2.3 化学反应的速率 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一2.3 化学反应的速率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0 2．下列变化过程属于熵增的是 A．N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) B．NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l) C．C(s) + CO2(g) =2CO(g) D．NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 3．有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤气燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于自发反应的是 A．①②③ B．②③④ C．①③④⑤ D．①②⑤ 4．下列过程是非自发的是 A．水由高处向低处流 B．氯气和溴化钾溶液的反应 C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 5．下列说法错误的是 A．一定温度下，反应MgCl2(l) Mg(l)+ Cl2(g)的△H＞0，△S＞0 B．△H＜0，△S＞0的反应在温度低时不能自发进行 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．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加的方向转变的倾向 6．已知反应2C(s)＋O2(g) ===2CO(g)的ΔH<0，ΔS>0。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(　　) A．低温下才能自发进行 B．高温下才能自发进行 C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 7．工业上制备金属钾的反应为KCl＋NaNaCl＋K，该反应为吸热反应，反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示，下列说法错误的是 物质 熔点/℃ 沸点/℃ Na 97.8 883 K 63.7 774 NaCl 801.0 1413 KCl 770 1500 A．Na比K活泼 B．该反应的△H＞0 C．该反应的△S＞0 D．该条件下△H-T△S＜0 8．AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是 A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 9．某密闭容器中，在高温条件下，有利于自发进行的反应是 A．     B．     C．     D．     10．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． 11．下列关于焓判据和熵判据的说法不正确的是 A．放热的自发反应可能是熵减小的反应，吸热的自发反应一定为熵增加的反应 B．放热反应()或熵增加()的反应一定能自发进行 C．室温下，碳酸钙的分解反应不能自发进行，但该反应在较高温度(1200K)下能自发进行 D．由焓判据和熵判据组合成的复合判据，能更准确地判断反应进行的方向 12．下列对化学反应预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A 它一定是非自发反应 B ，自发反应 x可以等于3 C 能自发反应 一定小于0 D 常温下，自发进行 A．A B．B C．C D．D 13．下列过程的方向可用焓判据判断的是 A．硝酸铵溶于水 B． C． D． 14．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点 C．L1对应反应① D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 15．煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反应I) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反应II)下列有关说法正确的是 A．提高反应体系的温度，能降低该反应体系中SO2生成量 B．反应II在较低的温度下可自发进行 C．用生石灰固硫的反应为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3，则△H3>△H2 D．由反应I和反应II可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变 二、填空题 16．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ (1)冰融化 (2)水蒸气冷凝 (3)蔗糖溶解在水中 (4) 17．与混合，在一定条件下反应合成尿素：  ，该反应在一定条件下能自发进行的原因是 ；若该反应一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。 a.与的浓度相等    b.容器中气体的压强不再改变 c.    d.容器中混合气体的密度不再改变 18．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之亦然。 (1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s)，T=980K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980K时，估计ΔH-TΔS 0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980K时，估计ΔH-TΔS 0。 (2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)=SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15K)=-94.0kJ/mol，ΔS(298.15K)=-75.8J/(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是 。 (3)化学反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K、100kPa下：ΔH=-113.0kJ/mol，ΔS=-145.3J/(mol·K)，反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 19．煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)。 已知①常压下反应的能量变化如图所示。 ② 化学键 H-H H-O O=O 键能kJ/mol 436 x 496 ③CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－280kJ/mol H2(g)＋O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－240kJ/mol H2O(l)=H2O(g)　   ΔH＝＋44kJ/mol 请回答下列问题： (1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式 。 (2)已知气态分子分解成气态原子时所需要的能量为键能，则H—O键的键能x为 kJ/mol； (3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ/mol。 (4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。 三、计算题 20．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应：①CH4(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，在图书馆查到了如下热力学数据： ①的ΔH(298 K)=74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=80.674 J·mol-1·K-1 ②的ΔH(298 K)=376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=220.211 J·mol-1·K-1 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)判断②反应是高温自发还是低温自发： (填“高温”或“低温”)。 (2)通过计算判断①反应在常温下能否自发进行： 。 (3)求算制取炭黑的允许温度范围： 。 (4)为了提高甲烷的碳化程度，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 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年3月31日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C D B C A D A B 题号 11 12 13 14 15 答案 B B D C B 1．C 【详解】A．放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，故A错误； B．焓变和熵变共同决定反应是否自发，所以自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵也不一定减小，故B错误； C．反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)的ΔS＞0，但在常温下不能自发进行，则表明该反应的△H＞0，故C正确； D．该反应能自发进行，则△G=△H-T△S＜0，该反应△S＜0，要使该反应△G=△H-T△S＜0，△H＜0，故D错误。 答案选C。 2．C 【详解】A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中，正反应方向气体体积减小，混乱度减小，熵减小，故A不符合题意； B．反应NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)中，正反应方向离子浓度减小，混乱度减小，熵减小，故B不符合题意； C．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)中，正反应方向气体的体积增大，混乱度增大，熵增大，故C符合题意； D．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)中，正反应方向气体体积减小，混乱度减小，熵减小，故D不符合题意； 答案选C。 3．C 【详解】自发反应的体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。常见为可以自发的进行到显著程度的反应。白磷自燃、煤气燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应均能自发的进行。C正确。 故选：C。 4．D 【详解】A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选； B．氯气的氧化性比溴强，氯气能够与KBr溶液发生置换反应，属于自发进行的过程，故B不选； C．铁生锈为自发进行的氧化还原反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选； D．室温下冰会自发的融化，室温下水结成冰不是自发进行的过程，故D选； 故选D。 5．B 【详解】A．根据反应方程式物态变化，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS，当反应温度较高时，即使ΔH>0，ΔG也可能小于0，该反应能正向进行ΔG<0，说明熵焓判据可以是选项描述数据，不符题意； B．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，符合题意； C．根据物质物态变化，该反应正反应方向ΔS<0，室温下能自发进行，说明ΔG<0，根据ΔG=ΔH-TΔS，可知只有△H＜0时才有可能实现T较小时ΔG<0，描述正确，不符题意； D．根据反应物态变化可知反应正向△S＞0，当T值较大时可推得该反应可以出现ΔG<0，说明在较高温度时可以实现体系自发向混乱度增加的方向转变，描述正确，不符题意； 综上，本题选B。 6．C 【分析】反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，依据焓变、熵变和温度分析判断。 【详解】已知反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)的△H＜0，△S＞0，所以△H-T△S＜0，即反应在任何温度下都是能自发进行，答案选C。 7．A 【详解】A．金属性K＞Na，故K比Na活泼，A错误； B．该反应为吸热反应，因此，该反应的△H＞0，B正确； C．反应温度为850℃时，根据表格数据，Na、NaCl、KCl均为液态，而K为气态，随着反应的进行，气体增多，熵增大，因此该反应的△S＞0，C正确； D．该反应在高温下可以自发进行，因此△H-T△S＜0，D正确； 答案选A。 8．D 【详解】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。 9．A 【详解】A．反应的、ΔS＞0，由＜0可知，在高温下能自发进行，A符合题意； B．反应的、ΔS＜0，由＜0可知，在低温下能自发进行，B不符合题意； C．反应的、ΔS＜0，由＜0可知，在低温下能自发进行，C不符合题意； D．反应的、ΔS＞0，由＜0可知，在任何条件下都能自发进行，D不符合题意； 故选A。 10．B 【详解】A．和物质的量相同，且均为气态，含有的原子总数多，的摩尔质量大，所以熵值，A错误； B．相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值，B正确； C．等量的同物质，熵值关系为：，所以熵值，C错误； D．从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值，D错误； 答案为：B。 11．B 【详解】A．放热的自发反应可能是熵减小的反应，如反应是放热、熵减小的自发反应，吸热()且熵减小()的反应在任何温度下都有，在任何温度下都不能自发进行，所以吸热()的自发反应一定为熵增加的反应，A项正确； B．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变，放热()且熵增加()的反应才能保证，即放热()且熵增加()的反应才一定能自发进行，B项错误； C．，该反应的且，升高温度可使，故该反应在高温下可自发进行，C项正确； D．焓判据和熵判据都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，需利用焓判据和熵判据组合成的复合判据，复合判据能更准确地判断反应进行的方向，D项正确。 答案选B。 12．B 【详解】A．由方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，高温条件下，反应△H—T△S小于0，能自发进行，故A错误； A．若x等于3，该反应为熵减的放热反应，任何条件下反应△H—T△S均小于0，能自发进行，故B正确； C．