课时作业8 化学反应的方向(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

课时作业(八)　化学反应的方向 一、选择题 1．下列反应可用焓判据来解释的是(　　) A．氯化钠溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·mol-1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol-1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1 解析：选D　氯化钠溶解过程的焓变微乎其微，显然不能用焓判据来解释，故A不符合题意；B项是吸热反应，不能用焓判据来解释，故B不符合题意；C项是吸热反应，不能用焓判据来解释，故C不符合题意；D项是放热反应，能用焓判据来解释，故D符合题意。 2．下列变化过程中，ΔS<0的是(　　) A．氯化钠溶于水中 B．NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s) C．干冰[CO2(s)]升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g) 解析：选B　氯化钠溶于水，离子由不自由状态变为自由状态，无序程度变大，熵增大，所以ΔS>0；氨气与HCl反应过程，气体物质的量减小，熵减小，所以ΔS<0；干冰升华由固体变为气体，分子由不自由状态变为自由状态，无序程度增大，熵增大，所以ΔS>0；CaCO3分解生成气体，熵增大，所以ΔS>0。 3．下列过程中，属于非自发过程的是(　　) A．N2和O2混合 B．H2和O2化合生成H2O C．常温、常压下，石墨转化为金刚石 D．C＋O2CO2 解析：选C　N2和O2的反应是放热反应，一定温度时能自发，故A不符合题意；H2和O2化合生成H2O是放热反应，一定温度时能自发，故B不符合题意；石墨能量低于金刚石，石墨转化为金刚石为吸热反应，ΔH>0，熵基本不变，所以常温、常压下非自发进行，故C符合题意；碳燃烧生成二氧化碳为放热反应，一定温度时能自发，故D不符合题意。 4．下列变化中，ΔS<0的是(　　) A．2NO2(g)===N2O4(g) B．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g) C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) 解析：选A　该反应为气体体积减小的反应，混乱度减小，ΔS<0，故A符合题意；该反应为在高温下自发的吸热反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0自发，且ΔH>0，可知该反应ΔS>0，故B不符合题意；该反应为气体体积增大的反应，混乱度增大，ΔS>0，故C不符合题意；该反应为气体体积增大的反应，混乱度增大，ΔS>0，故D不符合题意。 5．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 H2O在不同状态时的熵值： S[H2O(s)]<S[H2O(g)] B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0能否自发进行与温度有关 D．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol-1能自发进行是因为体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向 解析：选B　分子混乱程度越大熵越大，1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]<S[H2O(g)]，故A正确；熵变、焓变共同影响反应方向，自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵不一定减小，故B错误；ΔH>0，ΔS>0，在高温下能自发进行，故C正确；ΔS>0，能自发进行是因为体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向，故D正确。 6．汽车尾气(含CO、NO与SO2等)是城市空气的主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，在其作用下NO与CO反应可生成参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。下列说法中正确的是(　　) A．该反应是熵增大的反应 B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂 C．该反应高温下能自发进行 D．该反应低温下能自发进行 解析：选D　因该反应是气体体积减小的反应，故熵减小，故A错误；催化剂只改变化学反应速率，不改变反应的程度，故B错误；因该反应是熵减小的放热反应，高温下ΔG＝ΔH－TΔS>0，不能自发进行，故C错误；因该反应是熵减小的放热反应，由ΔG＝ΔH－TΔS<0得该反应在低温下可以自发进行，故D正确。 7．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是(　　) A．若ΔH<0，ΔS>0，任何温度下反应都能自发进行 B．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0能否自发进行与温度有关 D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 解析：选B　ΔG＝ΔH－TΔS，若ΔH<0，ΔS>0，则ΔG<0，A正确；放热反应不一定是自发进行的，吸热反应也不一定是非自发进行的，B错误；该反应中，ΔH>0，ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应要想自发进行，即ΔG<0，需要高温条件，C正确；该反应中，ΔS>0，若该反应不能自发进行，说明ΔG>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，ΔH>0，D正确。 8．关于化学反应进行的方向叙述正确的是(　　) A．ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行，如过氧化钠和水的反应 B．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小 D．同一种物质的熵值，固态时最大、液态时次之、气态时最小 解析：选A　熵增加ΔS>0，且放热ΔH<0，反应ΔH－TΔS<0，一定是自发反应，故A正确；放热反应不一定是自发的，吸热反应也不一定是非自发的，故B错误；反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，反应自发进行的依据是ΔH－TΔS<0，自发反应不一定熵增大，如ΔH<0，ΔS<0的反应在低温下是自发进行的反应，非自发反应不一定是熵减小，如ΔH>0，ΔS>0的反应在低温下是非自发进行的反应，故C错误；一般来说，气态时最大、液态时次之、固态时最小，故D错误。 