2.3 化学反应的方向 同步练习- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.3 化学反应的方向 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 姓名： 班级： 学号： 1.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.知道了某过程有自发性之后，则可确定该过程是否一定会发生 B.SO2（g）＋2H2S（g）===3S（s）＋2H2O（l），低温下能自发进行 C.电解水可以得到氢气和氧气，即常温下水的分解反应是自发反应 D.NH4NO3 溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 2.25 ℃、1.01×105 Pa时，反应NaHCO3（s）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝＋31.4 kJ·mol-1能自发进行的原因是（　　） A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减反应 D.熵增效应>能量效应 3.下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是（　　） A.Fe（s）―→Fe（g） B.2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） C.CaO（s）＋CO2（g）===CaCO3（s） D.NaOH（s）===Na＋（aq）＋OH－（aq） 4.碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解产生NH3，下列说法正确的是（　　） A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量 C.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解 5.反应CH3OH（l）＋NH3（g）===CH3NH2（g）＋H2O（g）在某温度下自发进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔG|＝17 kJ·mol-1，则下列说法正确的是（　　） A.ΔH>0，ΔG<0 B.ΔH<0，ΔG>0 C.ΔH>0，ΔG>0 D.ΔH<0，ΔG<0 6.在图Ⅰ中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Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。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.此过程是从混乱度小的状态向混乱度大的状态变化的过程，即熵增的过程 B.此过程没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此过程从有序到无序，混乱度增大 7.二氟化氧（OF2，F显负价）与水反应的热化学方程式为OF2（g）＋H2O（g）===O2（g）＋2HF（g）　ΔH＝－312.7 kJ·mol-1，下列关于该反应的说法正确的是（　　） A.正反应低温下才能自发进行 B.正反应高温下才能自发进行 C.正反应是熵增、焓减反应 D.1 mol OF2完全反应时转移4 mol电子 8.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.983 K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983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 9.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＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于 980 K时，估计ΔH－TΔS________0（填“大于”“小于”或“等于”，下同）；当体系温度高于980 K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（298.15 K）＝－94.0 kJ·mol-1，ΔS（298.15 K）＝－75.8 J·mol-1·K-1，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298 K、100 kPa下，ΔH＝－113.0 kJ·mol-1，ΔS＝－145.3 J·mol-1·K-1，反应在常温下________（填“能”或“不能”）自发进行。 10.化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是（　　） A.反应SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（l）的ΔS＞0 B.1 mol CO2在不同状态时的熵值：S[CO2（g）]＜S[CO2（s）] C.反应2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）　ΔH＞0能否自发进行与温度有关 D.ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定不能自发进行 11.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 M（s）===X（g）＋Y（s） ΔH>0 它是非自发反应 B W（s）＋xG（g）===2Q（g） ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3 C 4X（g）＋5Y（g）===4W（g）＋6G（g） 能自发反应 ΔH一定小于0 D 4M（s）＋N（g）＋2W（l）===4Q（s） 常温下，自发进行 ΔH>0 12.