2.3 化学反应的方向-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019)

第三节 化学反应的方向 白题基础过关练 限时：15min 知识点1自发过程与自发反应 1.(2024·浙江嘉兴高二月考)下列关于自发过 程的叙述正确的是 ( 图2 A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过 理想气体的自发混合 程才是自发过程 A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发 方向变化的过程，即嫡增大的过程 过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收 C.能自发进行的反应一定是放热反应 或放出 D.焓变小于零而熵变大于零的反应肯定是自 C.此过程从有序到无序，混乱度增大 发的 D.此过程是自发可逆的 知识点2反应焓变与反应方向 知识点4化学反应方向的判断 2.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是 5.生产合成气的反应：C(s)+H0(g) ( C0(g)+H,(g)在高温时才能正向自发进行。 A.化学反应的焓变与其反应的方向无关 下列对该反应过程的△H、△S判断正确的是 B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行 A.△H>0,△S<0 B.△H<0,△S<0 D.焓变为负值的反应都能自发进行 C.△H>0,△S>0 D.△H<0,△S>0 3.下列自发反应可用焓判据来解释的是( ) 6.在化学反应A(g)+B(g)一2C(g)+D(g) A.氢氧化钡和氯化铵的反应 △H=QkJ·mol过程中的能量变化如图所 B.2N20,(g)—4N02(g)+02(g) 示，回答下列问题。 △H=+56.7kJ·mol 能 C.(NH)CO(s)=NHHCO(s)+NH3(g) A(g)+B(g) △H=+74.9kJ·mo1 D.2H2(g)+02(g)—2H20(I) 2C(gH+Dig) 反应让程 △H=-285.8kJ·mo- 知识点3反应熵变与反应方向 (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 4.(2023·浙江杭州高二月考)在图1中的A、B (2)嫡变△S 0(填“>”“<”或“=”)。 两容器中，分别收集着两种互不作用的理想 (3)该反应 (填“能”或“不能”)自 气体。若将中间活塞打开（如图2所示），两 发进行。 种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是 (4)升高温度，平衡常数K (填“增 一个不伴随能量变化的自发过程。下列关于 大”“减小”或“不变”)，平衡向 (填 此过程的说法不正确的是 “正反应”或“逆反应”)方向移动」 第二章黑白题057 黑题应用提优烟 限时：20mim 1.下列说法错误的是 ( 关系如图所示。下列说法错误的是 A.冰在室温下自动融化成水，是熵增的过程 dGkJ·mol B.常温下，Ba(OH)2·8H,0+2NH4Cl -200 BaCl2+2NH,↑+10H,0即可自发进行的 -400 -600 主要原因是该反应为嫡增的过程 273 983 哌 C.△H>0的反应在高温下均可自发进行 D.△H<0且△S>0的反应在较低温度下可自 A.反应②2C0(g)+02(g）一2C02(g)的 发进行 △S<0,△H<0 2.一定条件下，向云层中撒干冰，可增大云层的 B.983K是两个反应主次趋势变化的转折点 降水概率，缓解地面的旱情。下列反应的焓 C.I,对应反应① 变、熵变以及自发性与干冰在云层中的变化 D.当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产 相符的是 ( 物以反应②生成C0,为主 A.2H,(g)+02(g)=2H20(1) 5.已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发 B.2H,02(aq)=2H20(1)+02(g) 生如下两个裂解反应：①CH(g) C.Zn(s)+H,S0.(aq)—ZnS0,(aq)+H2(g） C(s)+2H2(g),②2CH4(g)=C,H2(g)+ D.Ba (OH)2.8H,O (s)+2NHCI (s)= 3H,(g)。