2.3 化学反应的方向-【经纶学霸】2026-2027学年高二化学选择性必修第一册4星学霸黑白题（人教版）

Ⅲ的平衡逆向移动，C0的物质的量分数也会增大，也就是说，温度升 高，C0的产量变大，则C0在含碳产物中的物质的量分数增大，故符 合这个规律的是曲线n,B错误：由图可知，温度在150℃时有利于反 应I进行，CH,0H的含量高，有利于提高CH0H的产率，但并不是 温度越低越好，因为温度太低反应速率太慢，C错误；根据题意设起 始量n(C02)=1mol,n(H2)=3mol,平衡时甲醇和C0的物质的量 相等，设CH,0H的物质的量为x,则C0的物质的量也为x,270℃时 C02的转化率为25%，则平衡时C02的物质的量为0.75mol,根据碳 守恒：0.75mol+2x=1mol,解得x=0.125mol,根据氧守恒，水的物质 的量为2mol-0.75mol×2-0.125mol-0.125mol=0.25mol,根据氢守 恒，氢气的物质的量为3×2-0.125×4-0.25×2 ol=2.5mol,则反应后 2 总的物质的量为0.75mol+0.125mol+0.125mol+2.5mol+0.25mol= 3.75ml,则平衡体系中H,的体积分数为x100%≈6,76 D正确。 第二节 强化提优练 黑题阶段复习练 题号123456 答案CCD D C D 1.C解析：大量饮水不会导致NaUr增多，也就不会增大痛风病发作 的可能性，C错误。 2.C解析：2NO,一N,0,是放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO, 浓度增大，颜色加深，故在热水中比冷水中颜色深，此处是平衡的移 动，能用勒夏特列原理解释，A项不符合题意；加压瞬间NO2浓度增 大，颜色加深，后平衡正向移动，向生成N204方向移动，N02浓度减 小，故颜色又变浅，B项不符合题意；I2(g)+H2(g)一2HⅢ(g),两 边气体化学计量数之和相等，加压平衡不移动，此处颜色加深是因 为加压体积缩小，碘单质的浓度增大了，与平衡移动无关，C项符合 题意；NH3(g)+H20=NH3·H20=NH4+OH,加氢氧化钠固 体就是增加OH的浓度，化学平衡向左移动，释放出NH,D项不符 合题意：答案选C。 3.D解析：Ni是固体，增加Ni的物质的量，平衡不移动，C0的转化率 不变，A错误：平衡常数只与温度有关，25℃达到平衡时，增大压强 (体积变小)，K值不变，B错误；恒温恒压充人N,容器体积变大，相 当于减压，平衡逆向移动，C错误：80℃达到平衡时，升高温度， (正)、（逆）均增大，平衡常数减小，可知平衡向逆反应方向移动， D正确。 4.D解析：根据题表数据可知，在相同的压强下，升高温度，A的转化 率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热 反应。该反应的正反应为气体体积减小的反应，在相同的温度下，增 大压强，A的转化率增大，则P2>P1。升高温度，A的转化率降低，化 学反应速率增大，所以500℃时先达到平衡，A正确：压强一定时，升 高温度，平衡逆向移动，C的百分含量减小，温度一定时，增大压强 平衡正向移动，C的百分含量增大，B正确；升高温度，"正"逆均增 大，但吸热反应方向递增大的程度大，即逆>正，所以平衡逆向移 动，经过一段时间后反应达到新的平衡，C正确；增大压强，正”逆均 增大，但正>心速，平衡正向移动，最终达到新的平衡状态，D错误。 5.C解析：由图(I)可知，A和B的物质的量浓度减小，C的物质的量 浓度增加，则A、B为反应物，C为生成物，由反应的浓度的变化量之 比等于化学计量数之比可得：△c(A):△c(B):△c(C)=0.2mol·L-1: 0.6mol·L-1:0.4mol·L-1=1:3:2,则反应的化学方程式为 A(g)+3B(g)=→2C(g)。由图（Ⅱ）可知T1>T2,升高温度B的体积 分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则 K1<K2,A错误；(t1+10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气 体，体积增大，相当于减压，气体分压减小，则平衡向逆反应方向移 选择性必修第一册·RJ 动，B错误；从等效平衡的角度考虑，T℃时，在相同容器中，若由 0.4mol·L-1A、0.4mol·L-1B和0.2mol·L1C反应，完全等效于 0.5mol·L1A、0.7mol·L-1B反应，则会达到相同的平衡状态，所 以达到平衡后，C的浓度仍为0.4mol·L1,C正确：由图（Ⅱ）可知 T1>T2,升高温度B的体积分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方 向移动，则A的转化率减小，D错误。 