2.3化学反应的方向同步练习题2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

2.3化学反应的方向同步练习题 一、选择题 1．下列关于化学反应方向的研究与判断，正确的是 A．化学反应能否发生无需判据，只需实验检验即可 B．反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)常温下能自发发生 C．反应CO(g) = C(石墨，s)+O2(g) (△H =110.5kJ·mol-1△S = -89.36 J·mol-1·K-1)能自发发生 D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向其决定性作用 2．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D．1mol干冰 3．已知反应 的反应机理如下： ①(快) ②(慢) ③(快)； 下列有关说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．总反应速率取决于② C．和是该反应的催化剂 D．加压活化分子数和活化分子百分数都增大 4．下列说法不正确的是 A．、的反应在任何温度下都能自发进行 B．对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，固态物质的熵值通常最小 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不可单独作为反应自发性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可改变化学反应自发进行的方向 5．将与晶体混合后搅拌，会闻到刺激性气味且体系温度降低。下列对该反应的说法不正确的是 A．该反应的熵变明显增大 B．该反应的 C．该反应在理论上可以设计成原电池 D．该反应在常温下能自发进行 6．硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800—2000℃时，用碳单质还原的方法制取单质硅。涉及反应的相关数据如表所示。下列相关说法正确的是 反应 △H/(kJ•mol-1) △S/(J•K-1•mol-1) 反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) 687.27 359.04 反应(2)：SiO2(s)+C(s)=Si(s)+CO2(g) 514.85 183.35 A．反应(1)可证明Si的还原性大于C B．生活中利用单晶硅良好的导光性能做光导纤维 C．工业生产条件下反应(2)无法自发进行发生 D．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=-172.42kJ·mol-1 7．针对反应，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 8．关于恒容密闭容器进行的反应C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，下列说法正确的是 A．ΔS<0 B．熵值越大，体系的混乱度越小 C．该反应为熵增反应 D．同一物质三态的熵值大小关系为S(g)<S(s)<S(1) 二、填空题 9．相关规律 (1)ΔH____0，ΔS____0的反应，任何温度下都能自发进行。 (2)ΔH____0，ΔS____0的反应任何温度下都不能自发进行。 (3)ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，____对反应的方向起决定性作用。 ①当ΔH<0，ΔS<0时，____下反应能自发进行。 ②当ΔH>0，ΔS>0时，____下反应能自发进行。 (4)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 ①常温下的放热反应，____对反应方向起决定性作用。 ②常温下的吸热反应，____对反应方向起决定性作用。 10．已知丙烷的燃烧热；正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热。 (1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式_______。 (2)根据以上信息判断物质的稳定性：正丁烷_______异丁烷。(填“>”或“＜”或“=”) (3)选择合适的催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的_______(填“>”或“＜”，下同)0，_______0，在低温下，该反应_______(填“能”或“不能”)自发进行。 11．汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一。已知： ①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH1 ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH2 ③CO2(g)CO(g)+O2(g)ΔH3 ④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH4 请完成以下问题： (1)根据图，该反应在___(填“高温”“低温”或“任意温度”)下有利于该反应正向自发。 (2)图表示反应④的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。 ①W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为：___(用W、Y、Z表示)，X、Y、Z三点，CO的转化率由大到小的顺序是___(用X、Y、Z表示)。 ②T1℃时，在1L密闭容器中，0.1molCO和0.1molNO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02mol/L，则此温度下平衡常数K=___(算出数值)。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L，要使反应向正方向进行，a的取值范围为___。 12．化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)可用焓变和嫡变来判断化学反应进行的方向，下列都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反应后嫡增的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)一种分解海水制氢气的方法为。如图为该反应的能量变化示意图，使用催化剂后，图中A点将___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。 (3)已知： ②部分化学键的键能数据如表： 化学键 x c d 由此计算x=___________。(用含a、c、d的代数式表示) (4)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态过氧化氢。将16g液态肼和足量，混合完全反应，生成氮气和水蒸气，放出320.9kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)，则该反应的热化学方程式为___________。 13．举出几种日常生活中常见的由于熵增而使其过程自发进行的实例___________。