过程是可逆的

D.此过程从有序到无序,混乱度增大

3.(2020福建福州高二上期末,)橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图,在其拉伸过程中放热。25 ℃、101 kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是(　　)

A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)

B.NaOH的溶解

C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)

D.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)

4.(2020天津七校高二上期中联考,)下列说法正确的是(　　)

A.同一物质的固、液、气三种状态的熵递减

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

C.反应CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0,ΔS>0,无论在何种条件下都不可能自发进行

D.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变和熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的依据

题组二　自由能与化学反应的方向

5.(2020四川攀枝花高二上期末,)已知:ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时反应能自发进行,ΔG>0时反应不能自发进行。反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在高温时才能自发进行。下列对该反应的ΔH、ΔS判断正确的是(　　)

A.ΔH>0,ΔS<0 B.ΔH<0,ΔS<0

C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0

6.(2020新疆昌吉教育共同体高二上期末,)下列过程一定不能自发进行的是(　　)

A.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH>0

B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH<0

C.(NH4)2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH>0

D.2CO(g) 2C(s)+O2(g)　ΔH>0

7.(2020湖南长沙高二上期中,)下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　)

A.N2H4(l)+N2O4(l) N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-546.45 kJ·mol-1

B.Mg2Ni(s)+2H2(g) Mg2NiH4(s)　ΔH=-64.4 kJ·mol-1

C.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.4 kJ·mol-1

D.2N2(g)+O2(g) 2N2O(g)　ΔH=+163 kJ·mol-1

8.(2020宁夏育才中学高二上月考,)下列内容与原因或结论不对应的是(　　)

9.()回答下列问题:

(1)有人设想按下列反应除去CO:2CO(g) 2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,该设想能否实现?　　　　(填“能”或“不能”),理由是　 

　　　　　　　　　　。 

(2)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。

将水蒸气通过红热的碳即产生水煤气:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1,该反应在　　　　(填“高于”或“低于”)　　　　K时才能自发进行。 

答案全解全析

基础过关练

1.C　在一定条件下,不用借助外力就可以自动进行的过程为自发过程,所以自发过程也需要特定的条件,A、B项错误;可逆反应在不同的条件下,可以向不同方向自发进行,C项正确;改变条件,可以使非自发过程转变为自发过程,D项错误。

2.D　自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、整齐火柴的散落、室温下冰的融化都是自发过程,其逆向过程都是非自发的。

3.C　湿衣服经过晾晒变干是衣服中的水吸收能量变为水蒸气的过程,不能用焓判据判断;硝酸铵溶于水为熵增加的过程,不能用焓判据判断;水蒸气凝结为水放出热量,可用焓判据判断;CaCO3分解为吸热反应,不能用焓判据判断。

4.D　放热且熵减小的反应,不一定能自发进行,A错误;吸热且熵增加的反应,可能自发进行,B错误;自发进行的反应不一定容易发生,有的需要一定条件,C错误;体系混乱度增大,熵增加,有利于反应自发进行,D正确。

5.C　食盐溶于水是典型的熵增过程;2C(s)+O2(g) 2CO(g),反应后气体的物质的量增大,为熵增加的反应;气态水变成液态水,体系混乱度减小,为熵减小的过程;CaCO3(s)的分解产生了气体,为熵增加的反应。

6.A　碳酸铵分解是吸热反应,因此不能用焓判据来判断反应的自发性,该反应能够自发进行,是因为生成了易挥发的气体,熵增加,A项正确,B、C项错误;碳酸钠难以分解,D项错误。

7.B　A、C、D三个选项的反应均是熵减小的反应,ΔS<0,只有B项中ΔS>0,是熵增大的自发反应,可用熵判据来解释。

8.D　反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS<0。ΔH<0,ΔS>0,所有温度下反应均能自发进行;ΔH>0,ΔS>0,高温下反应能自发进行;ΔH<0,ΔS<0,低温下反应能自发进行;ΔH>0,ΔS<0,所有温度下反应都不能自发进行。

