2.3 化学反应的方向-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练习（人教版）

练 高中化学选择性必修 1 （人教版） 知识点 1 焓判据与化学反应进行的方向 1. 以下自发反应可用焓判据来解释的是 （ ） A. 硝酸铵自发溶于水 B. 2N 2 O 5 （ g ） 4NO 2 （ g ） ＋O 2 （ g ） ΔH＝＋56.7 kJ/mol C. （ NH 4 ） 2 CO 3 （ s ） NH 4 HCO 3 （ s ） ＋NH 3 （ g ） ΔH＝＋74.9 kJ/mol D. 2H 2 （ g ） ＋O 2 （ g ） 2H 2 O （ l ） ΔH＝-571.6 kJ/mol 知识点 2 熵判据与化学反应进行的方向 2. 下列对熵的理解不正确的是 （ ） A. 等量的同种物质气态时熵值最大， 固 态时熵值最小 B. 体系越有序， 熵值越小； 越混乱， 熵 值越大 C. 与外界隔离的体系， 自发过程一定导 致体系的熵减小 D. 25 ℃ 、 1.01×10 5 Pa 时 ， 2N 2 O 5 （ g ） 4NO 2 （ g ） ＋O 2 （ g ） 是熵增加的反应 3. 下列关于焓判据和熵判据的说法中， 不正 确的是 （ ） A. 放热的自发过程可能是熵减小的过程， 吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B. 由焓判据和熵判据组合成的复合判据， 将更适合于所有的过程 C. 在室温下碳酸钙的分解反应不能自发 进行， 但同样是这个吸热反应在较高 温度 （ 1200 K ） 下则能自发进行 D. 放热过程 （ ΔH<0 ） 或熵增加 （ ΔS>0 ） 的过程一定是自发的 知识点 3 复合判据与化学反应进行的 方向 4. 自由能的变化 ΔG=ΔH-TΔS 是判断反应进 行方向的复合判据。 ΔG<0 时， 反应能自 发进行。 已知工业上常利用 CH 4 和 H 2 O 来 制备水煤气， 化学方程式为 CH 4 （ g ） +H 2 O （ g ） CO （ g ） +3H 2 （ g ） ΔH>0 ， 则下列说法 正确的是 （ ） A． ΔS>0 ， 低温下该反应能自发进行 B． ΔS<0 ， 高温下该反应能自发进行 C． ΔS<0 ， 低温下该反应能自发进行 D． ΔS>0 ， 高温下该反应能自发进行 5. 某化学反应在较低温度下自发， 较高温度 下非自发。 下列有关该反应的说法正确的 是 （ ） A. ΔH>0 ， ΔS>0 B. ΔH>0 ， ΔS<0 C. ΔH<0 ， ΔS>0 D. ΔH<0 ， ΔS<0 6. 分析下列反应在任何温度下均能自发进行 的是 （ ） A. 2N 2 （ g ） ＋O 2 （ g ） 2N 2 O （ g ） ΔH＝＋163 kJ · mol -1 第三节 化学反应的方向 基 础 练 习 38 第二章 化学反应速率与化学平衡 练 B. Ag （ s ） ＋ 1 2 Cl 2 （ g ） AgCl （ s ） ΔH＝-127 kJ · mol -1 C. HgO （ s ） Hg （ l ） ＋ 1 2 O 2 （ g ） ΔH＝＋91 kJ · mol -1 D. H 2 O 2 （ l ） 1 2 O 2 （ g ） ＋H 2 O （ l ） ΔH＝-98 kJ · mol -1 7. 以下判断正确的是 （ ） A． CaCO 3 （ s ） CaO （ s ） +CO 2 （ g ） ΔH= +178.5 kJ · mol -1 ， 该反应低温才能自发 B． 通常化学反应的 ΔS 越大， 越有利于反 应自发进行， 所以 ΔS＞0 时反应必能 自发 C． 常温下， 反应 A （ s ） +B （ g ） 2X （ g ）不能 自发进行， 则该反应的 ΔH＞0 D． 化学反应的速率越大， 表明反应的活 化能越小， 故反应进行的程度就越大 提 升 练 习 1. 下列说法不正确的是 （ ） A． 室温下， CaCO 3 （ s ） CaO （ s ） +CO 2 （ g ）不 能自发进行， 说明该反应的 ΔH>0 B． 