2.1 化学反应的方向 同步练习 2024—2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修一

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一2.1 化学反应的方向 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．以下自发反应可以用熵判据来解释的是 A． B． C． D． 2．25℃，KNO3的饱和水溶液物质的量浓度是6mol·L-1。若将1mol固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程为 A．自发 B．不自发 C．可逆 D．不能确定 3．下列对熵的理解错误的是 A．等质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．从焓判据来看，△H<0有利于反应的自发进行 D．25℃、 1.01×105Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵减反应 4．下列说法正确的是 A．非自发反应一定不能实现 B．同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 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．恒温恒压下，△H <0且△S>0的反应一定不能自发进行 5．下列词语描述中，属于△H<0、△S>0的化学变化的是 A．春风化雨 B．滴水成冰 C．蜡炬成灰 D．聚沙成塔 6．下列关于干冰转化为二氧化碳气体的过程，判断正确的是 A． B． C． D． 7．下列说法中正确的是(　　) A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应 B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C．熵增加且放热的反应一定是自发反应 D．非自发反应在任何条件下都不能发生 8．下列说法不正确的是(　　) A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应 B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大 C．一个反应能否自发进行取决于反应是放热还是吸热 D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关 9．在以下的变化中，体系的熵减小的是 A．冰熔化 B．乙烯聚合为聚乙烯 C．蔗糖在水中溶解 D．红磷转化成白磷 10．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 11．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 12．下列说法正确的是 A．NH4NO3溶于水虽然吸热，但其溶于水是自发过程 B．过热液体（温度高于沸点）会自发转变成气体，可用焓变解释 C．对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，固态物质的熵值通常最大 D．有序火柴散落的自发过程可用能量判据解释 13．下列说法正确的是 A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变 C．自发反应在任何条件下都能实现 D．自发反应在恰当条件下才能实现 14．下列关于自发过程的叙述中，正确的是 A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 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．根据所学知识判断：下列过程吸热还是放热？体系的混乱度增大还是减小？ (1)Fe(s)→Fe(g) (2) (3) (4) 17．根据自发反应的条件回答下列问题： (1)汽车燃油不完全燃烧时产生，有人设想按下列反应除去。已知该反应的，简述该设想能否实现的依据： 。 (2)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。 该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 18．现代工业的发展导致CO2的大量排放，对环境造成的影响日益严重，通过各国科技工作者的努力，已经开发出许多将CO2回收利用的技术，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题： 在催化转化法回收利用CO2的过程中，可能涉及以下化学反应： ①CO2(g)+2H2O(l)⇌CH3OH(l)+O2(g)∆H=+727kJ•mol-1∆G=+703kJ•mol-1 ②CO2(g)+2H2O(l)⇌CH4(g)+2O2(g)∆H=+890kJ•mol-1∆G=+818kJ•mol-1 ③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(l)∆H=-131kJ•mol-1∆G=-9.35kJ•mol-1 ④CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(l)∆H=-253kJ•mol-1∆G=-130kJ•mol-1 从化学平衡的角度来看，上述化学反应中反应进行程度最小的是 ，反应进行程度最大的是 。 