6.D解析：化学平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，甲、 乙两容器的反应温度相同，平衡常数相等，A错误：若打开活塞K,相 当于等压条件，与原来的乙等效，故反应后总体积为2.6L×2=5.2L, 所以达平衡时乙容器的体积为5.2L-2L=3.2L,B错误；由于反应 物A与B是按照1：2通入的，且二者的转化率相等，所以这个过程 中A与B的体积分数之比恒为1：2，不能判断反应是否达到平衡状 态，C错误；乙变成恒压，达平衡时，乙的体积为2.6L,平衡时混合物 的物质的量之和为开始时的1.3倍，利用三段式计算得平衡时A的 物质的量为0.55mol;甲保持恒容，相当于达到平衡状态后再进行加 压，平衡将逆向移动，A的转化率减小，所以平衡时甲容器中A的物 质的量大于0.55mol,D正确。 7.(1)③④(2)逆反应方向<(3)①<②T3前反应未达到平衡， 随着温度升高，反应速率加快，N0的转化率增大③户 4 解析：(1)①容器中S02、02、S03共存只能说明是可逆反应，不能说 明反应达到平衡：②单位时间内生成2molS02的同时消耗 2molS03,说明三氧化硫消耗和二氧化硫生成速率相等，由化学方 程式知消耗三氧化硫和生成二氧化硫的速率无论是否平衡都会相 等，不能据此判断反应是否平衡：③该反应前后气体分子总数发生变 化，反应容器中压强不随时间变化，说明反应物和生成物浓度维持不 变，反应达到平衡：④该反应中有热量变化，容器中温度恒定不变说 明放出和吸收的热量相等，反应达到平衡；⑤反应是否平衡和物质的 浓度没有关系，容器中S02、02、S03的物质的量之比为2：1：2，不 能说明反应达到平衡。（2)该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆 反应方向移动，k正、k逆为速率常数，只与温度有关，温度升高，"正< v逆，浓度不变，则k正增大的倍数<k逆增大的倍数。(3)①通过图形 可知T3时C0转化率最大，反应达到平衡，T1到T3转化率增大的原 因是温度升高反应速率加快，T3到T,转化率降低的原因是平衡逆 向移动，所以该反应是放热反应△H<0:②由图可知，T3前反应中C0 的转化率随温度升高而增大，原因是T3前反应未达到平衡，随着温 度升高，反应速率加快，NO的转化率增大；③已知c点时容器内的压 强为P,该反应达到平衡，一氧化碳转化率为50%。 C0(g)+2H2(g)==CH30H(g) 起始浓度(mol·L-1) 1 变化浓度(mol·L-1)0.5 1 0.5 平衡浓度(mol·L-1)0.5 1 0.5 .5 P(CH3OH) pX 2 4 K。 p(C0)知(H)2=0.5 px2×p2x4 第三节化学反应的方向 白题基础过关练 题号12345 答案D C DDC 1.D解析：自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，A错误；高温 条件下△H-T△S<0的反应也能自发进行，则需要加热才能进行的过 程可能是自发过程，B错误；高温条件下，焓变大于零、熵变大于零的 反应的△H-T△S小于0，反应能自发进行，C错误；焓变小于零而嫡 变大于零的放热反应，任何条件下反应的△H-T△S都小于0，反应能 自发进行，D正确。 黑白题22 2.C解析：焓变是与化学反应进行的方向有关的因素之一，但不是决 定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应方向的焓 变的数值相等，但是符号（变化趋势）相反，故A、B项错误：△H>0, 说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确：焓变只表示 化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性， D项错误。 3.D解析：氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应，反应能够自发进行 是因为其熵值增加，主要是熵判据，故A错误；2N205(g)一 4N02(g)+02(g)△H=+56.7kJ·molP,反应焓变大于0，为吸热反 应，该反应的嫡值增加，反应能够自发进行是因为其嫡值增加，主要 是熵判据，故B错误；(NH4)2CO3(s)一NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ·mo1,反应为吸热反应，该反应的熵值增加，反应能 够自发进行是因为其嫡值增加，主要是嫡判据，故C错误；2H2(g)+ 02(g)-2H20(1)△H=-285.8kJ·mol-1,该反应熵值减小，反 应为放热反应，反应能够自发进行是因为其焓变小于0，主要是焓判 据，故D正确。 