放热及熵增加的反应， 一定能自发进行 C． 知道了某过程有自发性之后， 则可确 定过程是否一定会发生 D． 已知反应 FeO （ s ） +C （ s ） CO （ g ） +Fe （ s ） ΔH>0 ， 高温下为自发过程， 低温下 为非自发过程 2． 下列有关化学反应方向及其判据的说法中 错误的是 （ ） A． 1 mol H 2 O 在不同状态时的熵值： S （ s ） ＜S （ g ） B． 自发反应的熵一定增大， 非自发反应 的熵一定减小 C． 某些非自发的反应可以通过改变条件 使其成为自发反应 D． 反应 NH 4 HCO 3 （ s ） NH 3 （ g ） +H 2 O （ g ） + CO 2 （ g ） ΔH=+185.57 kJ · mol -1 ， 在高温 下能自发 3. 下列说法正确的是 （ ） A． 2NO （ g ） +2CO （ g ） N 2 （ g ） +2CO 2 （ g ）在常 温下能自发进行， 则该反应的 ΔH>0 B． 反应 NH 3 （ g ） +HCl （ g ） NH 4 Cl （ s ）在室 温下可自发进行， 则该反应的 ΔH<0 C． ΔH-TΔS<0 的反应， 不需要任何条件就 可自发进行 D． 常温下， 反应 C （ s ） +CO 2 （ g ） 2CO （ g ） 不能自发进行， 则该反应的 ΔH<0 4. 在一定条件下， 对于反应 m （ A ） g＋nB （ g ） cC （ g ） ＋dD （ g ）， C 物质的浓度 （ C% ） 与温度、 压强的关系如图所示， 下列判断 正确的是 （ ） A. ΔH<0 ΔS>0 B. ΔH>0 ΔS<0 C. ΔH>0 ΔS>0 D. ΔH<0 ΔS<0 5. 下列说法正确的是 （ ） A. 反应 2Mg （ s ） ＋CO 2 （ g ） C （ s ） ＋2MgO （ s ） C% 1.01×10 5 Pa 1.01×10 6 Pa T O 第 4 题图 39 练 高中化学选择性必修 1 （人教版） 能自发进行， 则该反应的 ΔH<0 B. ΔH<0 、 ΔS<0 的反应在高温条件下能自 发进行 C. 反应 CaCO 3 （ s ） CaO （ s ） ＋CO 2 （ g ） 的 ΔS<0 D. 同一物质的固、 液、 气三种状态的熵 值相同 6. 下列过程均为自发过程的是 （ ） ① 铵盐的溶解 ② 烧碱与盐酸反应 ③Zn 与稀 H 2 SO 4 反应 ④ 氢气在氧气中燃烧 ⑤Mg 在空气中燃烧 ⑥ 铝热反应 ⑦ 墨 水在水中的扩散 ⑧ 电解熔融的氯化钠 A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ②④⑥⑧ D. ①②③④⑤⑥⑦ 7. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等 具有重要意义， 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． 一定温度下， 反应 MgCl 2 （ l ） Mg （ l ） + Cl 2 （ g ）的 ΔH＞0 、 ΔS＞0 C． 常温下， 反应 2Na 2 SO 3 （ s ） +O 2 （ g ） 2Na 2 SO 4 （ s ） 能自发进行， 则 ΔH＞0 D． 在其他外界条件不变的情况下， 汽车 排气管中使用催化剂， 可改变产生尾 气的反应方向 8. 下列说法错误的是 （ ） A． 反应 2CO 2 （ g ） 2CO （ g ） +O 2 （ g ）的 ΔH> 0 ， ΔS>0 ， 在低温下， 该反应不能自发 进行 B． 反应 2NO （ g ） +2CO （ g ） 2CO 2 （ g ） + N 2 （ g ）的 ΔH<0 ， ΔS<0 ， 在低温下， 该 反应能自发进行 C． 反应 CaSO 3 （ s ） CaO （ s ） +CO 2 （ g ）的 ΔH>0 ， ΔS>0 ， 在低温下， 该反应能自 发进行 D． 