2.3化学反应的方向 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）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．以NaCl为原料，可制取Na、Na2O2、NaOH和Na2CO3等。Na2CO3，可用侯氏制碱法制取，主要涉及如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列说法正确的是 A．该反应的ΔS>0 B．该反应的平衡常数可表示为 C．其他条件相同，增大，H2转化率减小 D．使用催化剂能降低该反应的焓变 2．对于可逆反应，下列说法错误的是 A．当时，该反应达到平衡状态 B．该反应在一定条件下能自发进行，则 C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态 D．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的，转化率将减小 3．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是 A．ΔH>0、ΔS<0的反应在任何温度下都不能自发进行 B．2NaHCO3(s)=Na2CO3+H2O(g)+CO2(g) ΔH>0，该反应加热时能自发进行，原因反应的熵增大 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据 D．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应 4．丙烯腈(C3H3N)是制备腈纶的单体。一种制备丙烯腈反应的热化学方程式为C3H6(g)+NH3(g)+O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．该反应的△S＜0 B．该反应的平衡常数K= C．其他条件相同，增大压强有利于提高丙烯腈的平衡产率 D．该反应每消耗1.5molO2，转移电子的物质的量为3mol 5．下列说法正确的是 A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B．因为焓变和熵变都与反应自发性有关，因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据 C．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变 6．下列反应在较高温度下才能自发进行的是 A．ΔH＜0 ΔS＜0 B．ΔH＜0 ΔS＞0 C．ΔH＞0 ΔS＜0 D．ΔH＞0 ΔS＞0 7．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。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．此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，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．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程是自发可逆的 8．下列说法中正确的是( ) A．选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故化学反应速率增大 B．反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0，在低温时能自发进行 C．增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡常数K值增大 D．H＋和OH－的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成 二、填空题 9．实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：。判断该反应的自发性并说明理由___________。 10．自发反应与吸热反应、放热反应的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是____反应。 (2)不少____反应也能自发进行。 (3)ΔH____0，有利于反应自发进行，但不能仅用____来判断反应能否自发进行。 11．②在一定温度范围内催化剂活性较大，超过温度范围，催化剂活性降低，由图可知迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率增大；上升阶段缓慢主要是温度上高引起的NOx的去除反应速率增大但催化剂活性降低。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：△H＜0，△S＜0。 (1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是___________ A．因为△H＜0，所以该反应一定能自发进行 B．因为△S＜0，所以该反应一定不能自发进行 C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率 D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的△H (2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________ a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b．v正(N2)=v逆(H2) c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变 12．回答下列问题： (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：，该反应的∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为。反应在常温下能够自发进行，则反应的∆H______(填“>”或“<”)0。 (3)已知在、时石灰石分解反应的、。常温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 13．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气的想法。2NO(g)+2CO(g)= 2CO2(g)+N2(g) (1)已知在298K、100kPa下，△H =-746.8 kJ·mol-1，△S=-197.5 J·mol-1·K-1，请你判断该反应在室温下能否自发进行？简要写出推断的依据_______。 (2)T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中进行反应，保持温度和体积不变，反应过程(0~15min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。 ①写出该反应的平衡常数表达式K=_______； ②15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是_______(填字母)。 A．增大CO浓度 B．升温 C．加入催化剂 D．减小容器体积 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．根据气体物质的化学计量数分析，该反应的ΔS<0，A项错误； B．该反应的平衡常数可表示为，B项错误； C．