9．一定条件下，在水溶液中1 molCl－、ClO； (x＝1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列说法正确的是(　　) A.P点对应的微粒最稳定 B．R点微粒氧化性最强 C．由N点到M点的焓变为60 kJ·mol-1 D．P点微粒发生歧化反应转化为N点和Q点微粒属于自发过程 解析：选D　依据图示M、N、P、Q、R点中M点Cl－能量最低，所以最稳定，故A错误；M、N、P、Q、R中，P点为次氯酸根离子，氧化性最强，故B错误；由N点到M点能量降低，焓变值为负，故C错误；依据图示可知：2ClO===ClO＋ClO－，反应热＝(60 kJ/mol＋65 kJ/mol)－2×100 kJ/mol＝－80 kJ/mol，热化学方程式为2ClO(aq)===ClO(aq)＋ClO－(aq)　ΔH＝－80 kJ/mol，依据热化学方程式可知：ΔH<0，ΔS变化不大，所以ΔH－TΔS<0，反应能自发进行，故D正确。 10．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2180.9 J·mol-1，ΔS＝－6.6 J·mol-1·K-1当ΔH－TΔS＜0时能自发反应)(　　) A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变 解析：选A　在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－ TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2180.9 J·mol-1－273 K×(－6.61 J·mol-1·K)＝－376.37 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 二、非选择题 11．回答下列问题： (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH______(填：“＞”“＜”或“＝”)0，ΔS________ (填“>”“<”或“＝”)0，在低温下，该反应______(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO⥫⥬2CO2＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0 。 (3)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则： ①该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或不能”)成为反应方向的决定因素。 (4)已知CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝218 kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件是______。 (5)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 解析：(1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以ΔH>0，ΔS>0，故低温下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 (2)因为ΔS<0，且ΔG＝ΔH－TΔS<0，故ΔH<0。 (3)①常温下石灰石不分解。②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。 (4)自发反应的条件是ΔH－TΔS<0，即ΔH<TΔS，ΔH＝＋218 kJ·mol-1，ΔS>0，故T>，即T值较大，该反应应在高温下进行。 (5)吸热反应能自发进行，即ΔH>0，ΔH－TΔS<0，又知T＞0，故ΔS>0。 答案：(1)>　>　不能　(2)< (3)①不能　②能 (4)高温　(5)> 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。请帮助这位同学回答下列问题： (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：________________________________________________________________________。 (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 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能否自发进行由熵变决定。(3)天然气裂解为炭黑时，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，ΔH－TΔS＝376.426 kJ·mol-1－220.211×10-3kJ·mol-1·K-1×T<0，得T>1 709.4 K，即温度高于1709.4 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。(4)根据(3)为了提高甲烷的炭化程度，最合适的温度选C。 答案：(1)高温　(2)熵变 (3)927.8～1 709.4 K (4)C 13．在冶金工业中，常以C作为还原剂，如温度高于980 K时，氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO2为主。 (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________(填“大于”“小于”或“等于”)0；当体系温度高于980 K时，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应： 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不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是________。 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，温度低于980 K时以CO2为主，说明反应自发向右进行，则当T＜980 K时ΔH－TΔS＜0，T＞980 K时ΔH－TΔS＞0，该反应不能自发进行。 (2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS＜0，即－94.0 kJ·mol-1－T×(－75.8 J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1)＜0， 则T＜≈1240 K。 答案：(1)小于　不能　(2)低于1240 K 学科网（北京）股份有限公司 $$