反应 CaSO 4 （ s ） +CO （ g ） CaO （ s ） +SO 2 （ g ） +CO 2 （ g ）的 ΔH>0 ， ΔS>0 ， 在高温下， 该反应能自发进行 40 高中化学选择性必修 1 （人教版） 动， 二氧化氮浓度减小， 混合气体颜色变浅， 据图分析， b 点开始是压缩注射器的过程， 气体颜色变深， 透光率 变小， c 点后的拐点是拉伸注射器的过程， 气体颜色变 浅， 透光率增大。 c 点后的拐点是拉伸注射器的过程， d 点是平衡向气体体积增大的逆反应方向的移动过程， 所 以 v （逆） ＞v （正）， 故 A 错误； 根据上述分析， 气体颜色 变深， 透光率变小， b 点开始是压缩注射器的过程， 故 B 错误； c 点是压缩注射器后的情况， 二氧化氮和四氧 化二氮的浓度都增大， 故 C 正确； b 点是压缩注射器， 平衡正向移动， c 点是拉伸注射器， 平衡逆向移动， 反 应放热， 导致 T （ b ） ＞T （ c ）， 故 D 错误。 5. D 【解析】 恒温下向乙中通入 z 气体， 平衡逆向 进行， y 的物质的量浓度增大， A 正确； 恒温下向甲中 通入惰性气体， 甲体积增大， 隔板右移， 导致乙体积缩 小， 压强增大， 乙中平衡正向移动， 故 x 、 y 的转化率增 大， B 正确； 绝热条件下向乙中通入 z 气体， 平衡逆向 进行， 逆向是放热反应， 反应器中温度升高， C 正确； 绝热条件下向甲中通入惰性气体， 乙中反应应正向移动， 吸热， 中间隔板是导热的， 导致甲中反应也会移动， c 的物质的量会改变， D 错误。 6. D 【解析】 温度 T 1 时， 加入 KI 固体， I － 浓度增 大， 平衡向正反应方向移动， 故 A 正确； 由图像曲线的 变化趋势可知， 当温度升高时， I － 3 的物质的量浓度减 小， 说明该反应的正反应为放热反应， 即反应 I 2 （ aq ） ＋ I － （ aq ） I － 3 （ aq ） 的 ΔH＜0 ， 故 B 正确； 若反应进行到状 态 d 时， 反应未达到平衡状态， 若反应趋向于平衡， 则 反应向生成 I － 3 的方向移动， 则 v 正 ＞v 逆 ， 故 C 正确； 状 态 a 与状态 b 均为平衡状态， 状态 b 的 I － 3 的物质的量浓 度明显小于状态 a 的 I － 3 的物质的量浓度， 说明由状态 a 转化为状态 b 时， 升高温度平衡逆向移动， 则 I 2 的转化 率降低， 故 D 错误。 第三节 化学反应的方向 基础练习 1. D 【解析】 A 项可用熵判据来解释其自发过程； B 、 C 两项反应后气体体积增大， 其自发过程可用熵判 据来解释； D 项是放热、 熵减反应， 由于反应放热有利 于反应的自发进行， 故可用焓判据来解释。 2. C 【解析】 体系都有从有序自发转变为无序的倾 向， 此过程为熵增加过程， 故 C 错误。 3. D 【解析】 焓判据和熵判据都不全面， 应采用复 合判据 ΔG=ΔH-TΔS ， 对于 CaCO 3 分解的反应是一个 ΔH>0 而 ΔS>0 的反应， 所以只有在较高温度下， ΔG= ΔH-TΔS<0 ， 反应自发进行。 4. D 【解析】 由方程式可知， 该反应是一个熵增的 吸热反应， 则反应 ΔS>0 ， 高温下反应的自由能的变化 ΔG=ΔH-TΔS＜0 ， 能自发进行， 故选 D 。 5. D 【解析】 A 项， ΔH>0 ， ΔS>0 ， 要使 ΔH-TΔS< 0 ， T 值应较大， 即在高温下才能自发进行， 错误； B 项， ΔH>0 ， ΔS<0 ， ΔH-TΔS>0 ， 任何温度下都不能自发 进行， 错误； C 项， ΔH<0 ， ΔS>0 ， ΔH-TΔS<0 一定成 立， 任何温度下都能自发进行 ， 错误 ； D 项 ， ΔH<0 ， ΔS<0 ， 要使 ΔH-TΔS<0 ， T 值应较小， 即在低温下才能 自发进行， 正确。 6. D 【解析】 A 项， ΔH>0 ， ΔS<0 ， 在任何温度下， ΔH-TΔS>0 ， 即任何温度下， 反应都不能自发进行； B 项， ΔH<0 ， ΔS<0 ， 在较低温度下， ΔH-TΔS<0 ， 即反应 温度不能过高； C 项， ΔH>0 ， ΔS>0 ， 若使反应自发进 行， 即 ΔH-TΔS<0 ， 必须提高温度， 即反应只有在较高 温度时能自发进行； D 项， ΔH<0 ， ΔS>0 ， 在任何温度 下， ΔH-TΔS<0 ， 即在任何温度下反应均能自发进行。 7. C 【解析 】 CaCO 3 （ s ） CaO （ s ） +CO 2 （ g ） ΔH= +178.5 kJ · mol -1 ， 该反应 ΔS>0 ， ΔH>0 ， 根据吉布斯自由 能判断该反应高温才能自发， A 错误； 通常化学反应的 ΔS 越大， 越有利于反应自发进行， 但一个反应是否自发 进行还要结合 ΔH 判断， 所以 ΔS＞0 时反应未必能自发， B 错误； 常温下， 反应 A （ s ） +B （ g ） 2X （ g ）不能自发进 行， 即 ΔH-TΔS>0 ， 则 ΔH>TΔS ， 又知 T>0 ， ΔS>0 ， 则 ΔH＞0 ， C 正确； 化学反应的速率越大， 表明反应的活化 分子浓度越大， 活化能决定活化分子能量大小， 反应进 行的程度表示平衡达到的状态， 反应速率决定达到平衡 的时间， D 错误。 提升练习 1. C 2. B 3. B 4. A 【解析】 当 T 不变时， 压强越大， C% 越低， 说 明加压平衡左移， 则 m＋n<c＋d ， 所以 ΔS>0 ； 温度越高， C% 越低， 说明升温， 平衡左移， 逆反应为吸热反应， 则 正反应为放热反应， ΔH<0 。 5. A 【解析】 反应物中有气体， 生成物中没有气体， 则 ΔS<0 ， 若要使反应自发进行， ΔH-TΔS<0 ， 则 ΔH 必 须小于 0 ， A 项正确； 根据 ΔH-TΔS<0 时， 反应能自发 进行， 则 ΔH<0 、 ΔS<0 的反应在高温条件下不能自发进 行， B 项错误； 反应物中无气体， 生成物中有气体， 则 ΔS>0 ， C 项错误； 同一物质不同状态的熵值： 气体 > 液 体 > 固体， D 项错误。 6. D 【解析】 自发过程指在一般条件下能自动发生 的过程， 它包括自发反应。 而电解熔融的氯化钠要在直 流电作用下进行， 不能自发进行。 7. B 【解析】 ΔH＜0 ， ΔS＞0 的反应在任意温度都能 自发进行， 故 A 错误； 一定温度下， 反应 MgCl 2 （ l ） 14 参考答案与解析 Mg （ l ） +Cl 2 （ g ）属于分解反应， 分解反应吸热， ΔH＞0 ， 且该 反应气体物质的量增多， ΔS＞0 ， 故 B 正确； 2Na 2 SO 3 （ s ） +O 2 （ g ） 2Na 2 SO 4 （ s ）， 气体物质的量减少， ΔS<0 ， 且常 温下能自发进行， 则 ΔH<0 ， 故 C 错误； 催化剂不能使 平衡移动， 在其他外界条件不变的情况下， 汽车排气管 中使用催化剂， 不能改变产生尾气的反应方向， 故 D 错误。 8. C 第四节 化学反应的调控 基础练习 1. D 【解析】 催化剂不影响平衡移动， 所以加入催 化剂使反应速率加快， 平衡不移动， 故 A 错误； 合成氨 工厂通常采用高压 （ 20～50 MPa ） 条件使催化剂的活性 高， 而高温不利于平衡的正向移动， 高压有利用平衡向 正反应方向移动， 可提高氨的产率， 故 B 错误； 平衡混 合气体是用冷水冷却， 而不是用水吸收， 故 C 错误； 增 大反应物浓度， 正、 逆反应的速率都加快， 但对 v 正 影响 更大， 故 D 正确。 2. B 【解析】 工业上合成氨的生产中采用 400～500 ℃ 的高温， 原因之一是考虑催化剂的活性， 其二是为了提 高反应速率， 缩短达到平衡的时间； 采用 30～50 MPa 的 压强， 是为了保证较高的反应速率和较高的产率， 以及 从设备的耐压程度来考虑的。 3. C 【解析】 由于存在平衡 2NO 2 （ g ） N 2 O 4 （ g ）， N 2 O 4 的存在会影响二氧化氮的相对分子质量测定， 故应采取 措施使平衡向左移动， 减小 N 2 O 4 的含量， 该反应正反应 是体积减小的放热反应， 减小压强平衡向逆反应移动， 升高温度平衡向逆反应移动， 故应采取高温低压的条件。 