由方程式可知，该反应为熵增的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变可以大于0，也可以小于0，故C错误； D．由方程式可知，该反应为熵减的反应，反应能自发进行，说明反应△H—T△S小于0，则反应的焓变大于0，故D错误； 故选B。 13．D 【详解】A．硝酸铵溶于水为熵增加的过程，其，不能用焓判据判断，选项A不符合； B．反应均为的反应，不能用焓判据判断，选项B不符合； C．反应均为的反应，不能用焓判据判断，选项C不符合； D．反应为放热反应，可用焓判据判断，选项D符合； 答案选D。 14．C 【详解】A．生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以ΔS＜0，则-TΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为能满足ΔG＜0，所以ΔH＜0，A正确； B．ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确； C．反应①的ΔS>0，则-ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误； D．当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确； 综上所述答案为C。 15．B 【详解】分析：由已知的两个热化学方程式，结合温度对化学平衡的影响规律，即可分析A选项，根据自由能判据可分析B选项，利用盖斯定律可分析出C、D两个选项。 详解：A、只有在反应I中生成SO2，且该反应为吸热反应，所以升高温度，有利于反应I平衡向右移动，生成更多的SO2，故A错误； B、要使反应II自发进行，则自由能判据△G=△H-T△S<0，已知△H2<0，由反应方程式可知该反应的熵变化不大，反应的自发性主要决定于焓变，所以该反应在低温下即可自发进行，且低温有利于节约能源，故B正确； C、根据盖斯定律，反应II—4×反应I即得C选项的热化学方程式，所以△H3=△H2-4△H1，已知△H1>0，△H2<0，所以△H3<△H2,故C错误； D、反应I和反应II中没有SO3(g)，所以无法通过反应I和反应II计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变，故D错误。所以本题答案选B。 点睛：本题的难点是B选项，因为反应II前后气体、固体的分子数都不变，即商变不大，所以焓变对反应的自发性起决定作用，这是利用自由能判据的一种特殊情况，由于是放热反应，低温即可自发进行，且节约能源；易错点是C选项，要明确焓变的比较是带着+、-号进行比较的。本题有一定的难度。 16．(1)熵增 (2)熵减 (3)熵增 (4)熵减 【详解】（1）冰吸收能量融化，水分子所含能量增加，运动速度加快，体系混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增； （2）水蒸气冷凝，放出能量，水分子所含能量减小，运动速度变慢。体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减； （3）蔗糖溶解在水中，所得溶液混乱程度增大，属于熵增过程，故此处填熵增； （4）HCl、NH3反应生成固体NH4Cl，气体减少，体系混乱程度减小，属于熵减过程，故此处填熵减。 17． 低温下该反应 BD 【详解】该反应正向反应气体体积减小，为熵减反应，即<0，当反应时，反应能自发进行，因此该反应在低温条件下能自发进行； A．与的浓度相等时，该反应不一定达到平衡状态，与初始浓度及转化率有关，不能据此判断平衡状态，故A不选； B．恒温恒容条件下，气体压强与气体的物质的量呈正比，反应后气体的物质的量减小，即压强减小，当压强不变时，反应达到平衡状态，故B选； C．时该反应达到平衡状态，而时反应未达到平衡状态，故C不选； D．反应后气体的总质量减小，容器体积不变，则容器中混合气体的密度减小，当容器内混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态，故D选； 故答案为BD。 18．(1) 小于 大于 (2)小于1240K (3)能 【解析】(1) C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH>0，则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980K时，ΔH-TΔS<0，T>980K时，ΔH-TΔS>0。 (2) 由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH-TΔS<0，即-94.0kJ/mol-T×[-75.8 J/(mol·K)×10-3kJ·J-1]<0，则T < ≈1.24×103K。 (3) 298K、100kPa时，ΔH-TΔS＝-113.0kJ/mol-298K×[-145.3×10-3kJ/(mol·K)]≈-69.7kJ/mol<0，因此该反应在常温下能自发进行。 19．(1)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1 (2)462 (3)510 (4)低温 【详解】（1）由图可得热化学方程式： ①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol ②CO(g)+O2(g)═CO2(g)ΔH=-280kJ/mol ③H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol 根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1，故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ•mol-1； （2）已知：H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284 kJ/mol，H2O(l)═H2O(g)ΔH=+44kJ/mol二者相加可得：H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，故答案为：462； （3）由图形可知甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为(419+91)kJ/mol=510kJ/mol，故答案为：510； （4）CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol的ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0反应自发进行，故在低温下反应具有自发性，故答案为：低温。 20．(1)高温 (2)不能自发进行 (3)927.8～1 709.4 K (4)C 【详解】（1）反应ΔH—TΔS＜0时，反应能自发进行，由题给数据可知，反应②自发进行时反应温度T>≈1709.4 K，则该反应在高温下才能自发进行，故答案为：高温； （2）由题给数据可知，常温下时，反应①ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1—80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×298 K≈50.807 kJ·mol-1>0，则该反应常温下不能自发进行，故答案为：不能自发进行； （3）反应ΔH—TΔS＜0时，反应能自发进行，由题给数据可知，反应①自发进行时反应温度T>≈927.8 K，反应②自发进行时反应温度T>≈1709.4 K，则利用甲烷制取炭黑温度须控制在927.8～1 709.4 K范围内，故答案为：927.8～1 709.4 K； （4）利用甲烷制取炭黑温度须控制在927.8～1 709.4 K范围内，则为了提高甲烷的碳化程度，最合适的温度为1 273 K，故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$