专题03 化学反应的方向-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编（上海专用）

专题03 化学反应的方向 内容概览 考点01 化学反应的自发过程 考点02 焓变与熵变对反应方向的共同影响 考点01 化学反应的自发过程 1．一种合金M催化BH3NH3水解释氢的反应机理如图所示。下列说法不正确的是 A．总反应△S>O B．加入NaOH可制得更纯的H2 C．若反应中生成2g H2，转移电子2mol D．若将H2O换成D2O则可释放出HD 2．下列说法正确的是 A．反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH>0 B．Si＋2Cl2SiCl4，此反应符合原子经济学，原子利用率100% C．在稀溶液中有：H+(aq)＋OH- (aq)=H2O(l)  ΔH =-57.3 kJ·mol-1。结论：将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O(l)，则放出57.3 kJ的能量 D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH =-801.3 kJ·mol-1。结论：CH4的燃烧热为801.3 kJ·mol-1 3．造纸工业常用SO2作漂白剂；食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但国家对使用范围和用量作了规定，例如SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L。硫酸是重要的化工原料，工业上以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2，烧渣主要成分为Fe2O3)为主要原料生产硫酸的主要流程如下：    下列说法正确的是 A．硫黄具有强氧化性，可用于杀菌 B．葡萄酒中SO2的最大物质的量浓度是0.002mol·L-1 C．100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g D．反应2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0 4．下列过程属非自发的是 A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 5．合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是 A．一定条件下，反应能自发进行的原因是 B． C．合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率 D．合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大反应速率 6．合成氨工业在20世纪初期形成，随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。工业合成氨的简易流程如下： (1)已知氨气溶于水是一个自发过程，推测的焓变______0。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法判断 (2)通过循环Ⅰ可以利用的物质是______。 A．催化剂 B．只有 C．只有 D．和 (3)结合速率、平衡、成本这三个因素，阐述合成氨采用20MPa~50MPa的原因： 。 7．自发反应 (1)自发反应：在 下，具有 的化学反应。 (2)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。 ③ΔH 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。 8．自发反应 (1)在一定条件下能 的反应。 (2)特点： 具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定 的。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 9．自发过程 (1)自发过程是在一定条件下， 而自发进行的过程。 (2)特点： ①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或者 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向。 10．反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。(_______) 11．常温下，反应可自发进行。(_______) 12．下列叙述正确的是 A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应一定能自发进行 B．若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3kJ C．若C(石墨，s)C(金刚石，s)  H>0，则金刚石比石墨稳定 D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，则H1>H2 考点02 焓变与熵变对反应方向的共同影响 13．可作火箭推进剂，已知：　。下列说法正确的是 A．该反应常温下为自发反应 B．的燃烧热是 C．该反应生成物比反应物总能量高 D．若生成液态水释放的能量减少 14．汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成无毒无害的气体：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  ΔH<0，下列叙述正确的是 A．尾气中的NO主要来自于汽油的不完全燃烧 B．在高温下有利于该反应自发进行 C．若反应速率分别用v(CO)、v(N2)表示，则2v(CO)=v(N2) D．添加催化剂可使反应物中活化分子的百分数增大，因而加快反应速率 15．下列说法正确的是 A．