4. D 【解析】 工业合成氨的反应为 N 2 +3H 2 2NH 3 ， 反应是放热反应， 高温、 高压的反应条件， 均可加快正 反应速率， 高压加快反应速率， 有利于平衡正向进行， 提高 NH 3 的产率， 但高温有利于平衡逆向进行， NH 3 的 产率降低， 故 A 错误； 硫酸工业中， 为了提高 SO 3 的吸 收效率， 在吸收塔内用 98.3% 的浓 H 2 SO 4 作为吸收剂， 避免形成酸雾影响吸收， 故 B 错误； 氯化铝是共价化合 物， 熔融时不会电离出离子， 不能用电解方法生成金属 铝， 工业上是用电解熔融的氧化铝来冶炼金属铝， 故 C 错误； 阳离子交换膜有一种特殊的性质， 即它只允许阳 离子通过， 而阻止阴离子和气体通过， 也就是说只允许 Na + 通过， 而 Cl - 、 OH - 和气体则不能通过， 这样既能防 止阴极产生的 H 2 和阳极产生的 Cl 2 相混合而引起爆炸， 又能避免 Cl 2 和 NaOH 溶液作用生成 NaClO 而影响烧碱 的质量， 故 D 正确。 5. D 【解析】 催化剂可降低反应的活化能， 增大活 化分子百分数， 可增大反应速率， 故 A 正确； 增大压 强， 气体浓度增大， 单位体积活化分子数目增多， 反应 速率增大， 故 B 正确； v （正） ＝v （逆）， 物质的浓度、 质 量等不变， 说明达到反应限度， 为平衡状态， 故 C 正 确； 反应为可逆反应， 则转化率不可能达到 100% ， 故 D 错误。 6. D 【解析】 可逆反应存在限度， CO 不可能完全转 化， 故 A 正确； 平衡时各组分的含量不变， 尾气中 CO 的比例不变， 反应到达平衡状态， 故 B 正确； 尾气中 CO 的比例不变， 反应到达平衡状态， 正、 逆速率相等， 故 C 正确； 增加高炉的高度， 使 CO 与铁矿石充分接触， 但尾气中 CO 的比例不变， 说明不是 CO 与铁矿石接触 不充分导致， 可逆反应存在限度， 反应物不能完全转化， 故 D 错误。 7. A 【解析】 增加氮气的量， 氮气浓度增大， 平衡 向正向移动， 氢气的转化率增大， 故 A 正确； 正反应为 放热反应， 升高温度， 平衡逆向移动， 不利于增大产量， 温度不能太高， 故 B 错误； 氨气的沸点比水低， 采用冷 水降温的方法不能将合成混合气体中的氨气液化， 故 C 错误； 与哈伯法合成氨工艺相比较， 催化剂不同， 且在 常压下进行， 故 D 错误。 8. D 【解析】 合成氨生产中将 NH 3 液化分离， 提高 N 2 、 H 2 的转化率， 但是会减慢反应速率， 故 A 错误； 由 于硫酸不宜较多地贮存， 它的运输成本要比开采成本高 出许多， 所以硫酸厂址的选择主要是考虑到硫酸的消费 问题， 即应靠近硫酸消费中心， 但由于环保问题， 硫酸 厂的厂址也不适宜建在人群稠密的居民区和环保要求比 较高的地区， 故 B 错误； 由于 2SO 2 （ g ） +O 2 （ g ） 2SO 3 （ g ）， 平衡在常压条件下转化率很高， 加压对二氧化硫的转化 率提高不大， 且加压需要设备的要求更高， 故 C 错误； 生产硫酸的工艺中由于放热反应会释放出大量的热能， 所以可以对冷水进行加热等对外输出能量的综合利用。 9. D 10. C 提升练习 1. D 【解析】 提高化学反应的限度， 可使更多的反 应物转化为生成物， 提高产品的产量， 提高原料的利用 率， 但不一定提高化学反应速率。 2. B 【解析】 硫酸工业中在接触室发生了二氧化硫 的催化氧化， 采用循环操作可提高二氧化硫的利用率， 故 A 错误； 氯碱工业中涉及反应为非可逆反应， 进行程 度比较彻底， 不需要采用循环操作， 故 B 正确； 硝酸工 业中涉及合成氨， 合成氨生产中产生了氨气， 采用循环 操作可提高 N 2 、 H 2 的转化率， 故 C 错误； 合成氨生产 中产生了氨气， 采用循环操作可提高 N 2 、 H 2 的转化率， 故 D 错误。 15