4.D解析：根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两 个容器中”可知，该过程为混乱程度增大，由有序到无序的过程，即 熵增大的过程，故A正确：根据题意“中间活塞打开，两种气体分子 逐渐都扩散到两个容器中，这是一个不伴有能量变化的自发过程” 可知，该过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出，故B正确； 根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中” 可知，该过程为由有序到无序的过程，属于熵增加、混乱程度增大的 过程，故C正确；由题意知该过程中△H=0、△S>0,所以△H-TAS<0, 可知该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，即该过程不是自 发可逆的，故D错误。 5.C解析：根据热化学方程式可知，该反应气体体积增加，混乱度增 大，即△S>0,该反应高温下能正向自发进行，根据△G=△H-T△S<0 可自发进行，推出△H>0。故选C。 四归纳总结 △H<0且△S>0的化学反应在任何温度下都能自发进行，△H<0 且△S<0的化学反应能在低温条件下自发进行，△H>0且△S>0的化 学反应能在高温条件下自发进行，△H>0且△S<0的化学反应不能 自发进行。 6.(1)<(2)>(3)能(4)减小逆反应 解析：(1)根据图像可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总 能量，则Q<0。(2)该反应中，反应物气体分子数小于生成物气体分 子数，则熵变△S>0。(3)该反应为熵增的放热反应，一定能自发进 行。(4)对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。 黑题应用提优练 题号 2 3 4 答案CDD 1.C解析：反应能否自发进行需通过焓判据和熵判据进行综合分析， △H>0且△S<0的反应在任何温度下均不能自发进行，C错误。 2.D解析：干冰在云层中的变化是一个熵增、吸热、能自发进行的变 化。A项是熵减、放热、能自发进行的变化，不符合题意，错误；B项 是熵增、放热、能自发进行的变化，不符合题意：C项是熵增、放热、能 自发进行的变化，不符合题意；D项是熵增、吸热、能自发进行的变 化，符合题意。 3.D解析：Ca0和C02反应为放热反应，A错误；步骤一中反应为Ca0 和C02化合生成CaC03,为嫡减的反应，△S<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；步骤二的反应为 CaC0,高逼Ca0+C0,↑，为熵增的吸热反应，若要使AG=AH-TAS< 0,则高温有利于自发进行，D正确。 正本参考答案 4.C解析：生成物气体化学计量数之和小于反应物气体化学计量数 之和，所以△S<0,则-TAS>0,根据△G=△H-TAS,因为能满足△G<0, 所以△H<0,A正确；△G越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时 两反应的△G相等，之后两反应的△G大小关系发生变化，则反应主 次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；反 应①的△S>0,则-△S<0,△G和T成反比，所以斜率小于0，l2对应反 应①，C错误；当温度低于983K时，11的△G更小，所以以反应②为 主，产物以C02为主，D正确。 5.(1)高温(2)熵变(3)927.8~1709.4K(4)C 解析：(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在 高温下才会有△H-T△S<0,所以反应①在高温下能自发进行。 (2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行：而嫡增有利于反应的 自发进行，所以反应①能否自发进行由嫡变决定。