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”所涉及的反应是吸热反应 B．任何熵增的反应都一定是自发反应 C．使用催化剂能增加活化分子的百分数从而增大化学反应的速率 D．“以醋制铜生绿”所涉及的是析氢腐蚀 16．下列说法正确的是 A．放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B．电解水为自发反应 C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＞0 D．W(s)+xG(g)=2Q(g)    △H＜0，能自发进行，x可能等于1 17．下列说法正确的是 A．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= +185.57kJ•mol−1，能自发进行，原因是△S>0 B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 C．常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 D．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 18．以下三个反应均可获取O2： ①光催化分解水制氧气：2H2O（l）＝2H2（g）＋O2（g）        ΔH1＝+571.6 kJ·mol—1 ②过氧化氢分解制氧气：2H2O2（l）＝2H2O（l）＋O2（g）  ΔH2＝－196.4 kJ·mol—1 ③一氧化氮分解制氧气：2NO（g）＝N2（g）＋O2（g）     ΔH3＝－180.5 kJ·mol—1 由此得出的有关推断正确的是 A．①是热能转化为光能的反应 B．③在常温下一定可以实际发生 C．①在高温下可以自发进行 D．①、②都是熵减少的反应 19．利用甲烷和二氧化碳共转化催化亦可获得更多产品，反应历程如图所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 键能() 413 497 462 351 348 已知产物为气态根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式： ，该反应的自发条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。 20．按要求完成下列问题。 (1)汽油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)，已知反应的△H>0，判断该设想能否实现 (填“能”或“不能”)，并简述原因 。 (2)甲烷的烧热△H = - 890.3kJ/mol，写出甲烷的燃烧热的热化学方程式： 。 21．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应： ① CH4(g)→C(s)+2H2(g)，②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据： ①反应的ΔH(298 K)=+74.848 kJ/mol，ΔS(298 K)=+80.674 J/(mol·K) ②反应的ΔH(298 K)=+376.426 kJ/mol，ΔS(298 K)=+220.211 J/(mol·K) 已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题： (1)反应①属于 (填“高温”或“低温”)自发反应。 (2)判断反应①自发进行是由 (填“焓变”或“熵变”)决定的。 (3)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行。 。 (4)求算制取炭黑的允许温度范围： 。 (5)为了提高甲烷的炭化程度，你认为下面四个温度中最合适的是 (填字母)。 A．905.2 K B．927 K C．1 273 K D．2 000 K 22．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应，在低温时自发进行。(____) 23．回答下列问题： (1)汽油燃油不完全燃烧时产生CO，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，简述该设想能否实现的依据： 。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是 (填字母)。 a.CO(g)=C(s)＋O2(g)                 b.2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)     d.MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g) (3)用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应，化学方程式为N2＋3H22NH3。已知，在常温下，1 g H2完全转化为NH3放出的热量为15.4 kJ。请写出该反应的热化学方程式： ，已知上述氨的合成反应的ΔS=-198.2 J· mol-1·K-1，则其在常温下 (填“ 能”或“不能”)自发进行。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学反应的方向 内容概览 考点01 化学反应的自发过程 考点02 焓变与熵变对反应方向的共同影响 考点01 化学反应的自发过程 1．一种合金M催化BH3NH3水解释氢的反应机理如图所示。下列说法不正确的是 A．总反应△S>O B．加入NaOH可制得更纯的H2 C．若反应中生成2g H2，转移电子2mol D．若将H2O换成D2O则可释放出HD 【答案】B 【解析】A．由图可知总反应为：，所以总反应△S>O，故A正确； B．加入氢氧化钠和铵根离子反应有利于整个反应向右进行，但同时有氨气生成，从而制得的氢气中混有氨气，故B错误； C．由总反应可知，生成2g H2，转移电子2mol，故C正确； D．