某同学为了得到用天然气制取炭 BaCl,(s)+2NH3(g)+10H2O(I) 黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得 3.（2024·安徽六安高二期中)二氧化碳的捕捉 到如下热力学数据： 与封存是实现温室气体减排的重要途径之 反应①的△H(298K)=+74.848kJ·mol, 一，也是未来实现低碳经济转型的重要环节。 4S(298K)=+80.674J·(mal·K) 些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉” 反应2的△H(298K)=+376.426kJ·mol, 空气中的C0,(如图所示)。下列说法中正确 4S(298K)=+220.211J·(mol·K) 的是 ( 已知，上述反应的焓变和嫡变随温度变化很 C0,含 小。请帮助这位同学回答下列问题： C(0,含 量高的口 量低的 空气 (1)反应①在 (填“高温”或“低 空气 行琥一 步琥” 温”)下能自发进行 利用太阳能将反应器 刺用太阳能将反应器加热到 加熟到400℃.Ca0与 900℃，释放高求度C02用 C0,反应产生CaC0 于工业成各小苏打等产品 (2)反应①能否自发进行是由 (填 A.步骤一中生成CaC0,的反应为吸热反应 “焓变”或“熵变”)决定的 B.步骤一中反应的△S>0 (3)制取炭黑的允许温度范围是 C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应 (4)为了提高甲烷的碳化程度，下列温度最合 D.步骤二的反应能否自发进行与温度有关 适的是 (填字母)。 4.焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+ A.905.2K B.927K 0,(g)—2C0(g);反应②：2C0(g)+02(g) C.1273K D.2000K =2C0,(g),反应①、②的反应趋势与温度 进阶突破拔高练PO吧 选择性必修第一册，RJ黑白题058围的平衡逆向移动，C0的物质的量分数也会增大，也就是说，温度升 动，B错误：从等效平衡的角度考虑，T℃时，在相同容器中，若由 高，C0的产量变大，则C0在含碳产物中的物质的量分数增大，故符 0.4ml·L.1A0.4ml·L.1B和0,2mol·L1C反应，完全等数于 合这个规律的是曲线n,B错误：由图可知，温度在150℃时有利于反 0.5md·LA.0.7mwl·L1B反应.则会达到相同的平衡状态，所 应I进行，CH,O川的含量高，有利于提高CHOH的产率，但并不是 以达到平衡后.C的浓度仍为0.4d·L1,C正确：由图（Ⅱ）可知 温度越低越好，因为温度太低反应速率太慢，C错误：根据题意设起 T>了，升高温度B的体积分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方 始量4(C02)=1mol,n(H2)=3mol,平衡时甲醇和C0的物质的量 向移动.则A的转化率诚小，D错误。 相等，设CH,0H的物质的量为x,则C0的物质的量也为x,20℃时 6.D解析：化学平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，甲」 C02的转化率为25%.则平衡时C02的物质的量为0.75m©l,根据腰 乙两容器的反应温度相同.平衡常数相等，A错误：若打开活塞K,相 守恒：0.75ol+2x=1dl.解得x=0.125l.根据氧守恒.水的物质 当于等压条件.与原来的乙等效.故反应后总体积为2.6L×2=5.21. 的量为2ml-0.75mo×2-0.125ml-0.125mol=0.25.mol,根据氢守 所以达平衡时乙容器的体积为5,2L-2L=3.2L,B错误：由于反应 恒，氢气的物质的量为3x2-0.125×4-0.25×2 物A与B是按照1：2通人的，且二者的转化率相等，所以这个过程 2 l=2.5mol.则反应后 中A与B的体积分数之比恒为1：2，不能判断反应是否达到平衡状 总的物质的量为0.75mol+0.125mml+0.125ol+2.5mol+0.25mml= 态，C错误：乙变成恒压，达平衡时，乙的体积为2.6L,平衡时混合物 3.75ml,则平衡体系中H的体积分数为25m 的物质的量之和为开始时的1.3倍，利用三段式计算得平衡时A的 3.75 -×100%=66.7%, 物质的量为0.55l:甲保持恒容，相当于达到平衡状态后再进行加 D正确 压，平衡将逆向移动.A的转化率减小，所以平衡时甲容器中A的物 第二节 强化提优练 质的量大于0.55l.D正确。 