第2章 第3节 化学反应的方向(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第三节　化学反应的方向 题组一　自发过程和自发反应 1.下列不属于自发进行的变化是（　　） A.红墨水加到清水中使整杯水变红 B.冰在室温下融化成水 C.电解水生成氢气和氧气 D.铁器在潮湿的空气中生锈 2.如图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一段时间后，现象如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正确的是（　　） A.甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大 B.两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列 C.反应H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）可自发进行 D.反应H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）属于熵增反应 题组二　焓变、熵变与化学反应的方向 3.（教材改编题）中国诗词博大精深，下列诗句中包含ΔH＞0、ΔS＞0的化学变化的是（　　） A.春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 B.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C.少年易老学难成，一寸光阴不可轻 D.千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 4.（2025·杭州二中高二检测）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） 5.（2024·无锡高二期中）橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图，在其拉伸过程中放热。25 ℃、101 kPa时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是（　　） A.CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g） B.NaOH的溶解 C.2H2（g）＋O2（g）2H2O（l） D.Ba（OH）2·8H2O（s）＋2NH4Cl（s）BaCl2（s）＋2NH3（g）＋10H2O（l） 6.（2025·北京汇文中学高二期中）下列说法错误的是（　　） 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 7.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），如图表示该反应过程中能量（单位为kJ·mol－1）的变化。下列关于该反应的说法，正确的是（　　） A.ΔH＞0，ΔS＞0 B.ΔH＞0，ΔS＜0 C.ΔH＜0，ΔS＜0 D.ΔH＜0，ΔS＞0 8.（2025·宝鸡中学高二月考）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）。下列说法正确的是（　　） A.步骤二的反应能否自发进行，与温度有关 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.CaO、CO2均为酸性氧化物 题组三　相关联的量与反应进行的方向 9.（2025·阜阳高二期中）反应CaCO3（s）CO2（g）＋CaO（s）的ΔH＞0，下列判断正确的是（　　） A.在常温下能自发进行 B.在高温下能自发进行 C.在任何条件下都能自发进行 D.T＞0 K时，能自发进行 10.（2025·江西名校高二期中联考）综合考虑体系的焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向。下列说法正确的是（　　） A.已知反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的正向反应能自发进行，则ΔH＞0 B.已知反应2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）在常温下能自发进行，则ΔH＞0 C.已知反应2Mg（s）＋CO2（g）C（s）＋2MgO（s）　ΔH＜0，则该反应在任意条件下均不能自发进行 D.已知反应C（s）＋CO2（g）2CO（g）　ΔH＞0，则该反应在高温下能自发进行 11.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的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1）（　　） A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡 C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡 12.（教材改编题）下列说法中，正确的是（　　） A.能够自发进行的反应一定是放热反应 B.凡是熵增大的反应都是自发反应 C.要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变 D.非自发反应在任何条件下都不能实现 13.（2025·抚州高二期中）现有以下两个热化学方程式： （l）＋H2（g）（l）　ΔH＞0　① （l）＋2H2（g）（l）　ΔH＜0　② 下列说法正确的是（　　） A.反应①②中都存在：ΔS＞0 B.反应①一定不能自发进行 C.在通常情况下，①②都能自发进行 D.反应②高温时，可自发进行 14.（2025·安徽名校高二期中联考）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 15.（2025·长沙雅礼中学高二月考改编）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应aA（g）＋bB（g）cC（g）表示的化学平衡的影响，得到如下图像（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率，φ表示体积分数）。 分析图像，回答下列问题： （1）在图像反应Ⅰ中，若p1＞p2，则此正反应为　　　　（填“放热”或“吸热”）反应，也是一个气体分子数　　　　（填“减小”或“增大”）的反应，由此判断，此反应若能自发进行，必须满足的条件是　　　　。 （2）在图像反应Ⅱ中，若T1＞T2，则该反应能否自发进行？　　　　。 16.化学反应方向的综合判据是判断反应能否自发进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据回答问题。 化学反应 ΔH/（kJ·mol－1） ΔS/（J·mol－1·K－1） ①2H2O2（aq）2H2O（l）＋O2（g） －98 ＋57.2 ②CO2（g）C（s，石墨）＋O2（g） ＋393.5 －2.86 ③HCl（g）＋NH3（g）NH4Cl（s） －176 －285 （1）根据表中数据可知：反应①在　　　　（填“高温”“低温”或“任何温度”）下能自发进行。 （2）有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？　　　　（填“是”或“否”）。