2.3 化学反应的方向(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

第三节　化学反应的方向 ◆ 学习任务　化学反应的方向 1.化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 (　) A.墨汁加到清水中使整杯水变黑 B.水在0 ℃以下结为冰 C.常温下,石灰石转化为生石灰 D.铁器在潮湿的空气中生锈 2.下列几个过程中,属于熵减的变化是 (　) A.干冰的升华 B.NaCl固体溶于水 C.2Na+Cl22NaCl D.NH4ClNH3↑+HCl↑ 3.[2026·安徽宿州高二联考] 下列说法中正确的是 (　) A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的过程 B.能够自发进行的反应一定是放热反应 C.ΔH<0的反应均是自发进行的反应 D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程 4.下列有关说法正确的是 (　) A.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH>0 B.强酸与强碱溶液中和反应的活化能很高,所以化学反应速率很大 C.恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行 D.1 mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(l)]<S[H2O(g)] 5.[2026·湖北名校协作体高二联考] 下列自发反应的能量变化符合图示的是 (　) A.2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) B.4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(g) 4Fe(OH)3(s) C.2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) D.Mg(s)+2HCl(aq)MgCl2(aq)+H2(g) 6.[2026·广东深圳外国语学校高二期中] 下列有关判断错误的是 (　) A.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0,故低温自发 B.接触法制硫酸中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,故低温自发,温度越低越节约成本 C.反应C(s)+CO2(g)2CO(g)常温下不能自发,故该反应的ΔH>0 D.“雷雨肥庄稼”中N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0一定条件下自发,故ΔS>0 7.已知在100 kPa、298.15 K时石灰石的分解反应为CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH=+178.3 kJ·mol-1,ΔS=+160.4 J·mol-1·K-1(假设ΔH和ΔS不随温度变化而变化)。回答下列问题: (1)在100 kPa、298.15 K时该反应　　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  (2)根据本题反应数据分析,温度　　　　　(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。  (3)若温度能决定反应方向,则该反应自发进行的最低温度是　　　　　　(保留一位小数)。  8.氧元素是在自然界中分布最广的元素,氧气在生产生活中有广泛的应用。1 mol O2随温度升高时的熵(S)的变化如图所示,下列说法不正确的是 (　) A.由图可知,1 mol O2(g)的熵值不是定值 B.物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关 C.熵值由94 J·K-1·mol-1→170 J·K-1·mol-1的过程:O2由液态转化为气态 D.相同温度和压强下,O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小 9.甲烷、水蒸气重整过程的反应体系复杂,主要发生的反应如下: 甲烷、水蒸气重整反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH1=+206.29 kJ·mol-1 水汽反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2 甲烷、水蒸气直接重整反应Ⅲ:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　ΔH3=+164.9 kJ·mol-1 甲烷水蒸气重整过程中ΔG随温度变化趋势如图所示。下列说法错误的是 (　) A.反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.39 kJ·mol-1 B.在500 ℃时,水汽反应能自发进行,甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应不能自发进行 C.甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应的ΔS均大于0 D.加压和升温均有利于提高甲烷、水蒸气重整反应的速率和提高甲烷的平衡转化率 10.N2O5是一种新型硝化剂,在T1温度下可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH>0。T1温度下的平衡常数为K1=125。下列说法错误的是 (　) A.该反应的ΔS>0 B.该反应在高温下可自发进行 C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若K1<K2,则T1>T2 D.T1温度下,在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol N2O5,4 mol NO2,1 mol O2,此时反应将向正反应方向进行 11.氮化硼(BN)是重要的无机材料,可通过如下两种反应制得。 反应Ⅰ:2B(s)+N2(g)2BN(s) 反应Ⅱ:B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g) 已知反应Ⅰ常温下自发,反应Ⅱ常温下不自发,B(s)、BN(s)、B2O3(s)熔点分别约为2300 ℃、3100 ℃、450 ℃,下列说法正确的是 (　) A.反应Ⅰ的ΔS>0,ΔH>0 B.