19．某化学兴趣小组为了研究部分ⅥA族元素及其化合物的部分性质，查阅资料如下： ①酸性：； ②O、S、与的化合越来越难，与不能直接化合； ③由不同元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示。 请回答下列问题： (1)S与的化合反应 (填“吸收”或“放出”)热量。 (2)已知的分解反应的，请解释与不能直接化合的原因 。 (3)题述信息中能说明S的非金属性强于的是 (填序号)。 三、计算题 20．(1)已知在、时，反应，，若该反应的和不随温度变化而变化，则保持该反应能自发进行的温度应低于 (结果保留整数)。 (2)已知：，则水的沸点是 (结果保留1位小数)。 (3)已知在时，由石墨转化为金刚石的反应的，，石墨的熵S石，则金刚石的熵S金= ，这两种碳的同素异形体中更有序的是 。 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4月8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 A D C C C C C B A 题号 11 12 13 14 15 答案 C A D C B 1．C 【详解】A．反应的，反应不能自发进行，A不符合题意； B．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，B不符合题意； C．反应的，高温条件下可以实现，使反应自发进行，高温时的影响为主，可以用熵判据来解释，C符合题意； D．反应的，低温时的影响为主，不能用熵判据解释，D不符合题意； 故选C。 2．A 【详解】1mol KNO3溶于1L水中，所得溶液为不饱和溶液，所以该过程是自发的，故A正确； 故选A。 3．D 【详解】A．熵是指体系的混乱度，同物质气体熵大于液体大于固体，故A正确； B．熵是指体系的混乱度，熵越大越混乱，体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大，故B正确； C．若△H<0，表示反应放热，有利于自发进行，故C正确； D．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)反应是气体体积增大的反应，也是熵增大的反应，故D错误； 故选D。 4．C 【详解】A.反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，选项A错误； B.熵是指体系的混乱度，同种物质气态熵大于液态大于固态，即同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，选项B错误； C.反应能自发进行说明：△H-T△S＜0，由方程式NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）可知该反应的∆S＜0，要使：△H-T△S＜0，所以必须满足△H＜0，选项C正确， D.恒温恒压下，△H＜0且△S＞0的反应的△H-T△S＜0，反应一定可以自发进行，选项D错误； 答案选C。 【点睛】本题考查了化学反应自发进行的判断依据。本题是灵活运用△G=△H-T△S判断反应能否自发进行，其难点是如何判断△S，一般由固体转变为液体或气体时△S＞0，另外反应向气体体积增大的方向进行时△S＞0，否则△S＜0；要熟练掌握当△H＜0且△S＞0的反应肯定能自发进行，当△H＞0且△S＜0的反应不可能自发进行，其它情况在不同温度下可能自发进行，特别注意的是不能自发进行的反应并不表示不能发生，一定条件下反应也能进行，如电解池中发生的反应通常就是非自发进行的反应。 5．C 【详解】A．春风化雨不包含化学变化，故A不选； B．滴水成冰不包含化学变化，故B不选； C．蜡炬成灰是放热反应，△H<0；烃燃烧变为CO2和水，△S>0，故C选； D．聚沙成塔不包含化学变化，故D不选； 答案选C。 6．C 【详解】同一物质由固态变为气态的过程需要吸收热量，体系的熵增加，所以，故选C。 7．C 【分析】反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0；由反应的焓变、熵变、温度共同决定。 【详解】A.△H＜0，△S＜0的反应在高温下是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0高温下是自发进行的反应，故A错误； B.△H-T△S＜0的反应是自发进行的反应，△H＜0，△S＜0的反应在低温下是自发进行的反应，△H-T△S＞0的反应是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0低温下可以是非自发进行的反应，故B错误； C.熵增加△S＞0，且放热△H＜0，反应△H-T△S＜0一定是自发反应，故C正确； D.反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，故D错误； 故选：C。 【点睛】本题考查了化学反应自发进行的判断依据，反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，题目较简单． 8．C 【详解】A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。焓减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A项正确； B.熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下，不同物质的熵值不同，B项正确； C.实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.70 kJ·mol－1，C项错误； D.焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D项正确。 故本题选C。 【点睛】反应是否自发进行需要依据综合判据ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0即ΔH＜0，ΔS＞0的反应任何温度下都能自发进行。 9．B 【详解】A．冰融化，水由固态变为液态，属于熵增变化，故A错误； B．乙烯聚合为聚乙烯，正向气体减少，属于熵减反应，故B正确； C．蔗糖在水中溶解，混乱程度增大，是熵增变化，故C错误； D．红磷转化为白磷，混乱程度增大，是熵增变化，故D错误； 故答案为：B。 10．A 【详解】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。 11．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。 12．A 【详解】A、硝酸铵溶解为吸热过程，也是自发的过程，正确； B、放热过程是自发过程，加热液体为吸热过程，自发转变成气体，可用熵变解释，错误； C、对于同一物质来讲，熵值的大小与其状态有关，气态物质的熵值通常最大，错误； D、有序火柴散落的自发过程可用熵判据解释，错误。 13．D 【详解】反应能否自发进行取决于△H-T△S是否小于0，如果△H＜O，△S＜0，即放热的、熵减小的反应，当高温非常高时，△H-T△S可能大于0，不能自发进行，故只有D正确，A、B、C错误。 故选D。 14．C 【分析】 【详解】A.反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0；自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，故A错误； B.有些自发进行的反应也需要反应条件，才能进行，如氢气和氧气需要点燃反应，故B错误； C.同一可逆反应的正、逆反应是同时进行的；只是进行程度不同，平衡移向某一方向，同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能，故C正确； D.反应是否自发进行有反应的焓变、熵变、温度共同决定；非自发过程，改变温度可能变为自发过程，如焓变大于0，熵变大于0的反应低温可以是非自发进行的反应，高温下可以自发进行，故D错误； 故选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)吸热；熵增大 (2)放热；熵减小 (3)放热；熵减小 (4)吸热；熵增大 【分析】同种物质由固体到液体，由液体到气体过程属于吸热过程；常见的反应中：大多数化合反应、物质的燃烧、酸碱中和、铝热反应、金属与酸的置换反应属于放热反应；大多数分解反应、氯化铵晶体与氢氧化钡的反应、碳与二氧化碳的反应等属于吸热反应；熵是用来描述体系的混乱度，混乱度越大熵值越大，物质溶解过程、气体扩散过程、同种物质由固体到液体，由液体到气体过程、反应中气体系数增大的反应都是熵增大的过程，据此解答。 【详解】（1）Fe(s)→Fe(g)物质由固体到气体变化，需要吸收热量；体现混乱度增大，属于熵增大的过程。 （2）为氢气燃烧，属于放热反应；反应中气体系数减小，属于熵减小反应。 （3）是化合反应，属于放热反应；反应中气体系数减小，属于熵减小的反应。 （4）是NaOH在水中电离的过程，固体溶解属于吸热过程；混乱度增大，属于熵增大的过程。 17．(1)该反应是的反应，任何温度下均不能自发进行 (2)不能 【详解】（1）2CO(g)=2C(s)+O2(g) H>0 又熵减小S<0，则G=H-TS>0，即任何温度下都不能自发进行； （2）因，所以需要在高温条件下G=H-TS<0能自发进行，故在低温条件下不能自发进行。 18． ② ④ 【分析】在温度、压强一定的条件下，反应总是向△G＜0的方向进行，反应的△G越小反应进行程度越大，反之反应进行的程度就越小。 【详解】根据上述化学反应△G分别为①+703kJ•mol-1，②+818kJ•mol-1，③-9.35 kJ•mol-1，④-130 kJ•mol-1，反应进行程度最小的是②，反应进行程度最大的是④。 19． 放出 反应的，反应不能自发进行 ①②③ 【详解】(1)由题图可知，S与的化合反应的，为放热反应。 (2)由题图可知，与的化合反应的，的分解反应的，则与化合生成的，即与的化合反应的，反应不能自发进行。 (3)①最高价氧化为的水化物的酸性越强，相应元素的非金属性越强，故①可以说明S的非金属性强于Se； ②非金属单质和氢气化合越困难，相应元素的非金属性越弱，故②可以说明S的非金属性强于Se； ③从图中可以看出，硫和氢气化合是放热反应，而Se和氢气化合是吸热反应，说明硫比硒易与氢气化合，故③可以说明 S的非金属性强于Se； 故选①②③。 20． 金刚石 【详解】(1)在、时，题给反应的，，则有。要使反应能自发进行，需使，即，则，因此保持该反应能自发进行的温度应低于。 (2)在水沸腾时，，则。 (3)石墨转化为金刚石的反应为，，即，解得S金=。体系的熵值越小越有序，通过上述计算知，S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。 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 $$