阐述判断的理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）利用综合判据，计算反应③能自发进行的温度范围：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出过程）。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节　化学反应的方向 1.C　红墨水滴入清水中能使整杯水变红、冰在室温下融化成水、铁器在潮湿的空气中生锈等过程都是自发进行的，A、B、D项均属于自发进行的变化，而电解水生成氢气和氧气的反应必须通电电解才可以进行，不属于自发过程，C项符合题意。 2.C　气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序进行，A、B错误；反应H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）可自发进行，其反应前后气体的分子数不变，不属于熵增反应，C正确，D错误。 3.B　蜡炬燃烧是放热反应，ΔH＜0，有气体生成ΔS＞0，A不符合题意；石灰石受热分解是吸热反应，ΔH＞0，有气体生成ΔS＞0，B符合题意；C、D中没有涉及化学变化，C、D不符合题意。 4.B　CH4（g）含有的原子总数多，CH4（g）的摩尔质量大，所以熵值：1 mol CH4（g）＞1 mol H2（g），A错误；相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，B正确；等量的同种物质，熵值关系为S（g）＞S（l）＞S（s），C错误；金刚石的微观结构更有序，熵值更低，D错误。 5.D　拉伸过程中放热，则从拉伸状态到收缩状态的焓变为正值，且混乱度增大，熵变为正值，该过程为自发过程。A项，CaCO3分解为吸热反应，熵变为正值，但25 ℃时该过程不能自发进行；B项，NaOH的溶解放热；C项为放热反应；D项为吸热反应，且熵值增大，为自发进行的过程。 6.D　水凝结成冰的过程中，体系的混乱度减小即熵变ΔS＜0，A正确；发生离子反应的条件之一是生成气体，有气体生成时体系的混乱程度增大，ΔS＞0，B正确；化学反应有向物质内能降低、体系混乱程度增大方向进行的趋势，C正确；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。 7.C　由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即ΔH＜0，ΔS＜0。 8.A　步骤二的反应CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）为熵增的吸热反应，ΔH＞0、ΔS＞0，若要使ΔH－TΔS＜0，则高温有利于自发进行，A正确；步骤一中反应为CaO和CO2化合生成CaCO3，该反应过程中气体的物质的量减小，为熵减的反应，ΔS＜0，B错误；步骤一和步骤二的条件不同，不互为可逆反应，C错误；CaO和盐酸反应生成氯化钙和水，属于碱性氧化物，CO2为酸性氧化物，D错误。 9.B　ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反应能够自发进行，该反应ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下反应能自发进行。 10.D　反应ΔS＜0，要反应自发进行，据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，则ΔH＜0，A错误；反应的ΔS＜0，在常温下能自发进行，据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，则ΔH＜0，B错误；反应的ΔH＜0，ΔS＜0，据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，则需要低温的条件自发进行，C错误；反应ΔH＞0，ΔS＞0，据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，则需要高温的条件自发进行，D正确。 11.A　在0 ℃、100 kPa条件下，白锡→灰锡，其ΔG＝ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×（－6.61 J·mol－1·K－1）＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 12.C　由ΔG＝ΔH－TΔS＜0知，反应可自发进行，说明反应进行的自发性需综合考虑体系的焓变和熵变，而非自发反应在一定条件下可以实现，选C。 13.B　由题中热化学方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A错误；反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，任何温度下反应都不能自发进行，B正确；由B项可知，反应①在任何温度下都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH－TΔS＜0，即反应②低温时可自发进行，C、D错误。 14.A　根据自由能判据，正反应自发进行的条件是ΔG＝ΔH－TΔS＜0，T＜ K≈276.4 K，故300 K时反应不能自发进行，A项符合题意。 15.（1）放热　减小　低温　（2）能自发进行 解析：（1）反应Ⅰ中，恒压下升高温度，α（A）减小，即升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0；由p1＞p2知，恒温时增大压强，α（A）增大，说明此反应为气体分子数减小的反应，即为熵减反应，ΔS＜0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。（2）反应Ⅱ中，恒温下压强对φ（A）没有影响，说明压强变化不影响反应平衡，此反应为气体分子数不变的反应，反应过程中熵变很小，ΔS≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高φ（A）越大，说明升高温度平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，则ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行。 16.（1）任何温度　（2）否　该反应为吸热、熵减的化学反应，在任何温度下都不能自发进行　（3）ΔH－TΔS＜0，则－176 kJ·mol－1＋0.285 kJ·mol－1·K－1T＜0，解得T＜617.5 K＝344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能自发进行 解析：（1）由表中数据可知，反应①2H2O2（aq）2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＜0，ΔS＞0，反应①在任何温度下都能自发进行。（2）由表中数据可知，反应②CO2（g）C（s，石墨）＋O2（g）的ΔH＞0，ΔS＜0，在任何温度下都有ΔH－TΔS＞0，在任何温度下都不能自发进行。（3）反应③的ΔH＝－176 kJ·mol－1，ΔS＝－285 J·mol－1·K－1，ΔH－TΔS＜0，则－176 kJ·mol－1＋0.285 kJ·mol－1·K－1T＜0，T＜617.5 K＝344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能自发进行。 学科网（北京）股份有限公司 $