常温下反应Ⅰ的ΔG<0,因此化学反应速率快 C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节　化学反应的方向 1.C　[解析] 墨汁浓度大于水,微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化,A不符合题意;水的凝固点为0 ℃,水在常温下是液体,水在0 ℃以下结为冰,是自发进行的物理变化,B不符合题意;石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行,常温下,该变化过程不是自发进行的,C符合题意;铁在潮湿的空气中生锈是自发进行的变化,D不符合题意。 2.C　[解析] 干冰的升华是固体变化为气体,熵增大,故A不符合;NaCl固体溶于水生成氯离子和钠离子,混乱度增大,熵增大,故B不符合;2Na+Cl22NaCl反应中气体分子数减小,熵减小,故C符合;NH4ClNH3↑+HCl↑反应后生成气体,反应的熵增大,故D不符合。 3.A　[解析] 同种物质的熵值,液态大于固态,故冰在室温下自动融化成水,这是熵增的过程,A正确;反应是否自发进行要根据焓判据和熵判据综合判断,ΔH<0的反应不一定都是自发反应,故B、C错误;反应是否自发进行要根据焓判据和熵判据综合判断,ΔH-TΔS<0的反应属于自发反应,ΔS<0的反应也可能自发进行,故D错误。 4.D　[解析] 反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,又因为该反应ΔS<0,则该反应的ΔH<0,A错误;强酸与强碱溶液的中和反应在常温下即可迅速完成,说明强酸和强碱的中和反应的活化能较小,B错误;恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应,都有ΔG=ΔH-TΔS<0,则一定可以自发进行,C错误;相同物质的量的同种物质,气态熵值高于液态熵值,D正确。 5.C　[解析] 由图可知,该自发反应的焓变大于零,由于反应自发进行,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行,则需要反应熵变大于零。A中反应为气体分子数减少的反应,熵变小于零,A错误;B中反应为气体分子数减少的反应,熵变小于零,B错误;C中反应生成气体,分子数增大,熵变大于零,且为分解反应,需要吸收热量,焓变大于零,C正确;D中反应生成气体,分子数增大,熵变大于零,但该反应为金属和盐酸制氢气的反应,为放热反应,焓变小于零,D错误。 6.B　[解析] 合成氨反应ΔH<0,正反应气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发,可判断为低温自发,A项正确;2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,且ΔS<0,低温时ΔG<0,但工业生产需高温提高速率和催化剂活性,低温下反应速率过慢,不利于产品产出,B项错误;反应C(s)+CO2(g)2CO(g)在常温下不能自发,且ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发,可判断该反应为吸热反应,ΔH>0,C项正确;反应N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0一定条件下能自发进行,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发,则ΔS>0且高温条件下能满足ΔG<0,D项正确。 7.(1)不能　(2)能　(3)1 111.6 K [解析] (1)ΔG=ΔH-TΔS=(+178.3 kJ·mol-1)- 298.15 K×(+160.4×10-3 kJ·mol-1·K-1)≈+130.5 kJ·mol-1>0,所以该反应在100 kPa、298.15 K时不能自发进行。 (2)因为该反应的ΔH>0、ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS可知,在温度较高时,ΔG可能小于0。 (3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应能自发进行可知,该反应自发进行的最低温度T=≈1 111.6 K。 8.D　[解析] 由图知,1 mol O2(g)的熵值随温度的升高而增大,则1 mol O2(g)的熵值不是定值,A正确;其他条件相同时,混合物的熵值大于纯净物,当物质的组成和物质的量相同时,熵值大小关系为气态>液态>固体,当物质的组成、物质的量和状态相同时,温度越高,熵值越大,即物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关,B正确;同一种物质,其熵值大小关系为气态>液态>固体,图像中出现的熵值有59 J·K-1·mol-1→67 J·K-1·mol-1、94 J·K-1·mol-1→170 J·K-1·mol-1的两个突变,是氧气状态的改变导致的,其中熵值由94 J·K-1·mol-1→170 J·K-1·mol-1是氧气由液态变为气态的过程,C正确;在同温同压下,物质的熵值的大小和其物质的量成正比,而由于三者的物质的量大小关系未知,故其熵值大小无法比较,D错误。 9.D　[解析] 根据盖斯定律知,反应Ⅱ=反应Ⅲ-反应Ⅰ,则反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.39 kJ·mol-1,A正确;由图知500 ℃时,水汽反应的ΔG<0,反应可自发进行,甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应的ΔG>0,反应不能自发进行,B正确;甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应均为气体分子数增大的反应,ΔS均大于0,C正确;加压和升温均能提高甲烷、水蒸气重整反应的速率,加压会使平衡逆向移动,使甲烷的平衡转化率降低,D错误。 10.C　[解析] 由热化学方程式知,该反应为气体分子数增加的反应即熵增反应,则ΔS>0,A正确;该反应ΔH>0,ΔS>0,若可以自发进行,需ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应在高温下可自发进行,B正确;该反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大,若K1<K2,则T1<T2,C错误;此刻浓度商Q===64,Q<K1,则此时反应将向正反应方向进行,D正确。 11.D　[解析] 反应Ⅰ是气体分子数减小的熵减反应,ΔS<0且常温下能自发,则ΔH<0,故A错误;常温下反应Ⅰ的ΔG<0,说明反应可以自发进行,但不能判断反应速率的快慢,故B错误;反应Ⅱ在常温下不能自发进行,催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应,故C错误;结合反应Ⅰ、反应Ⅱ及各物质的熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $