[课后分层练(13)] 化学反应的方向-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套练习（人教版单选）

本讲义聚焦化学反应方向的判断这一核心知识点，系统梳理焓变（ΔH）、熵变（ΔS）对反应方向的影响，从单一因素分析过渡到综合自由能变（ΔG=ΔH-TΔS）判断，结合焦炭冶炼、合成氨等工业反应实例构建知识脉络，形成学习支架。 资料采用分层设计，基础题巩固ΔH、ΔS概念（如第2题水结冰的ΔS分析），拓展题通过反应趋势图（如第3题）和CO2捕捉等情境培养科学思维与探究能力，联系环保体现科学态度，课中辅助教学，课后助力学生查漏补缺。

[课后分层练（十三）]　化学反应的方向 （限时40 min，选择题每题3分，非选择题20分） 【基础达标练】 1．（2025·山东潍坊四市联考）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是(　　) A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不一定能自发进行 答案：B。 2．下列说法不正确的是(　　) A．水凝结成冰的过程中，体系的ΔS<0 B．发生离子反应的条件之一是生成气体，此过程是一个ΔS>0的过程 C．化学反应自发进行的方向，与反应的ΔH和ΔS都有关 D．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 解析：选D。NH4NO3溶于水吸热，但溶解过程是混乱度增大的物理过程，能够自发进行，D错误。 3．（2025·湖北高中期中联考）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①②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，氧化产物以反应②生成CO2为主 解析：选C。反应②的ΔS<0，273 K时能自发进行，要满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，则ΔH<0，A正确；相同条件下，ΔG越小，说明反应能够发生的趋势越大，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，反应主次趋势发生变化，所以983 K是反应主次趋势变化的转折点，B正确；温度大于0，反应①的ΔS>0，则－ΔS<0，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，L1对应反应②，所以以反应②为主，氧化产物以CO2为主，D正确。 4．（2025·上海延安中学高二期末）一定条件下，反应2N2O5(g)⥫⥬4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ/mol能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是(　　) A．是熵减少的反应 B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应 C．反应在任何温度下都能自发进行 D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快 答案：B。 5．（2025·东北师范大学附中期中）汽车尾气（含烃类、CO、NO与SO2等）的治理办法之一是在汽车排气管上装上催化转化器，反应原理为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K(25 ℃)、101 kPa下，ΔH＝－113 kJ/mol、ΔS＝－145 J/(mol·K)。下列说法错误的是(　　 ) A．由ΔH＝－113 kJ/mol可知，当有2 mol NO(g)被消耗时反应放出113 kJ的热量 B．可根据计算ΔG是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应 C．由于反应需要借助催化转化器，因此可推断该反应在常温下不是自发反应 D．该反应是熵减的反应 解析：选C。常温下ΔG＝ΔH－TΔS＝－113 kJ/mol－298 K×[－145 J/(mol·K)]×10-3 kJ＝－69.79 kJ/mol<0能自发，与催化剂无关，B正确、C错误。 6．（2025·四川成都高二期末）室温下，反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)可以自发进行。下列叙述错误的是(　　) A．该反应ΔS<0 B．该反应有可能是吸热反应 C．反应过程中，白色沉淀逐渐变成灰绿色，最后呈红褐色 D．综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向 解析：选B。该反应正反应为熵减的反应，即ΔS<0，且室温下可以自发，则该反应为放热反应，B错误。 7．（2025·安徽重点高中联考）工业上利用CO2制备CH3OH的原理是CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.97 kJ·mol-1　ΔS＝－177.16 J·mol-1·K-1，该正反应在下列温度下不能自发进行的是(　　) A．300 K B．270 K C．250 K D．200 K 解析：选A。ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行。ΔG＝－48.97×103 J·mol-1＋T×177.16 J·mol-1·K-1<0，T<≈276.4 K，A项符合题意。 8．（2025·安徽六安第一中学高二期中）二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，也是未来实现低碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2（如图所示）。下列说法中正确的是(　　) A．步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应 B．步骤一中反应的ΔS>0 C．步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应 D．步骤二的反应能否自发进行，与温度有关 解析：选D。CaO和CO2反应为放热反应，A错误；步骤一中反应为CaO和CO2化合生成CaCO3，为熵减的反应，ΔS<0，B错误；步骤一和步骤二的条件不同，所以不互为可逆反应，C错误；步骤二的反应CaCO3CaO＋CO2↑为熵增的吸热反应，若要使ΔG＝ΔH－TΔS<0，则高温有利于自发进行，D正确。 9．回答下列问题： (1)甲烷是重要的气体燃料和化工原料，由CH4制取合成气(CO、H2)的反应原理为CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0。当体系温度等于T K时ΔH－TΔS＝0，温度大于T时ΔH－TΔS　　　（填“>”“<”或“＝”）0。 (2)反应2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬H2NCOONH4(s)　ΔH<0在　　　　 　（填“高温”“低温”或“任何温度”）下能自发进行。 (3)已知：H2(g)＋C2H4(g)⥫⥬C2H6(g)　ΔH＝－137 kJ·mol-1。该反应在　　　（填“低温”“高温”或“任何温度”）下能自发进行。 答案：(1)＜　(2)低温　(3)低温 【拓展提能练】 10．（2025·湖南长郡中学期中）已知体系自由能变化ΔG＝ΔH－TΔS。已知两个反应的ΔG与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) 已知：ΔH和ΔS随温度变化很小 A．反应①的ΔS＞0 B．反应②在600 ℃时能自发进行 C．在一定温度范围内，反应①②均能自发 D．反应②的ΔH＞0 解析：选D。ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应能自发进行，ΔG<0时，反应①在高温时能自发进行，则反应为熵增反应，ΔS＞0，A正确；反应②在600 ℃时ΔG＜0能自发进行，B正确；在一定温度范围内，反应①②的ΔG均存在小于0情况，故均能自发，C正确；反应②在低温时能自发进行，则反应为ΔH＜0，ΔS＜0，D错误。 11．在450 ℃下V2O5催化SO2和O2反应时的反应机理如下。 反应①：V2O5(s)＋SO2(g)⥫⥬V2O4(s)＋SO3(g)　ΔH1>0 反应②：2V2O4(s)＋O2(g)⥫⥬2V2O5(s)　ΔH2<0 下列说法正确的是(　　) A．反应①的ΔS＝0 B．2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)在高温条件下能自发进行、低温条件下不能自发进行 C．2|ΔH1|<|ΔH2| D．使用V2O5能降低反应的焓变 解析：选C。ΔH1>0，反应①为吸热反应，该反应能自发进行，说明ΔH1－TΔS<0，即ΔS>0，A错误；2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)为放热反应，即ΔH<0，反应过程中，气体分子数减小，则ΔS<0，根据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，可知该反应低温下能自发进行、高温下不能自发进行，B错误；SO2的催化氧化反应为放热反应，2×反应①＋反应②得反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，结合盖斯定律，则2ΔH1＋ΔH2<0，已知ΔH1>0、ΔH2<0，则2|ΔH1|<|ΔH2|，C正确；V2O5为催化剂，催化剂可降低反应的活化能，但不能改变焓变，D错误。 12．室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图所示。 (1)0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为　　　　 　。 (2)其中，反应①的速率可以表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可以表示为v2＝k2c2(M)（k1、k2为速率常数）。下列说法正确的是　　　　 　。 A．反应开始后，系统中Y和Z的浓度之比保持不变 B．如果反应能进行到底，则反应结束时40.0%的M能转化为Z C．该温度下，两个反应的ΔH与ΔS一定都小于0 D．该温度下，两个反应ΔH－TΔS<0 解析：(1)由图可知，30 min时消耗M的浓度为(0.5－0.3) mol/L＝0.2 mol/L，由Z的浓度为0.125 mol/L，则Y的浓度为0.2 mol/L－0.125 mol/L＝0.075 mol/L，Y的速率为＝0.002 5 mol/(L·min)。(2)M和N同时发生两个反应，其中M、N的消耗量等于两个反应相加，X的生成量等于两个反应相加。由题给信息可得反应①的速率和反应②的速率比＝＝，k1、k2为速率常数，则两反应的速率之比为定值。由题给化学方程式可知，反应①的速率和反应②的速率比等于生成Y和Z的浓度比，两反应的速率之比为定值，则反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值，A正确；由(1)问可知，＝＝，若反应进行到底，Y和Z的浓度之比也是，若M能完全转化，则反应结束时有＝62.5%的M能转化为Z，B错误；①②反应都是在溶液中进行，已知M、N、Y、Z可以用浓度表示，但是X的状态未知，ΔS不一定小于0，反应在室温下自发，ΔH和ΔS可能都小于0，C错误；该温度下，两个反应都能自发进行，ΔH－TΔS<0，D正确。 答案：(1)0.002 5 mol/(L·min)　(2)AD 13．铁触媒催化合成氨经历下图所示①至⑥步基元反应（从状态Ⅰ至状态Ⅶ）： 上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。完成下列问题： (1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第　　　　 　步基元反应，“脱附”过程是　　　　 　（填“吸热”或“放热”）过程。 (2)根据上图计算合成氨反应的焓变：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝　　 　。 (3)上述反应的ΔS　　 　0（填“>”“<”或“＝”）。已知：反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的|ΔS|＝199 J·mol-1·K-1，则合成氨反应能自发进行的温度是　　 　（填字母）。 A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃ 解析：(1)由图可知，“ad”表示吸附在催化剂表面的物质，从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad，代表N2和H2吸附在催化剂的表面，则“吸附”过程是上图中的第①步基元反应；由图可知，NH3ad转变为NH3即“脱附”过程吸收了热量，则“脱附”过程是吸热过程。(2)由图可知，反应N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g)的焓变ΔH＝－46 kJ/mol，则反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的焓变ΔH＝－92 kJ/mol。(3)反应N2(g)＋H2(g)⥫⥬NH3(g)为反应前后气体物质的量减小的反应，则反应的ΔS<0；反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的|ΔS|＝199 J·mol-1·K-1，则ΔS＝－199 J·mol-1·K-1，由第(2)问可知，反应的焓变ΔH＝－92 kJ/mol，反应要自发需满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，得T<462.3 K，温度低于462.3 K即189.3 ℃反应可自发。 答案：(1)①　吸热　(2)－92 kJ/mol　(3)<　AB 学科网（北京）股份有限公司 $