已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：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，查阅资料，得到如下热力学数据： 反应①的ΔH（298 K）＝＋74.848 kJ·mol-1； ΔS（298 K）＝＋80.674 J·mol-1·K-1； 反应②的ΔH（298 K）＝＋376.426 kJ·mol-1； ΔS（298 K）＝＋220.211 J·mol-1·K-1。 已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请回答下列问题： （1）反应①在________（填“高温”或“低温”）下能自发进行。 （2）反应①能否自发进行是由________（填“焓变”或“熵变”）决定的。 （3）制取炭黑的允许温度范围是________________________________________。 （4）为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是________（填字母）。 A.905.2 K B.927 K C.1 273 K D.2 000 K 13.自发过程：在一定的条件下，不需要外力就可以自动进行的过程。在常温常压下，下列诗句反映的景象与自发过程不一致的是（　　） A.云开雾散旭风暖 B.飞流直下三千尺 C.雪消门外千山绿 D.欲渡黄河冰塞川 14.下列反应的焓变和熵变与图示过程相符的是（　　） A.2Na（g）＋Cl2（g）===2NaCl（s） B.N2（g）＋3H2（g）⥫⥬2NH3（g） C.2N2O5（g）⥫⥬4NO2（g）＋O2（g） D.Zn（s）＋H2SO4（aq）===ZnSO4（aq）＋H2（g） 15.下列说法完全正确的是（　　） A.自发进行的反应均是放热反应 B.ΔS为正值的反应均能自发进行 C.物质的量增加的反应，ΔS为正值 D.CaCO3（s）受热分解为CaO（s）和CO2（g）：ΔS>0 16.相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　） A.1 mol CH4（g）＜1 mol H2（g） B.1 mol H2O（g）＜2 mol H2O（g） C.1 mol H2O（s）＞1 mol H2O（l） D.1 mol C（s，金刚石）＞1 mol C（s，石墨） 17.根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及自发性，填写下表。 变化 ΔH ΔS 自发性 H2O（l）―→H2O（g） CaO（s）＋SO2（g）===CaSO3（s） 2Fe3+（aq）＋Cu（s）===2Fe2+（aq）＋Cu2+（aq） NH4Cl（s）===HCl（g）＋NH3（g） 1. 解析　B　知道了某过程有自发性之后，不一定能确定该过程是否一定会发生，反应的发生还与外界条件有关，故A错误；SO2（g）＋2H2S（g）===3S（s）＋2H2O（l），该反应是放热反应，ΔS减小的反应，因此在低温下能自发进行，故B正确；电解水可以得到氢气和氧气，该反应是吸热反应，熵增的反应，因此在高温下水的分解反应是自发反应，故C错误；NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水是自发过程，故D错误。 2. 解析　D　由所给的热化学方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，其中熵增是该反应能自发进行的原因。 3. 解析　A　同种物质的熵值：气体＞液体＞固体，Fe（s）―→Fe（g），物质由固体变化为气体，需要吸收热量，为熵增的过程，体系混乱度增大，A项符合题意；2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g），该反应为放热反应，反应前后气体的体积减小，为熵减的过程，体系混乱度减小，B项不符合题意；CaO（s）＋CO2（g）===CaCO3（s），该反应为化合反应，是一个放热反应，C项不符合题意；氢氧化钠固体溶解属于放热过程，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热过程，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程体系混乱度增大，D项不符合题意。 4. 解析　A　碳酸铵自发分解生成NH3和CO2，使体系的熵增大，故A正确；碳酸铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予能量，故B错误；有些吸热反应也可以自发进行，焓变不是影响反应是否自发的唯一因素，故C错误；部分碳酸盐比较稳定，不能自发分解，如碳酸钙，故D错误。 5. 解析　A　该反应在某温度下自发进行，说明ΔG＝ΔH－TΔS＜0，根据化学方程式可知，该反应的ΔS＞0，如果ΔH＜0，则该反应在任何温度下都能自发进行，与题述不符，因此ΔH＞0。 6. 解析　C　气体扩散过程是熵增的过程，A、D正确；由题述可知，该过程不伴随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，C不正确。 7. 解析　C　由反应方程式可知，该反应为气体分子数增加的反应，故正反应为熵增、焓减的反应，根据ΔG判断，正反应在任何温度下都能自发进行，A、B错误，C正确；OF2中F显－1价，故O为＋2价，1 mol OF2完全反应时转移2 mol电子，D错误。 8. 解析　C　反应②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；ΔG越小，说明它能够反应的趋势越大，983 K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 983 K是反应趋势变化的转折点，B正确；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；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确。 