根据机理图可知，参加反应的两个水分中只有一个氢原子转化为氨根离子，其余三个氢原子和BH3中的氢原子结合生成H2，若将水换成D2O，则可释放出HD同时生成NH3D+，故D正确； 故答案为：B。 2．下列说法正确的是 A．反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH>0 B．Si＋2Cl2SiCl4，此反应符合原子经济学，原子利用率100% C．在稀溶液中有：H+(aq)＋OH- (aq)=H2O(l)  ΔH =-57.3 kJ·mol-1。结论：将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O(l)，则放出57.3 kJ的能量 D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH =-801.3 kJ·mol-1。结论：CH4的燃烧热为801.3 kJ·mol-1 【答案】B 【解析】A．反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)的ΔS＜0，而反应在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0，A不正确； B．Si＋2Cl2SiCl4为化合反应，反应物中各元素全部进入产品中，则此反应符合原子经济学，原子利用率100%，B正确； C．一水合氨为弱碱，电离时需要吸收热量，则将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O(l)，则放出热量小于57.3 kJ，C不正确； D．在反应CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH =-801.3 kJ·mol-1中，H2O呈气态，不符合燃烧热的测定要求，则CH4的燃烧热数值大于801.3 kJ·mol-1，D不正确； 故选B。 3．造纸工业常用SO2作漂白剂；食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但国家对使用范围和用量作了规定，例如SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L。硫酸是重要的化工原料，工业上以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2，烧渣主要成分为Fe2O3)为主要原料生产硫酸的主要流程如下：    下列说法正确的是 A．硫黄具有强氧化性，可用于杀菌 B．葡萄酒中SO2的最大物质的量浓度是0.002mol·L-1 C．100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g D．反应2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0 【答案】D 【解析】A．硫黄可用于杀菌主要原因在于硫磺对细菌表面的有机膜有很强的破坏作用，A错误； B．SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L，从而求出浓度为，B错误； C．100g98%浓硫酸吸收SO3涉及的化学方程式有，100g98%浓硫酸中含硫酸98g，含水2g，与硫酸反应得到的H2SO4·SO3质量为，由水反应得到的H2SO4·SO3质量为，故100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g+19.78g=197.78g，C错误； D．反应2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0，D正确。 故选D。 4．下列过程属非自发的是 A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 【答案】B 【解析】A． 自然界中水由高处向低处流是自发过程，故A不符合； B． 室温下冰的融化是自发过程，其逆向室温下水结成冰是非自发的，故B符合； C． 气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程，故C不符合； D． 煤气的燃烧是自发过程，故D不符合； 故选B。 5．合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能、。下列说法正确的是 A．一定条件下，反应能自发进行的原因是 B． C．合成氨使用催化剂是为了提高反应物的平衡转化率 D．合成氨使用高温的目的是提高反应物的平衡转化率，使用高压的目的是增大反应速率 【答案】B 【解析】A．根据能量与反应过程图和化学方程式可知，该反应是熵减且放热的反应，因此该反应能自发进行的原因是，A项错误； B．，得到，B项正确； C．催化剂不会改变反应物的平衡转化率，C项错误； D．该反应是放热反应，高温会降低反应物的平衡转化率，D项错误； 答案选B。 6．合成氨工业在20世纪初期形成，随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。工业合成氨的简易流程如下： (1)已知氨气溶于水是一个自发过程，推测的焓变______0。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法判断 (2)通过循环Ⅰ可以利用的物质是______。 A．催化剂 B．只有 C．只有 D．和 (3)结合速率、平衡、成本这三个因素，阐述合成氨采用20MPa~50MPa的原因： 。 【答案】(1)B (2)D (3)压强越大越有利于氨气的合成（加快反应速率，平衡正向移动），但考虑到压强增大后对设备的要求也提高，故采用20MPa~50MPa 【解析】（1）熵增、焓减的反应有利于自发进行， 的熵减，已知氨气溶于水是一个自发过程，则焓变小于0，故选B； （2）N2 和H2在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氨气，这是一个可逆反应，可逆反应不会反应完全，两种反应物都会有剩余，与产物氨气分离之后可通过循环Ⅰ循环使用，答案选D； （3）增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，合成氨采用20MPa~50MPa的原因：压强越大越有利于氨气的合成(加快反应速率，平衡正向移动)，但考虑到压强增大后对设备的要求也提高，故采用20MPa~50MPa。 7．自发反应 (1)自发反应：在 下，具有 的化学反应。 (2)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。 ③ΔH 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。 【答案】(1) 一定条件 方向性 (2) 放热 吸热 < 反应焓变 【解析】（1）自发反应：在一定条件下，‌具有方向性的化学反应。‌ （2）焓判据：放热反应，ΔH<0，在反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。①多数自发进行的化学反应是放热反应，②但也有不少吸热反应能自发进行，③因此，ΔH<0，有利于反应自发进行，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 8．自发反应 (1)在一定条件下能 的反应。 (2)特点： 具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定 的。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 【答案】(1)自动进行 (2) 方向性 不能自发进行 【解析】（1）在一定条件（如温度、光照、催化剂、压强等）下，无需借助外力，能自动进行的反应称为自发反应； （2）自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件（如温度、光照、催化剂、压强等）下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的。 9．自发过程 (1)自发过程是在一定条件下， 而自发进行的过程。 (2)特点： ①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或者 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向。 【答案】(1)不借助外力 (2) 能量较高 能量较低 释放 有序 无序 【解析】（1）自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程，如水从高处流向低处，自由落体运动等，故答案为不借助外力； （2）①体系趋向于从能量高状态转变为能量低的状态(体系会对外部做功或者释放热量)；故答案为能量高；能量低；释放； ②在密闭容器条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向；故答案为有序；无序。 10．反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。(_______) 【答案】正确 【解析】反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，故⑤正确。 11．常温下，反应可自发进行。(_______) 【答案】正确 【解析】中的反应为放热反应，常温下可自发进行，故④正确； 12．下列叙述正确的是 A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应一定能自发进行 B．若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3kJ C．若C(石墨，s)C(金刚石，s)  H>0，则金刚石比石墨稳定 D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，则H1>H2 【答案】B 【解析】A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应属于放热反应，但不一定能自发进行，比如木炭的燃烧，要在一定的条件下才能自发进行，故A错误； B．CH3COOH属于弱电解质，存在电离平衡，且电离过程吸热，若将1mol CH3COOH的稀溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合，则放出的热量小于57.3kJ，故B正确； C．若C(石墨，s)C(金刚石，s)  H>0，即石墨的能量比金刚石的能量低，则石墨比金刚石稳定，故C错误； D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，C完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，但焓变是负值，则ΔH1＜ΔH2，故D错误； 答案选B。 考点02 焓变与熵变对反应方向的共同影响 13．可作火箭推进剂，已知：　。下列说法正确的是 A．该反应常温下为自发反应 B．的燃烧热是 C．该反应生成物比反应物总能量高 D．若生成液态水释放的能量减少 【答案】A 【解析】A．根据△G=△H-T△S<0可以自发进行，该反应的△H<0，△S>0，判断出该反应在任何温度下都能自发进行，A正确； B．的燃烧热是1molN2H4完全燃烧生成N2和液态水释放的热量，B错误； C．放热反应是生成物比反应物总能量低，C错误； D．水由气态到液态释放能量，若生成液态水释放的能量增加，D错误； 答案选A。 14．汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成无毒无害的气体：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  ΔH<0，下列叙述正确的是 A．尾气中的NO主要来自于汽油的不完全燃烧 B．在高温下有利于该反应自发进行 C．若反应速率分别用v(CO)、v(N2)表示，则2v(CO)=v(N2) D．