7.(1)④(2)逆反应方向<(3)①<②T前反应未达到平衡， 黑题 阶段复习维 随着温度升高，反应速率加快，0的转化率增大③。 题号123456 解析：(1)①容器中S02,02、S0,共存只能说明是可逆反应，不能说 答案CC DD C D 明反应达到平衡：②单位时间内生成2mlSO,的同时清耗 1.C解析：大量饮水不会导致NaU增多，也就不会增大痛风病发作 2@lS0、,说明三氧化硫消耗和二氧化硫生成速率相等，由化学方 的可能性，C错误。 程式知消耗三氧化硫和生成二氧化硫的速率无论是否平衡都会相 2.C解析：2NO2一一N,0,是放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO, 等，不能据此判断反应是否平衡：3该反应前后气体分子总数发生变 浓度增大，颜色加深，故在热水中比冷水中颜色深，此处是平衡的移 化，反应容器中压强不随时间变化，说明反应物和生成物浓度雏持不 动，能用勒夏特列原理解释，A项不符合题意：加压瞬间NO2浓度增 变，反应达到平衡：④该反应中有热量变化，容器中温度恒定不变说 大.颜色加深，后平衡正向移动.向生成N,0:方向移动，N02浓度减 明放出和吸收的热量相等，反应达到平衡：⑤反应是否平衡和物质的 小，故颜色又变浅，B项不符合题意：(g)+H,(g)一一2H(g),两 浓度没有关系，容器中S02,02,S0,的物质的量之比为2：1：2，不 边气体化学计量数之和相等，加压平衡不移动，此处颜色加深是因 能说明反应达到平衡。(2)该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆 为加压体积缩小.碘单质的浓度增大了，与平衡移动无关，C项符合 反应方向移动，k正，k运为速率常数，只与温度有关，温度升高，正< 题意：NH,(g)+H0一NH1·H20一NH1+OH,加氢氧化钠周 国，浓度不变，则k增大的倍数<k增大的倍数。(3)通过图形 体就是增加OH的浓度，化学平衡向左移动，释放出NH,D项不符 可知T时C0转化率最大，反应达到平衡，T,到T,转化率增大的原 合题意：答案选C 因是温度升高反应速常加快，T,到T,转化率降低的原因是平衡逆 3.D解析：Ni是周体，增加N的物质的量，平衡不移动，C0的转化率 向移动，所以该反应是放热反应△H<0:②由图可知，了3前反应中C0 不变，A错误：平衡常数贝与温度有关，25℃达到平衡时，增大压强 的转化率随温度升高而增大，原因是T前反应未达到平衡，随着温 (体积变小)，值不变，B错误：恒温恒压充人N,容器体积变大，相 度升高，反应速率加快，N0的转化率增大：③已知©点时容器内的压 当于诚压，平衡逆向移动，C错误：80℃达到平衡时，升高温度， 强为严，该反应达到平衡，一氧化碳转化率为50% (正)，（递）均增大，平衡常数藏小，可知平衡向逆反应方向移动， C0(g)+2H2(g)=CH,0H(g) D正确 起始浓度(·1.1) 4.D解析：根据题表数据可知，在相同的压强下，升高温度，A的转化 变化浓度(l·L,-1)0.5 0.5 率降低，说明升高温度，平衡递向移动，所以该反应的正反应为放热 平衡浓度(l·L.1)0.5 0.5 反应。该反应的正反应为气体体积减小的反应，在相同的温度下，增 0.5 大压强，A的转化率增大，则内>P1=升高温度，A的转化率降低，化 P(CH,OH) 4 K。= 学反应速率增大，所以500℃时先达到平衡，A正确：压强一定时，升 (C0)xp(H)2 0.5 高温度，平衡逆向移动，C的百分含量减小，温度一定时，增大压强， 4 平衡正向移动，C的百分含量增大，B正确：升高温度，，"送均增 第三节 化学反应的方向 大，但吸热反应方向增大的程度大，即”整>”正，所以平衡逆向移 动，经过一段时间后反应达到新的平衡，C正确；增大压强，至，速均 基过关 增大，但：正>烂，平衡正向移动，最终达到新的平衡状态，D错误 题号 4 5.C解析：由图(I)可知.A和B的物质的量浓度诚小，C的物质的量 浓度增加，则A、B为反应物，G为生成物，由反应的浓度的变化量之 答案DC DD C 比等于化学计量数之比可得：△(A):△r(B):△c(C)=02wd·L.-1: 1.D解析：自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，A错误：高温 0.6ml·1-:0.4m·L.-=1:3:2,则反应的化学方程式为 条件下△H-T△S<0的反应也能自发进行，则需要加热才能进行的过 A(g)+3B(g)一2C(g)。