专题2 第2单元 第1课时 化学反应的方向（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）河北专版

[对应知能达标训练P22] 1．下列说法正确的是(　　) A．所有自发进行的化学反应都是放热反应 B．熵减小的化学反应不能自发进行 C．有气体生成的反应一定是熵增大的反应 D．“冰，水为之，而寒于水”，水结冰过程中ΔH<0，ΔS<0 解析　反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能自发进行，A错误；反应自发与否由焓变与熵变共同决定，熵减小的化学反应也可能自发进行，B错误；有气体生成的反应，反应前后气体不一定增多，不一定是熵增大的反应，C错误；同种物质，液态的能量大于固态，水结成冰的过程是熵减小的过程，即ΔS<0，且该过程是放热过程，即ΔH<0，D正确。 答案　D 2．下列反应在常温下能自发进行，且既能用焓判据又能用熵判据解释的是(　　) A．HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s) B．C(s)＋CO2(g)===2CO(g) C．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ D．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 解析　A项，该反应中熵减小，不能用熵判据解释；B项，该反应是吸热反应，ΔH>0，且常温下不能自发进行，不能用焓判据解释；C项，该反应是放热的熵增反应，既能用焓判据又能用熵判据解释；D项，该反应是吸热的熵增反应，不能用焓判据解释。 答案　C 3．下列说法正确的是(　　) A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.7 kJ·mol-1，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 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．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 解析　有些熵值增大的吸热反应可以自发进行，A错误；应利用复合判据进行判断，C错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，D错误。 答案　B 4．下列说法错误的是(　　) A．反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)在常温下能自发进行，该反应的ΔH<0 B．反应H2S(g)＋ZnO(s)===H2O(g)＋ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，则ΔH>0 C．反应3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0 D．反应SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)必须在高温下反应才能自发进行，则ΔH>0 解析　反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)，ΔS<0，常温下能自发进行，因此ΔH<0，A项正确；反应3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)的ΔS>0，常温下不能自发进行，因此ΔH>0，C项正确；反应SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)的ΔS>0，高温下才能自发进行，因此ΔH>0，D项正确。 答案　B 5．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 解析　反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH＜0，ΔS＞0，则一定自发，若ΔH＞0，ΔS＜0，则一定不能自发，若ΔH＜0，ΔS＜0或ΔH＞0，ΔS＞0，反应能否自发和温度有关，A、B错误；C项中反应的ΔS＞0，若ΔH＜0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH＞0，正确；D项中反应的ΔS＜0，能自发，说明ΔH＜0，错误。 答案　C 6．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可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)。由此可知，下列说法中正确的是(　　) A．该反应是熵增加的反应 B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂 C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率 D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应 解析　只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行，B错误；因反应是气体物质的量减小的反应，故其熵减小，A错误；因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热，D错误。 答案　C 7．25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol-1，能自发进行的原因是(　　) A．吸热反应 B．放热反应 C．熵减少的反应 D．熵增大效应大于热效应 解析　反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据，该反应吸热，且熵值增大，D项正确。 答案　D 8．已知298 K、101 kPa时，下列说法错误的是(　　) 反应1：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH1＝－1648 kJ·mol-1 反应2：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393 kJ·mol-1 反应3：2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)　ΔH3＝－1480 kJ·mol-1 反应4：2FeCO3(s)＋O2(g)===2CO2(g)＋Fe2O3(s)　ΔH4 A．上述反应1、2、3、4在热力学上自发进行的趋势都很大 B．反应1和3在较低温度下能自发进行，反应4是熵增反应 C．反应的自发性可以用于判断反应的方向，但不能确定反应发生的速率 D．反应1表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式 解析　根据盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH1×＋ΔH2×2－ΔH3＝[(－1648)×－393×2＋1480]kJ·mol-1＝－130 kJ·mol-1，则反应1、2、3、4均为放热反应，且放出的热量较多，在热力学上自发进行的趋势很大，A项正确；反应1和3都是放热的熵减反应，根据复合判据ΔH－TΔS<0知，在较低温度下能自发进行，反应4是气体分子数增大的反应，为熵增反应，B项正确；化学反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定发生和反应发生的速率，C项正确；铁在氧气中燃烧时生成四氧化三铁，不是氧化铁，D项错误。 答案　D 9．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-1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol-1·K-1 ②反应的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)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.1273 K D.2000 K 解析　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-1－80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×298 K≈50.807 kJ·mol-1>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-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-1－220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0，得T>1709.4 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927.8～1709.4 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。 答案　(1)高温　(2)熵变 (3)ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol-1－80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×298 K≈50.807 kJ·mol-1>0，所以反应①在常温下不能自发进行 (4)927.8～1709.4 K　(5)C 10．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，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)已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)===CaSO4(s)　ΔH＝－401.9 kJ·mol-1 CaSO4(s) CaO(s) SO3(g) S/J·mol-1·K-1 107.0 39.75 256.65 用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体　　　(填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。 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，故在低温时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)根据已知数据求得ΔS＝107.0 J·mol-1·K-1－39.75 J·mol-1·K-1－265.65 J·mol-1·K-1＝－189.4 J·mol-1·K-1，ΔH－TΔS＝－401.9 kJ·mol-1－298 K×(－189.4×10-3 kJ·mol-1·K-1)≈－345.46 kJ·mol-1，所以该反应能自发进行，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。 答案　(1)＞　＞　不能　(2)＜　(3)①不能　②能　(4)能 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$