添加催化剂可使反应物中活化分子的百分数增大，因而加快反应速率 【答案】D 【解析】A．尾气中的CO主要来自于汽油的不完全燃烧，汽车尾气中的NO主要来源于汽车气缸中氮气和O2在高温下反应生成的，故A错误； B．该反应中ΔH＜0，ΔS＜0，如果该反应能自发进行，则ΔH-TΔS＜0，在低温下有利于该反应自发进行，故B错误； C．同一反应中，不同物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以若反应速率分别用v(CO)、v(N2)表示，则v(CO)=2v(N2)，故C错误； D．催化剂能降低反应所需活化能，使部分非活化分子转化为活化分子，所以活化分子百分数增大，化学反应速率加快，故D正确； 故选：D。 15．下列说法正确的是 A．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”所涉及的反应是吸热反应 B．任何熵增的反应都一定是自发反应 C．使用催化剂能增加活化分子的百分数从而增大化学反应的速率 D．“以醋制铜生绿”所涉及的是析氢腐蚀 【答案】C 【解析】A．“爆竹声中一岁除”中体现的是燃烧反应，为放热反应，A错误； B．当反应的ΔG＜0，反应能够自发进行，根据可得，对于熵增的反应，若该反应ΔH>0，则高温下才能自发进行，若ΔH<0，则任何条件下均能自发进行，B错误； C．催化剂通过改变反应的途径进而降低反应的活化能，能够增加活化分子的百分数和单位体积内活化分子的浓度，加快反应速率，C正确； D．“以醋制铜生绿”说明铜合金在电解质环境下与氧气、二氧化碳发生反应生成铜绿，总反应式为，负极反应式为，正极反应式为说明发生的电化学反应为吸氧腐蚀，而不是析氢腐蚀，D错误； 故选C。 16．下列说法正确的是 A．放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B．电解水为自发反应 C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＞0 D．W(s)+xG(g)=2Q(g)    △H＜0，能自发进行，x可能等于1 【答案】D 【解析】A．大多数放热反应能自发进行，有些吸热反应也能自发进行，故A错误； B．电解水是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发反应，故B错误； C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，故C错误； D．反应，若为1，，该反应一定能自发进行，故D正确； 故选D。 17．下列说法正确的是 A．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= +185.57kJ•mol−1，能自发进行，原因是△S>0 B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 C．常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 D．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 【答案】A 【解析】A．该反应的△H＞0，反应自发进行，则△H-T△S＜0，故△S＞0，故A正确； B．催化剂只能影响反应速率，不影响平衡移动，所以催化剂不能改变反应方向，故B错误； C．△G=△H-T△S＜0时反应自发进行，吸热、熵增大的反应高温下也能够自发进行，故C错误； D．反应自发与否决定于焓变和熵变两方面因素，△G=△H-T△S＜0时反应自发进行，故D错误； 故答案选A。 18．以下三个反应均可获取O2： ①光催化分解水制氧气：2H2O（l）＝2H2（g）＋O2（g）        ΔH1＝+571.6 kJ·mol—1 ②过氧化氢分解制氧气：2H2O2（l）＝2H2O（l）＋O2（g）  ΔH2＝－196.4 kJ·mol—1 ③一氧化氮分解制氧气：2NO（g）＝N2（g）＋O2（g）     ΔH3＝－180.5 kJ·mol—1 由此得出的有关推断正确的是 A．①是热能转化为光能的反应 B．③在常温下一定可以实际发生 C．①在高温下可以自发进行 D．①、②都是熵减少的反应 【答案】C 【解析】A．①是光能转化为化学能的反应，选项A错误； B．反应③ΔH3<0，∆S=0，根据ΔH-T∆S<0，该反应常温能自发，但是反应缓慢，需要加入催化剂，选项B错误； C．反应①ΔH1>0，∆S>0，根据ΔH-T∆S<0,该反应高温下可以自发进行，选项C正确； D．反应①∆S>0，反应②∆S>0，选项D错误； 答案选C。 19．利用甲烷和二氧化碳共转化催化亦可获得更多产品，反应历程如图所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 键能() 413 497 462 351 348 已知产物为气态根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式： ，该反应的自发条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。 【答案】 低温 【解析】根据反应历程可知，该反应是由二氧化碳和甲烷合成乙酸的反应，该反应的=反应物的键能之和-生成物的键能之和，则反应物的总键能为，生成物的总键能为，则该催化反应的热化学方程式为 ；根据该反应能自发进行，其中，，则该反应的自发条件是低温，故答案为 ；低温。 20．按要求完成下列问题。 (1)汽油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)，已知反应的△H>0，判断该设想能否实现 (填“能”或“不能”)，并简述原因 。 (2)甲烷的烧热△H = - 890.3kJ/mol，写出甲烷的燃烧热的热化学方程式： 。 