9.B　反应HCl(g)+NH3(g) NH4Cl(s)的ΔS<0,A错误;2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)的ΔS>0,高温下能自发进行,可知ΔH>0,B正确;2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔS<0,C错误;COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)的ΔS>0,任何温度下均能自发进行,可知ΔH<0,D错误。

10.B　由于存在平衡nHF(g) (HF)n(g),(HF)n的存在会影响HF的相对分子质量的测定,故应采取措施使平衡逆向移动,以减少(HF)n的含量;该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,高温低压有利于平衡逆向移动。

11.答案　(1)<　

(2)>　

(3)能

解析　(1)由图像可知,反应物能量大于生成物的能量,该反应为放热反应,即Q<0。

(2)因为该反应为反应后气体体积增大的反应,所以ΔS>0。

(3)该反应为放热反应,即ΔH<0,又ΔS>0,所以ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行。

反思升华　焓变和熵变都与反应的自发性有关,但又不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。根据ΔH-TΔS判断的只是反应自发进行的可能性,具体的反应实际能否发生,还涉及化学反应速率的问题。

能力提升练

1.A　ΔS>0,ΔH<0,则ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,A正确;放热反应不一定是自发的,吸热反应不一定是非自发的,B错误;反应能否自发进行,由熵变、焓变、温度共同影响,反应自发进行的依据是ΔH-TΔS<0,自发反应不一定是熵增大的反应,C错误;同一种物质的熵与其聚集状态及外界条件有关,一般来说,气态时最大、液态时次之、固态时最小,D错误。

2.C　气体混合后,不可能分开,所以此过程不可逆。

3.D　拉伸过程中放热,则从拉伸状态到收缩状态的焓变为正值,且混乱度增大,熵变为正值,该过程为自发进行。A项,CaCO3分解为吸热反应,熵变为正值,但25 ℃时该过程不能自发进行;B项,NaOH的溶解放热;C项为放热反应;D项为吸热反应,且熵增大,为自发进行的过程。

4.B　同一物质的固、液、气三种状态的熵递增,A错误;该反应的ΔS<0,由ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知,ΔH<0,B正确;反应若能自发进行,应满足ΔH-TΔS<0,ΔH>0,ΔS>0,则在高温下该反应可自发进行,C错误;焓变和熵变均不能单独作为判断反应能否自发进行的依据,D错误。

5.C　由反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)可知,反应后气体的体积增大,则ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS,又ΔG<0反应能自发进行,该反应在较高温度时才能自发进行,则ΔH>0。

6.D　ΔH>0,ΔS>0,在较高温度下可满足ΔH-TΔS<0,即在较高温度下反应能自发进行,A、C不符合题意;ΔH<0,ΔS<0,温度较低时即可满足ΔH-TΔS<0,在较低温度下能自发进行,B不符合题意;ΔH>0,ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS>0,该反应不能自发进行,D符合题意。

7.A　当ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行。N2H4(l)+N2O4(l) N2(g)+2H2O(l)是熵增且放热的反应,在任何温度下都能自发进行,A项正确;Mg2Ni(s)+2H2(g) Mg2NiH4(s)是熵减且放热的反应,在低温下可自发进行,B项错误;CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)是熵增且吸热的反应,在较高温度下可自发进行,C项错误;2N2(g)+O2(g) 2N2O(g)是熵减且吸热的反应,在任何温度下都不能自发进行,D项错误。

8.A　H2O(g)变成H2O(l),体系混乱度减小,则ΔS<0,A错误;常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程,硝酸铵溶解生成自由移动的离子,是熵增大的过程,ΔS>0,B正确;反应的ΔH>0、ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所以该反应不能自发进行,C正确;ΔH=-271 kJ·mol-1,ΔS=+8 J·mol-1·K-1,由ΔH-TΔS<0的反应可自发进行,可知该反应在任何温度下都能自发进行,D正确。

9.答案　(1)不能　该反应的ΔH>0、ΔS<0,任何温度下均不能自发进行

(2)高于　982.0

解析　(1)该反应的ΔH>0、ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,可知ΔG>0,故该设想不能实现。

(2)根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行,ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1=+0.133 7 kJ·mol-1·K-1,解得T>≈982.0 K,温度高于982.0 K时该反应能自发进行。