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．自发反应需要一定的条件，通过实验不一定能判断反应是否能自发进行，故A错误； B．反应NaHCO3(s) + NaHSO4(aq)=Na2SO4(aq) + CO2↑(g) + H2O(l)的熵变△S>0，该反应是放热反应则△H<0，由自发进行的判据△G=△H-T△S<0，则该反应常温下能自发发生，故B正确； C．△H=110.5kJ/mol，△S=-89.36 J/(mol•K)，任何温度下△G=△H -T△S =110.5kJ/mol-T×(-89.36×10-3KJ/(mol•K))＞0，反应一定不能自发进行，故C错误； D．如△H＞0，△S＞0，高温下反应能自发进行，低温下不能自发进行，温度可能对反应的方向起决定性作用，故D错误； 故选：B。 2．B 解析：A．相同物质的量的同种物质，气态的熵比液态的熵大，则物质的熵：，故A错误； B．气体的物质的量越大，熵越大，则物质的熵：，故B正确； C．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于液态，则物质的熵：，故C错误； D．相同物质的量的同种物质，固态的熵小于气态，则物质的熵：1mol干冰，故D错误； 故选B。 3．B 解析：A．该反应，气体分子总数减少则，若使，则该反应在低温下才能自发进行，故A错误； B．总反应速率由速率慢的历程②决定，故B正确； C．已知反应 的反应机理如下：①② ③，所以反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，故C错误； D．加压可以增大活化分子数，但活化分子百分数不变，故D错误； 故选B。 4．D 解析：A．根据，、时，在任何温度下都满足，故A正确； B．对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，气态混乱度最大，熵值最大，液态次之，固态混乱度最小，熵值最小，故B正确； C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不可单独作为反应自发性的判据，具有局限性，应该用复合判据，进行判断，故C正确； D．使用催化剂可改变化学反应速率，不能改变化学反应的方向，不影响平衡的移动，故D错误； 故选D。 5．C 解析：A．会闻到刺激性气味说明反应固体反应生成气体，反应熵变增大，A正确； B．体系温度降低，说明温度降低，反应为吸热反应，焓变大于零，B正确； C．自发的氧化还原反应可以设计成原电池，该反应不是氧化还原反应，在理论上不可以设计成原电池，C错误； D．由题干可知，该反应在常温下能自发进行，D正确； 故选C。 6．C 解析：A．反应(1)：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)，C元素化合价升高，C做还原剂，Si做还原产物，由还原剂的还原性比还原产物的强，则C的还原性大于Si，A错误； B．单晶硅是良好的半导体材料，SiO2具有导光性能做光导纤维，B错误； C．反应若要自发进行，即∆G=∆H-T∆S<0，对反应(2) ∆G=514.85-T×183.35×10-3<0，T>2800K，则反应(2)在工业1800—2000℃生产条件下无法自发进行发生，C正确； D．由盖斯定律，反应(1)-反应(2)得到C(s)+CO2(g)=2CO(g) ，△H=687.27-514.85=+172.42kJ·mol-1，D错误； 故选：C。 7．C 解析：C燃烧生成CO为放热反应，则反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) 为吸热反应，，且该反应为熵减反应，，则，即在任何温度下都不能自发进行，故选C。 8．C 解析：A．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，ΔS>0，A错误； B．熵值越大，体系混乱度就越大，B错误； C．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，C正确； D． 同一物质三态的滴值大小关系为S(g)>S(1)>S(s)，D错误； 故选C。 二、填空题 9．(1) < > (2) > < (3) 温度 高温 低温 (4) 焓变 熵变 解析：略 10．(1) (2)＜ (3) > > 不能 解析：（1）丙烷的燃烧热，丙烷燃烧热的热化学方程式 ； （2）正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热，正丁烷的能量不异丁烷高，能量越低越稳定，故稳定性正丁烷<异丁烷； （3）由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，>0，根据化学方程式可知,反应后气体的化学计量数之和增加，>0，故低温下>0，反应不能自发进行。 11． 低温 W＞Y=Z Z＞Y＞X K=1600 a＞0.01 解析：(1)图象分析，反应是放热反应，反应的焓变ΔH=E1-E2=145kJ/mol-890kJ/mol=-745kJ/mol，热化学方程式为：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH4=-745kJ/mol；反应是放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0，低温下ΔH-TΔS＜0，有利于该反应正向自发，故答案为：低温； (2)①图象分析，反应物NO、CO的起始物质的量比一定，反应是放热反应，温度越高平衡逆向进行，二氧化碳体积分数减小，平衡常数减小，T1＞T2，由于Y、Z温度相同，故W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为：W＞Y=Z；温度一定，随反应物NO、CO的起始物质的量比增大，X→Y反应正向进行，一氧化碳的转化率X＜Y，Y→Z平衡正向进行，一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率，则Y＜Z，X、Y、Z三点，CO的转化率的从大到小的顺序Z＞Y＞X，故答案为：W＞Y=Z；Z＞Y＞X； ②T1℃时，在1L密闭容器中，0.1molCO和0.1molNO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02mol/L，则 则此温度下平衡常数K==1600，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L，要使反应向正方向进行，应满足Q＜K=1600，Q=＜1600，解得a＞0.01，故答案为：1600；a＞0.01。 12．(1)C (2)降低 (3) (4) 解析：（1）A. 为放热反应，A错误； B. ，燃烧为放热反应，B错误； C. 分解为吸热反应，且产生气体，熵增，C正确； D. ，中和反应为放热反应，D错误。 故选C。 （2）催化剂降低活化能，使A点降低。 （3），，。 （4）16g 物质的量为：，与足量，混合完全反应，生成氮气和水蒸气，放出320.9kJ的热量，1mol液态完全反应的热化学方程式为： 13．冰雪熔化、乙醇的挥发、碘升华、NaCl溶于水、墨汁在水中的扩散等 解析：熵增指体系混乱程度增大的过程，日常生活中常见的熵增过程有：①物质熔化、汽化、挥发、升华等过程，如冰雪熔化、乙醇的挥发、碘升华等；②物质的溶解、扩散等，如NaCl溶于水、墨汁在水中的扩散；故此处填：冰雪熔化、乙醇的挥发、碘升华、NaCl溶于水、墨汁在水中的扩散等。 学科网（北京）股份有限公司 $$