由图（Ⅱ）可知T,>T,升高温度B的体积 程可能是自发过程，B错误：高温条件下，格变大于零，嫡变大于零的 分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则 反应的△H-T△S小于0，反应能自发进行，C错误：格变小于零而嫡 K,<K2,A错误：(41+10)in时，保持容器总压强不变，通人稀有气 变大于零的放热反应，任何条件下反应的△H-T1S都小于0，反应能 体.体积增大，相当于减压，气体分压减小，则平衡向逆反应方向移 自发进行，D正确 选择性必修第一册·RJ黑白题22 2.C解析：常变是与化学反应进行的方向有关的因素之一，但不是决4C解析：生成物气体化学计量数之和小于反应物气体化学计量数 定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应方向的培 之和，所以△S<0,则-T△S>0,根据△G=△H-T△S.因为能满足△G<0. 变的数值相等，但是符号（变化趋势）相反，故A,B项错误：△H>0. 所以△H<0,A正确：△G越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时 说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确：燎变只表示 两反应的△G相等，之后两反应的△G大小关系发生变化，则反应主 化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性， 次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确：反 D项错误 应①的△S>0,则-△S<0,△G和T成反比，所以斜率小于0,3对应反 3。D解析：氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应，反应能够白发进行 应①，C错误：当温度低于983K时，4的△G更小，所以以反应②为 是因为其嫡值增加，主要是嫡判据.故A错误：2N205(g) 主，产物以C02为主，D正确 5.(1)高温(2)嫡变(3)927.8-1709,4k(4)C 4N0,(g)+0(g)△H=+56.7kJ·m'.反应格变大于0.为吸热反 解析：(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的馆增反应，只有在 应，该反应的嫡值增加，反应能够自发进行是因为其嫡值增加，主要 高温下才会有AH-T△S<0,所以反应①在高温下能自发进行 是饰判据，故B错误；(NH,)2CO,(s)一NH,HC0,(s)+NH,(g) (2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行：面嫡增有利于反应的 △H=+74.9k·,反应为吸热反应，该反应的痛值增加，反应能 自发进行，所以反应①能否自发进行由镝变决定。(3)天然气裂解 够自发进行是因为其熵值增加，主要是熵判据，故C错误：2H,(g)+ 为炭黑时.△H-TAS=74.88k·ml-80.674x103kJ·(d·K)1×T< 02(g)—2H0(1)4H=-285.8kJ·mm.该反应值诚小，反 0.得T>927.8K,即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K:天然 应为放热反应，反应能够白发进行是因为其格变小于0，主要是常判 气裂解为乙块时.△H-TAS=376.426kJ·ml1-220.211× 据，故D正确。 103kJ·(m·K)×T<0,得T>1709.4K,即温度高于1709.4K 4.D解析：根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两 时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气，所以要制取炭黑，温度需控制 个容器中“可知，该过程为混乱程度增大，由有序到无序的过程.即 在9278-1709.4K之间。(4)根据(3)，为了提高甲烷的碳化程度 箭增大的过程，故A正确：根据题意“中间活塞打开，两种气体分了 最合适的温度选C项。 逐渐都扩散到两个容器中，这是一个不伴有能量变化的自发过程"” 第四节 化学反应的调控 可知，该过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出，故B正确： 根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中“ 白题 基础过关海 可知，该过程为由有序到无序的过程，属于嫡增加，混乱程度增大的 题号1 2 5 过程.