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）

**基本信息** 本同步练聚焦高中化学焓变、熵变及反应自发性判据，通过“基础训练+能力提升”分层设计，实现从概念辨析到综合应用的知识巩固，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|焓变熵变判断、反应自发性条件、简单计算|以诗词情境（如“蜡炬成灰”）、表格辨析（物质状态与熵变关系）巩固单一概念，7选择+1填空（含计算）夯实基础| |能力提升|综合反应分析、图表数据处理、多因素影响|结合物质转化（石墨→金刚石）、图像问题（浓度随时间变化）深化应用，2选择+2填空（含实验探究）提升科学思维|

[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) 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] 9．在298 K和100 kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为： 物质 S/(J·K-1·mol-1) ΔH/(kJ·mol-1) ρ/(kg·m-3) C(金刚石) 2.4 －395.40 3513 C(石墨) 5.7 －393.51 2260 此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0，ΔS<0 B．金刚石比石墨稳定 C．由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG<0 D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石 解析　D　由燃烧热可知： C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.40 kJ·mol-1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·mol-1，则反应C(石墨)→C(金刚石)　ΔH＝(－393.51＋395.40) kJ·mol-1＝1.89 kJ·mol-1>0，ΔS＝S(金刚石)－S(石墨)＝2.4 J·K-1·mol-1－5.7 J·K-1·mol-1＝－3.3 J·K-1·mol-1<0，A错误；物质本身具有的能量越低越稳定，反应C(石墨)→C(金刚石)是吸热反应，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，B错误；该反应ΔG＝ΔH－TΔS＝1.89 kJ·mol-1－298 K×(－3.3 J·K-1·mol-1)＝2.8734 kJ·mol-1，C错误；金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变，故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确。 10．在标准状况下，1 mol纯物质的规定熵，叫做标准摩尔熵，用符号S⊖m表示。相关数据如下表，通过数据分析得出的下列结论不正确的是(　　) 物质 N2(g) O2(g) F2(g) Cl2(g) S(J·mol-1·K-1) 191.6 205.2 173.8 186.9 物质 CO(g) NO(g) CO2(g) C2H4(g) S(J·mol-1·K-1) 197.7 210.8 213.8 219.3 A．相对分子质量相同的物质，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大 B．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大 C．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的标准摩尔熵变ΔS⊖m>0 D．推测羰基硫COS(g)的标准摩尔熵小于213.8J·mol-1·K-1 解析　D　根据表格中一氧化碳和氮气的标准摩尔熵可知，相对分子质量相同的分子，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大，A正确；根据表格中氟气和氯气的标准摩尔熵可知，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大，B正确；根据表格中的数据可知，该反应的标准摩尔熵变＝2×210.8 J·mol-1·K-1－191.6 J·mol-1·K-1－205.2 J·mol-1·K-1＝24.8 J·mol-1·K-1，故其ΔS>0，C正确；COS(g)和二氧化碳的结构相似，但是其相对分子质量较大，且对称性较差，故其标准摩尔熵大于二氧化碳的标准摩尔熵213.8 J·mol-1·K-1，D错误。 11．(10分)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________。(5分) (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________(填字母)。(5分) 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　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。(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的平均反应速率为＝0.002 5 mol/(L·min)。(2)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 12．(10分)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨气得到氢气。 方法：氨热分解法制氢气 反应2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋90.8 kJ·mol-1； (1)已知该反应的ΔS＝198.9 J·mol-1·K-1，在________(填字母)时反应能自发进行。(2分) A．25 ℃　　　　　 B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃ (2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 ①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝__________ mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)；(2分) ②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是__________(用图中a、b、c、d表示)，理由是__________；(4分) ③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝__________。(已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)⥫⥬gG(g)＋hH(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。(2分) 解析　(1)若反应自发进行，则需ΔH－TΔS<0，T>＝456.5 K，即温度应高于(456.5－273) ℃＝183.5 ℃，CD符合； (2)①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式： 2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g) 起始/mol　0.1 0 0 转化/mol　2x x 3x 平衡/mol　0.1－2x x 3x ＝，解得x＝0.02 mol，v(H2)＝＝ mol·L-1·min-1； ②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合； ③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数Kθ＝＝0.48。 答案　(1)CD　(2)①　②b　开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小　③0.48 学科网（北京）股份有限公司 $