9. 答案　（1）小于　大于　（2）小于1 240 K　（3）能 解析　（1）该反应ΔS<0，当T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0，则ΔH<0，故当T<980 K时，ΔH－TΔS<0，T>980 K时，ΔH－TΔS>0。（2）由题给信息，要使反应能自发进行，须满足ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·mol-1－T×（－75.8 J·mol-1·K-1×10-3 kJ·J-1）<0，则T<≈1 240 K。（3）298 K、100 kPa时，ΔH－TΔS＝－113.0 kJ·mol-1－298 K×（－145.3×10-3 kJ·mol-1·K-1）≈－69.7 kJ·mol-1<0，因此该反应在常温下能自发进行。 10. 解析　C　反应SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（l）的气体分子数减少，则该反应的ΔS＜0，选项A错误；同一物质在固态时的熵值小于气态时的熵值，选项B错误；反应2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）的气体分子数增加，即ΔS＞0，又因为ΔH＞0，ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，因此该反应能否自发进行与温度有关，选项C正确；ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定能自发进行，选项D错误。 11. 解析　B　反应中气体分子数增大，则ΔS＞0，又因ΔH＞0，则反应高温时能自发进行，A错误；反应ΔH＜0，且能自发进行，则可能ΔS＞0、ΔS＝0或ΔS＜0，反应中气体分子数可能增大、不变或减小，B正确；反应中气体分子数增大，ΔS＞0，且反应能自发，则ΔH＞0、ΔH＝0或ΔH＜0都有可能，C错误；反应中气体分子数减小，ΔS＜0，且常温自发，则必有ΔH＜0，D错误。 12. 答案　（1）高温　（2）熵变　（3）927.8～1 709.4 K　（4）C 解析　（1）由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在高温下才会有ΔG＝ΔH－TΔS＜0，所以反应①在高温下能自发进行。（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能否自发进行是由熵变决定的。（3）天然气裂解为炭黑时，ΔG＝ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol-1－80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×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，ΔG＝ΔH－TΔS＝376.426 kJ·mol-1－220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×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，需控制的温度范围是927.8～1 709.4 K。 13. 解析　D　云散开后太阳光照射可使雾蒸发，不需要外力作用，是自发过程，A不选；水从势能高的地方向势能低的地方流下，不需要外力，是自发过程，B不选；春天到了温度升高，雪融化，是自发过程，C不选；想渡过被冰覆盖的黄河，需要借助外力，不是自发过程，D选。 14. 解析　C　打开可乐瓶时产生大量气泡，在由溶液到逸出气体过程中，溶解是放热，则逸出是吸热，则ΔH＞0，气体增多，则ΔS＞0。2Na（g）＋Cl2（g）===2NaCl（s），该反应是化合反应，ΔH＜0，气体减少，ΔS＜0，A不符合题意；N2（g）＋3H2（g）⥫⥬2NH3（g），该反应是化合反应，ΔH＜0，气体减少，ΔS＜0，B不符合题意；2N2O5（g）⥫⥬4NO2（g）＋O2（g），该反应是分解反应，ΔH＞0，气体增多，ΔS＞0，C符合题意；Zn（s）＋H2SO4（aq）===ZnSO4（aq）＋H2（g），该反应是放热反应，ΔH＜0，气体增多，ΔS＞0，D不符合题意。 15. 解析　D　有些吸热反应也可以自发进行，如（NH4）2CO3（s）===NH4HCO3（s）＋NH3（g），故A错；熵变与反应的自发性有关，但不能独立作为反应是否自发的判据，故B错；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即ΔS不一定为正值，如2H2S（g）＋O2（g）===2H2O（l）＋2S（s），故C错；CaCO3（s）的分解产生了气体，为熵增加反应，故D正确。 16. 解析　B　熵的大小反映体系混乱的程度，粒子之间无规则排列的程度越大，熵越大。相同条件下，气体的物质的量相同时，原子越多的分子熵越大，故1 mol CH4（g）的熵大于1 mol H2（g）的熵，A错误；相同状态的同种物质，物质的量越大，熵越大，故1 mol H2O（g）的熵小于2 mol H2O（g）的熵，B正确；不同状态的同种物质的熵：气态>液态>固态，C错误；从金刚石和石墨的结构来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以1 mol C（C，金刚石）<1 mol C（C，石墨），D错误。 17.答案　 变化 ΔH ΔS 自发性 H2O（l）―→H2O（g） ＞0 ＞0 非自发 CaO（s）＋SO2（g）===CaSO3（s） ＜0 ＜0 自发 2Fe3+（aq）＋Cu（s）===2Fe2+（aq）＋Cu2+（aq） ＜0 ＞0 自发 NH4Cl（s）===HCl（g）＋NH3（g） ＞0 ＞0 非自发 解析　先判断ΔH的“＋”“－”，再由S（g）＞S（l）＞S（s）判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温（298 K）判断ΔG＝ΔH－TΔS的“＋”“－”。 学科网（北京）股份有限公司 $$