其他条件相同，增大，氮气的转化率提高，H2转化率减小，C项正确； D．使用催化剂不能改变反应的焓变，可以影响活化能，D项错误。 故选C。 2．D 解析：A．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，所以当时，该反应达到平衡状态，故A正确； B． ，该反应在一定条件下能自发进行，说明在一定条件下，则，故B正确； C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，说明浓度不变，则该反应达到平衡状态，故C正确； D．正反应气体系数和减小，恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的，相当于加压，转化率将增大，故D错误； 选D。 3．D 【分析】根据自发反应的判据焓变和熵变进行判断，利用吉布斯自由能与零的关系进行判断； 解析：A．ΔH>0、ΔS<0的反应满足△H﹣T△S>0，该反应在任何温度都不能自发进行，A正确； B．2NaHCO3(s)＝Na2CO3+H2O(g)+CO2(g)的△H＞0、△S＞0，反应加热能自发进行，说明△H﹣T△S＜0，则该反应能自发进行是因为体系的熵增大，B正确； C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，△H﹣T△S＜0为判断反应进行的综合判据，则焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，C正确； D．非自发反应在一定条件下可进行，如饱和食盐水电解时生成氯气和氢气，反应能否自发进行与反应的速率大小无关，有些反应能自发进行，其反应速率很小，如金属的腐蚀，D错误； 故选答案D； 【点睛】此题考查反应方向的判断；注意温度T始终是大于零的。 4．B 解析：A．该反应为气体分子数增加的反应，△S>0，A错误； B．反应的平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比值，该反应的平衡常数K=，B正确； C．反应为气体分子数增加的反应，增大压强平衡逆向移动，丙烯腈产率降低，C错误； D．氧元素与0价变为-2价，O2~4e-，该反应每消耗1.5molO2，转移电子的物质的量为6mol，D错误； 故选B。 5．C 解析：A．ΔG=ΔH-TΔS，△H＜0，△S＞0的反应ΔG恒小于0，说明任何温度下该反应均能自发进行，描述错误，故A错误； B．焓变和熵变都与反应的自发性有关，ΔG＝ΔH-TΔS为判断反应自发性的判据，焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，故B错误； C ．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1的ΔS>0，ΔH>0，反应能自发进行，应满足ΔH-TΔS＜0，因此该反应能自发进行的原因是熵增效应大于焓增效应，故C正确； D．根据勒夏特列原理可知，化学反应的限度可以通过改变条件而改变，故D错误； 故答案为：C。 6．D 解析：A．ΔH＜0、ΔS＜0，则较低温度下可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故A不符合题意； B．ΔH＜0、ΔS＞0，则任何温度下都可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故B不符合题意； C．ΔH＞0，ΔS＜0，则任何温度下都不能满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应无法自发进行，故C不符合题意； D．ΔH＞0，ΔS＞0，则较高温度下可以满足ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，故D符合题意； 综上所述答案为D。 7．D 解析：A．由图可看出，此过程气体分子由有序变为混乱，为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程，A正确； B．由题意知ΔH=0，B正确； C．由图可看出，此过程从有序到无序，混乱度增大，C正确； D．ΔS>0，由ΔH-TΔS＜0知，该过程的逆过程不能自发进行，D错误； 答案选D。 8．D 解析：A. 选用适当的催化剂，可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，使更多分子成为活化分子，有效碰撞频率增大，反应速率增大，分子运动并没有加快，A项错误； B. 石灰石分解反应的ΔH>0，ΔS>0，根据ΔH-TΔS<0的判断依据可知，该反应在高温时能自发进行，B项错误； C. 平衡常数K值只随温度的变化而变化，若增大压强，则平衡常数不变，C项错误； D. 酸和碱反应不需要其它外界条件就能发生，说明它们已经处于活化状态，因此活化能接近0，D项正确； 答案选D。 二、填空题 9．任何温度下都能自发，是因为 解析：根据反应可知， ，所以，故该反应在任何温度下都能自发进行。故为：任何温度下都能自发，是因为。 10．(1)放热 (2)吸热 (3) < 反应焓变 解析：略 11． ABCD c 解析：(1)A．反应自发进行需要根据△H-T△S＜0判断，只靠△H判断不准确，故A错误； B．根据△H-T△S＜0判断反应的自发性，只靠△S判断不准确，故B错误； C．该反应为放热反应，高温不利于反应物的转化，在高温下进行，是为了加快反应速率，故C错误； D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能，催化剂不能改变反应的△H，故D错误； 故答案为：ABCD； (2)a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2不能说明各组分含量保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a不选； b．3v正(N2)=v逆(H2)，反应达到平衡，则v正(N2)=v逆(H2)没有达到平衡状态，故b不选； c．该反应前后气体分子数发生变化，恒容容器内压强保持不变，说明各组分含量保持不变，反应达到平衡，故c选； d．混合气体总质量不变，恒容容器中气体的体积不变，则气体的密度始终保持不变，混合气体的密度保持不变，不能说明反应达到平衡，故d不选； 故答案为：c。 12．(1) > > 不能 (2)< (3)不能 解析：（1）由于在中燃烧生成为放热反应，则二氧化碳分解生成和氧气的反应为吸热反应，；根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，；故低温下，反应不能自发进行； （2）时反应自发进行，通过化学方程式可知常温下，常温下反应能够自发进行，则； （3）根据时反应自发进行，已知，，则常温下不能自发进行。 13．(1)能，△G=△H-T•△S=-746.8 kJ·mol-1+298 K×197.5×10-3kJ·mol-1·K-1=-687.945 kJ/mol＜0，故反应能自发进行 (2) AD 解析：（1）因△G=△H-T•△S=-746.8 kJ·mol-1+298 K×197.5×10-3kJ·mol-1·K-1=-687.945 kJ/mol＜0，故反应能自发进行。 （2）①该反应为2NO(g)+2CO(g)= 2CO2(g)+N2(g)，则平衡常数表达式K=； ②从图中可以看出，15min时，改变外界反应条件，导致n(NO)减小。 A．增大CO浓度。平衡正向移动，n(NO)减小，A符合题意； B．升温，平衡逆向移动，n(NO)增大，B不符合题意； C．加入催化剂，平衡不发生移动，n(NO)不变，C不符合题意； D．减小容器体积，相当于加压，平衡正向移动，n(NO)减小，D符合题意； 故选AD。 学科网（北京）股份有限公司 $$