(3)天然气裂解 为炭黑时，△1-T△S=74.848k·mol1-80.674x103k·(mol·K)-1×T< 0,得T>927.8K,即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K;天然 气裂解为乙炔时，△H-T△S=376.426kJ·mol-1-220.211× 103kJ·(mol·K)-1×T<0,得T>1709.4K,即温度高于1709.4K 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927.8~1709.4K之间。(4)根据(3)，为了提高甲烷的碳化程度， 最合适的温度选C项。 第四节 化学反应的调控 白题 基础过关练 题号1 2 5 答案ABCC 1.A解析：适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氮气的平 衡转化率，A正确；合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高，反应 速率加快，但合成氨的转化率降低，B错误；铁触媒是催化剂，能使氮 气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改 变平衡转化率，C错误：将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利 于提高氨的产率，D错误。 2.B解析：合成氨的反应是气体体积减小的、放热的可逆反应。①净 化干燥的目的是减少副反应的发生，提高产物的纯度，不能提高原 料转化率，故不符合；②增大压强，平衡向正反应方向移动，可提高 原料的转化率，故符合题意；③催化剂只改变反应速率，不影响平衡 状态，不能提高原料转化率，故不符合：④把生成物氨气及时分离出 来，可以促使平衡向正反应方向移动，提高原料转化率，故符合题 意；⑤通过氮气和氢气的循环使用，可以提高原料的利用率，故符合 题意；即②④⑤正确：答案选B。 3.(1)0.08mol·L-1·min-175%(2)<(3)否> 解析：T℃时，若在容积为2L的密闭恒容容器中充人0.8molN2(g) 和1.6molH2(g),5min后达到平衡，测得N2的浓度为0.2mol·L1,则此 段时间内消耗0.4mol氮气，根据反应方程式可知，反应消耗 1.2molH2,生成0.8mol氨气。(1)反应速率(NH,)F2Lx5min 0.8 mol 0.08mol·L·min1,H2的转化率为2m ×100%=75%。(2)已 1.6m0 0.8 3 2 知300℃时K=0.86,T℃时K= =100,正反应放 1.6-1.2 13 0.2x2 热，温度越高平衡常数越小，反应温度T<300。(3)若向平衡后的体 系中同时加入1.2molN2、1.6molH2、1.2 mol NH.3,Q= 0.8+1.2）2 2 =1.25<K=100,该反应没有达到平 衡状态，反应正向进行，此时正>逆。 黑白题23第三节 白题基础过关练 知识点1自发过程与自发反应 1.(2024·淅江嘉兴高二月考)下列关于自发过 程的叙述正确的是 () A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过 程才是自发过程 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发 过程 C.能自发进行的反应一定是放热反应 D.焓变小于零而嫡变大于零的反应肯定是自 发的 知识点2反应焓变与反应方向 2.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是 () A.化学反应的焓变与其反应的方向无关 B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D.焓变为负值的反应都能自发进行 3.下列自发反应可用焓判据来解释的是() A.氢氧化钡和氯化铵的反应 B.2N20,(g)-4N02(g)+02(g) △H=+56.7kJ·mol-1 C.(NH)2CO3(s)-NHHCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ·mol D.2H2(g)+02(g)=2H20(1) △H=-285.8kJ·mol 知识点3反应熵变与反应方向 4.(2023·浙江杭州高二月考)在图1中的A、B 两容器中，分别收集着两种互不作用的理想 气体。若将中间活塞打开（如图2所示），两 种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是 一个不伴随能量变化的自发过程。