【答案】(1) 不能 因为该反应的△H＞0，△S＜0，所以△G＞0，为非自发反应 (2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1 【解析】（1）2CO(g)=2C(s)+O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应，根据G=△H-T•△S，G＞0，不能自发进行，故答案为：不能；因为该反应的△H＞0，△S＜0，所以△G＞0，为非自发反应； （2）1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物放出的热量即燃烧热，所以1mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳的燃烧热热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1。 21．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应： ① CH4(g)→C(s)+2H2(g)，②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据： ①反应的ΔH(298 K)=+74.848 kJ/mol，ΔS(298 K)=+80.674 J/(mol·K) ②反应的ΔH(298 K)=+376.426 kJ/mol，ΔS(298 K)=+220.211 J/(mol·K) 已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题： (1)反应①属于 (填“高温”或“低温”)自发反应。 (2)判断反应①自发进行是由 (填“焓变”或“熵变”)决定的。 (3)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行。 。 (4)求算制取炭黑的允许温度范围： 。 (5)为了提高甲烷的炭化程度，你认为下面四个温度中最合适的是 (填字母)。 A．905.2 K B．927 K C．1 273 K D．2 000 K 【答案】(1)高温 (2)熵变 (3)ΔH-TΔS=74.848 kJ/mol-80.674×10-3 kJ/(mol·K)×298 K≈50.807 kJ/mol>0，所以反应①在常温下不能自发进行 (4)927.8~1 709.4 K (5)C 【分析】ΔG=ΔH-TΔS<0，反应可以自发进行，以此解题。 (1) 由于用天然气制取炭黑的反应是一个吸热、熵增的反应，只有在高温下才会有ΔH-TΔS<0，反应正向自发进行，所以反应①在高温时能自发进行； (2) 因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定； (3) ΔH-TΔS=74.848 kJ/mol-80.674×10-3 kJ/(mol·K)×298 K≈50.807 kJ/mol>0，所以反应①在常温下不能自发进行； (4) 天然气裂解为炭黑时，ΔH-TΔS=74.848 kJ/mol-80.674×10-3 kJ/(mol·K)×T<0，得T>927.8 K，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。天然气裂解为乙炔时，ΔH-TΔS=376.426 kJ/mol-220.211×10-3 kJ/(mol·K)×T<0，得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时天然气会自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度需控制在927.8~1 709.4 K之间； (5) 根据上一问中计算出的温度范围，可知C项符合题意。 22．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应，在低温时自发进行。(____) 【答案】正确 【解析】反应的自发性可以通过判断其自由能变化（ΔG）来判断。当ΔG小于0时，反应可以自发进行。对于工业合成氨反应，其标准自由能变化ΔG小于0，这意味着在标准状态下，该反应可以自发进行，故正确。 23．回答下列问题： (1)汽油燃油不完全燃烧时产生CO，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，简述该设想能否实现的依据： 。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是 (填字母)。 a.CO(g)=C(s)＋O2(g)                 b.2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)     d.MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g) (3)用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应，化学方程式为N2＋3H22NH3。已知，在常温下，1 g H2完全转化为NH3放出的热量为15.4 kJ。请写出该反应的热化学方程式： ，已知上述氨的合成反应的ΔS=-198.2 J· mol-1·K-1，则其在常温下 (填“ 能”或“不能”)自发进行。 【答案】(1)该反应是ΔH>0，ΔS＜0的反应，任何温度下均不能自发进行 (2)a (3) N2(g) ＋3H2(g) ⇌2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ·mol-1 能 【解析】（1）该反应ΔH>0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-T·ΔS，ΔG>0，故不能实现该反应； （2）a、b、c、d的ΔH>0，b、c、d反应的ΔS>0，ΔH-TΔS＜0时，反应才能自发进行。a的ΔS＜0，ΔH-TΔS>0，所以在高温时该反应不能自发进行； （3）ΔH-TΔS=-92.4 kJ· mol-1-298 K×(-0.198 2 kJ·mol-1·K-1)<0，所以常温下该反应可以自发进行。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$