故C正确：由题意知该过程中△H=0,△S>0,所以△H-T△S<0, 答案ABCC 可知该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，即该过程不是自 发可逆的，故D错误 1.A解析：适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氨气的平 5.C解析：根据热化学方程式可知，该反应气体体积增加，混乱度增 衡转化率，A正确：合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高.反应 大，即△S>0,该反应高温下能正向自发进行，根据4G=△H-TAS<0 速率加快，但合成氨的转化率降低，B错误：铁触蝶是催化剂，能使氯 气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改 可白发进行，推出△H>0。故选C。 变平衡转化率，C错误：将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利 四归纳总结 于提高氨的产率，D错误 △H<0且△S>0的化学反应在任何蓝度下都能自发进行，AH<0 2.B解析：合成氨的反应是气体体积减小的、放热的可逆反应。①净 且△S<0的化学反应能在低温条件下自发进行，△>0且△S>0的化 化干燥的目的是减少副反应的发生，提高产物的纯度，不能提高原 学反应能在高温条件下自发进行，△H>0且△S<0的化学反应不能 料转化率，故不符合：②增大压强.平衡向正反应方向移动.可提高 自发进行。 原料的转化率，故符合题意：③催化剂只改变反应速率，不影响平衡 状态，不能提高原料转化率，故不符合：④把生成物氨气及时分离出 6.(1)<(2)>(3)能(4)减小逆反应 来，可以促使平衡向正反应方向移动，提高原料转化率，故符合题 解析：(1)根据图像可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总 意：⑤通过氮气和氢气的所环使用，可以提高原料的利用率，故符合 能量，则Q<0。(2)该反应中，反应物气体分子数小于生成物气体分 题意：即②45正确：答案选B。 子数.则嫡变45>0。(3)该反应为嫡增的放热反应，一定能自发进 3.(1)0.08mol·L·mim175%(2)c(3)否> 行。(4)对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。 解析：T℃时，若在容积为2L的密闭但容容器中充人0.8mN,(g) 黑题 应用提优练 和16mlH(g),5min后达到平衡，测得N2的浓度为0,2ml·L1,则此 段时间内消耗0.4ml氨气，根据反应方程式可知，反应消耗 题号12 3 0.8 mol 答案cDDc 1.2H2,生成0.8n氨气。(1)反应速常e(NH1)= 2 Lx5 min 1.C解析：反应能否自发进行需通过培判据和嫡判据进行综合分析。 0.08mL·min',h,的转化率为2m 100%=75%。(2)已 1.6 mol △H>0且△S<0的反应在任何温度下均不能自发进行，C错误 0.8 3 2。D解析：干冰在云层中的变化是一个篇增，吸热，能自发进行的变 2 化。A项是嫡诚、放热，能自发进行的变化，不符合题意，错误：B项 知300℃时K=0.86.T℃时K= 1.6-1.2 13=100,正反应放 是嫡增、放热，能自发进行的变化，不符合题意：C项是嫡增，放热，能 0.2× 2 自发进行的变化.不符合题意：D项是嫡增、吸热，能自发进行的变 热，温度越高平衡常数越小，反应温度T<300。(3)若向平衡后的体 化，符合题意 系中同时加人1.2wlN2,1,6mlH、1.2mlNH2,Q 3.D解析：Ca0和C02反应为放热反应.A错误：步一中反应为C0 0.8+1.212 和C02化合生成CaC03,为嫡减的反应，4S<0,B错误：步骤一和步 2 骤二的条件不同，所以不互为可逆反应，C错误：步骤二的反应为 =1.25<K=100,该反应没有达到平 0.4+1.21 1.6-1.2+1.6 CaC0,高温Ca0+C0,1,为熵增的吸热反应，若要使△G=△1-TAS< 2 2 0,则高温有利于自发进行，D正确 衡状态，反应正向进行，此时正>地 正本参考答案黑白题23