下列关于 此过程的说法不正确的是 学反应的方向 限时：15min 图2 理想气体的自发混合 A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的 方向变化的过程，即嫡增大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收 或放出 C.此过程从有序到无序，混乱度增大 D.此过程是自发可逆的 知识点4化学反应方向的判断 5.生产合成气的反应：C(s)+H,0(g) C0(g)+H,(g)在高温时才能正向自发进行。 下列对该反应过程的△H、△S判断正确的是 ( A.△H>0,△S<0 B.△H<0,△S<0 C.△H>0,△S>0 D.△H<0,△S>0 6.在化学反应A(g)+B(g)→2C(g)+D(g) △H=QkJ·mol1过程中的能量变化如图所 示，回答下列问题。 能量 A(g)+B(g) 2C(g)+D(g) 反应过程 (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 (2)嫡变△S 0(填“>”“<”或“=”）。 (3)该反应 (填“能”或“不能”)自 发进行。 (4)升高温度，平衡常数K (填“增 大”“减小”或“不变”)，平衡向 (填 “正反应”或“逆反应”)方向移动。 黑白题057 黑题应用提优练 1.下列说法错误的是 ( A.冰在室温下自动融化成水，是熵增的过程 B.常温下，Ba(OH)2·8H,0+2NH,Cl= BaCL2+2NH3↑+10H,0即可自发进行的 主要原因是该反应为熵增的过程 C.△H>0的反应在高温下均可自发进行 D.△H<0且△S>0的反应在较低温度下可自 发进行 2.一定条件下，向云层中撒干冰，可增大云层的 降水概率，缓解地面的旱情。下列反应的焓 变、嫡变以及自发性与干冰在云层中的变化 相符的是 A.2H2(g)+02(g)=2H20(1) B.2H202(aq)=2H20(1)+02(g) C.Zn(s)+H2SOa(aq)-ZnSO,(aq)+H2(g) D.Ba (OH)2.8H2O (s)+2NH,Cl(s)- BaCl2(s)+2NH3(g)+10H20(1) 3.(2024·安徽六安高二期中)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C0,(如图所示)。下列说法中正确 的是 ( C0,含 CO,含 量高的■ 空气 ·量低的 空气 步骤一 步骤二 利用太阳能将反应器 利用太阳能将反应器加热到 加热到400℃，Ca0与 900℃，释放高浓度C02,用 CO,反应产生CaCO, 于工业制备小苏打等产品 A.步骤一中生成CaC0,的反应为吸热反应 B.步骤一中反应的△S>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 4.焦炭常用于治炼工业。已知反应①：2C(s)+ 02(g)—2C0(g);反应②：2C0(g)+02(g) =2C02(g）,反应①、②的反应趋势与温度 选择性必修第一册·RJ 限时：20min 关系如图所示。下列说法错误的是() ↑△G/kJ·mo -200 -400 -600 273983 T哌 A.反应②2C0(g）+02(g)=2C02(g)的 △S<0,△H<0 B.983K是两个反应主次趋势变化的转折点 C.1对应反应① D.当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产 物以反应②生成C0,为主 6 已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发 生如下两个裂解反应：①CH4(（g)一 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，查阅资料，得 到如下热力学数据： 反应①的△H(298K)=+74.848kJ·mol1, △S(298K)=+80.674J·(mol·K)-1 反应②的△H(298K)=+376.426kJ·mol-1, △S(298K)=+220.211J·(mol·K)- 已知，上述反应的焓变和熵变随温度变化很 小。请帮助这位同学回答下列问题： (1)反应①在 (填“高温”或“低 温”)下能自发进行。 (2)反应①能否自发进行是由 (填 “焓变”或“熵变”)决定的。 (3)制取炭黑的允许温度范围是 (4)为了提高甲烷的碳化程度，下列温度最合 适的是 (填字母)。 A.905.2K B.927K C.1273K D.2000K 进阶突破拔高练P08 黑白题058