第2章 第3节 化学反应的方向-(配套练习)【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
[对应知能达标训练P29]
说明:选择题每题3分;非选择题共30分,本试卷共57分。
[基础训练]
1.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
解析 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;诗词中没有涉及化学变化,C、D不符合题意。
2.下列内容与结论相对应的是( )
选项 | 内容 | 结论 |
A | H2O(g)变成H2O(l) | 该过程的ΔS>0 |
B | 常温下,硝酸铵固体溶于水可自发进行 | 该过程的ΔS>0 |
C | 一个反应的ΔH>0,ΔS>0 | 反应一定不能自发进行 |
D | H2(g)+F2(g)===2HF(g)的ΔH=-271 kJ·mol-1,ΔS=+8 J·mol-1·K-1 | 反应在任意温度下都不能自发进行 |
解析 B 物质由气态变为液态,体系混乱度减小,即ΔS<0,A项不符合题意;硝酸铵固体溶于水是吸热过程,可自发进行,说明ΔS>0,B项符合题意;ΔH>0,ΔS>0,根据复合判据可知,高温时ΔH-TΔS<0,即高温条件下,反应能自发进行,C项不符合题意;由ΔH<0,ΔS>0知,ΔH-TΔS<0,故该反应在任意温度下都能自发进行,D项不符合题意。
3.下列说法正确的是( )
A.1 g水蒸气→1 g液态水→1 g冰,熵依次增加
B.自发进行的反应一定迅速
C.对于气体反应,其他条件不变,增大压强反应速率加快,与活化分子百分数无关
D.可逆反应,若总键能:反应物>生成物,则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率
解析 C 体系混乱度越大,熵值越大,从1 g水蒸气→1 g液态水→1 g冰,熵依次减小,A错误;反应能否自发进行取决于焓变和熵变,与反应速率无关,自发反应,反应速率可能快也可能慢,B错误;其他条件不变,增大压强,单位体积内活化分子数增加,活化分子百
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分数不变,C正确;可逆反应,若总键能:反应物>生成物,说明反应吸热,则升高温度平衡正向移动,反应物的转化率增大,D错误。
4.下列关于TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)⥫⥬TiCl4(g)+2CO(g) ΔH<0的说法正确的是( )
A.上述反应的ΔS<0
B.上述反应的平衡常数K=
C.及时分离TiCl4可加快反应达到平衡状态
D.上述反应中每生成1 mol CO,转移电子的数目为2×6.02×1023
解析 D 该反应的正反应是气体分子数增大的反应,则ΔS>0,A错误;平衡常数表达式的分子中缺少 TiCl4(g),B错误;及时分离出 TiCl4可使平衡正向进行程度增大,不能加快反应速率,故不能缩短反应达到平衡状态所需的时间,C错误;由热化学方程式可知,每生成1 mol CO时,C元素由0价升高到+2价,转移2 mol电子,D正确。
5.已知:(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
B.该反应熵增,所以一定可以自发进行
C.该反应中ΔS>0,所以高温可以自发进行
D.自发进行的反应可能是放热反应,不能自发进行的反应都是吸热反应
解析 C 该反应为吸热反应,ΔH>0、ΔS>0,由反应自发进行的复合判据可知,当高温时可以自发进行,所以A错误、C正确;该反应ΔS>0、ΔH>0,只有当ΔH-TΔS<0时才能自发进行,即高温时才能自发进行,所以B错误;无论放热反应还是吸热反应只要ΔH-TΔS<0就能自发进行,所以D错误。
6.下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大
C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、1.01×105Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增反应
解析 C C项,体系都有从有序自发转变为无序的倾向,此过程为熵增过程,故错误。
7.在电子工业中,清洗硅片上的SiO2(s)的反应是
SiO2(s)+4HF(aq)===SiF4(g)+2H2O(g)
ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol-1
ΔS(298.15 K)=-75.8 J/(mol·K)
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设ΔH和ΔS不随温度变化,则此反应能自发进行的最高温度为( )
A.1.24×106 K B.1.24×103 K
C.3.36×103 K D.2.48×103 K
解析 B 反应能自发进行,则ΔH-TΔS<0,即有ΔH-TΔS=-94.0 kJ·mol-1-T×[-75.8 J·mol-1·K-1×10-3 kJ·J-1]<0,则T<≈1.24×103 K,B满足题意。
8.(10分)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,根据下表数据回答下列问题。
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__________下(填“高温”“低温”或“任何温度”)正向能自发进行。(2分)
(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_______________________________
___________________________________________________________。(4分)
(3)利用综合判据,计算反应③能正向自发进行的温度范围_____________________
_________________________________________________________。(写出过程)(4分)
解析 (1)由表中数据可知,反应①2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)的ΔH>0,ΔS>0,在任何温度下都有ΔH-TΔS<0,所以反应①在任何温度下,都能正向自发进行;(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,所以在任何温度下都不能正向自发进行,故:不可行,该反应为吸热、熵减的化学反应,在任何温度下都不能正向自发进行;(3)反应③的ΔH=-176 kJ·mol-1,ΔS=-285 J·mol-1,ΔH-TΔS<0,则-176+0.285T<0,T<617.5 K ≈ 344.5 ℃,即低于344.5 ℃时反应③能正向自发进行。
答案 (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正向自发进行
(3)ΔH-TΔS<0,则-176+0.285T<0,解得T<617.5 K≈344.5 ℃,即低于344.5 ℃时反应③能正向自发进行
[能力提升]
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