（课时作业）第二章 03 第三节 化学反应的方向-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第三节　化学反应的方向 题组一　焓变与熵变 1.[2025·辽宁大连滨城高中联盟高二联考] 下列词语描述中,属于ΔH<0、ΔS>0的化学变化的是 (　) A.春风化雨 B.滴水成冰 C.蜡炬成灰 D.聚沙成塔 2.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(金刚石,s)>1 mol C(石墨,s) 3.如图甲所示A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开,两种气体分子立即都占据了两个容器,如图乙所示。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 (　) A.此过程是从混乱程度小向混乱程度大的变化,即熵增的过程 B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此过程从有序到无序,混乱度增大 4.[2025·浙江鳌江中学等高二联考] 下列说法不正确的是 (　) A.1 mol NH3在不同状态时的熵值: S[NH3(l)]<S[NH3(g)] B.NaHCO3受热分解过程:ΔS>0 C.自发进行的化学反应一定迅速 D.若某反应的ΔH<0、ΔS>0,该反应在任何温度下都能自发进行 5.反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 (　) A.由A、B两点可知,T2<T1 B.从A点变到C点,平衡逆向移动,气体的颜色:A深、C浅 C.该反应ΔH>0,ΔS>0,高温下可以自发进行,室温下不能自发进行 D.B、C两点气体的平均相对分子质量:(B)=(C) 题组二　化学反应方向的判定 6.[2025·河南南阳六校高二联考] 下列关于判断过程的方向的说法正确的是 (　) A.吸热的化学变化不能自发进行 B.自发反应在任何条件下都能发生 C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程 D.只要物质的种类确定、物质的多少确定,那么熵值就是确定的 7.已知某反应为aA(g)bB(g)+cC(g)　ΔH。在某密闭容器中充入一定量A气体发生上述反应。下列推论1和2都正确的是 (　) 选项 条件 推论1 推论2 A a>b+c,ΔH<0 较低温度下能自发进行 恒容下,平衡后充入A,A的平衡转化率减小 B a<b+c,ΔH>0 较高温度下能自发进行 t0时改变的条件可能是增大压强 C a=b+c,ΔH<0 任何温度下都能自发进行 平衡后增大压强,平衡不移动,各物质浓度保持不变 D a<b+c,ΔH<0 任何温度下都能自发进行 恒压下,平衡后充入A气体瞬间,平衡向逆反应方向移动 8.假定X2与Y2都是理想气体(气体本身不占体积,不考虑气体间相互作用,不考虑碰撞能量损失),在如图所示的过程中,下列说法正确的是 (　) p1 V1 T11 mol X2+p1 V1 T11 mol Y2p1　　2V1　　T11 mol X2+1 mol Y2 A.若X2、Y2均为O2,则ΔS>0,混合过程自发进行 B.若X2、Y2均为O2,则ΔS<0,混合过程不自发 C.若X2、Y2分别为N2与O2,则ΔS>0,混合过程自发进行 D.若X2、Y2分别为N2与O2,则ΔS<0,混合过程不自发 9.已知ΔG=ΔH-TΔS(忽略ΔH、ΔS随温度的变化),若ΔG<0,则该反应可以自发进行。根据图示判断:600 ℃时,下列反应不能自发进行的是 (　) A.C(s)+O2(g)CO2(g) B.2C(s)+O2(g)2CO(g) C.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+CO2(g) 10.汽车尾气中含有CO和NO等,可以用不同的方法净化处理,防止空气污染。回答下列问题: (1)在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染,其反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH。 ①该反应在常温下能自发进行,则该反应的ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。  ②将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生上述反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示。 a点的v逆　　　　(填“>”“<”或“=”)b点的v正。c点　　　　(填“一定”或“不一定”)是平衡状态。  ③对于反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),在实验中测得v正=k正·c2(CO)·c2(NO)、v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,且只是温度的函数。 T ℃,将2 mol CO(g)和2 mol NO(g)通入容积为1 L的恒容密闭容器发生上述反应,反应达平衡时,CO(g)的转化率为50%,则当CO(g)的转化率为25%时,v正∶v逆=　　　　。  (2)二氧化铈(CeO2)对汽车尾气中CO的催化消除有较广泛的应用,同时CeO2负载贵金属(Rh)和贵金属氧化物(Rh2O3)后催化活性的变化如图所示。下列说法正确的是　　　　(填标号)。  甲 乙 A.200 ℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高 B.在相同温度下,负载Rh2O3后催化剂的活性大于负载Rh的催化剂的活性 C.催化剂的活性随着负载Rh含量的增高而增大,促进了CO催化消除反应的平衡正向移动 (3)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)。实际应用中,加入尿素的量并不是越多越好,原因是 　 ,为了避免尿素过多造成的影响,可接一个氧化催化器,则氧化催化器中反应的化学方程式为 　。  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] 春风化雨不包含化学变化,A错误;滴水成冰不包含化学变化,B错误;蜡炬成灰是放热反应,ΔH<0,烃燃烧变为CO2和水,ΔS>0,C正确;聚沙成塔不包含化学变化,D错误。 2.B　[解析] 气体的物质的量相同时,原子越多的分子的熵越大,故熵1 mol CH4(g)>1 mol H2(g),A错误;气体分子数越多熵越大,故熵1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g),B正确;相同物质的量的同种物质,液态的熵大于固态,故熵1 mol H2O(s)<1 mol H2O(l),C错误;金刚石比石墨结构更有序,故熵1 mol C(金刚石,s)<1 mol C(石墨,s),D错误。 3.C　[解析] 由题意“将中间活塞打开,两种气体分子立即都占据了两个容器”,可知该过程为混乱度增大,由有序到无序的过程,属于熵增过程,故A、D正确;由“这是一个不伴随能量变化的自发过程”,可知此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出,故B正确;由题意知该过程中ΔH=0,ΔS>0,所以ΔH-TΔS<0,可知该过程为自发过程,其逆过程不能自发进行,故C错误。 4.C　[解析] 同温度下比较时,1 mol气体的熵大于液体,故S[NH3(l)]<S[NH3(g)],A正确;NaHCO3分解生成气体(CO2和H2O),气体数目增加使体系熵增,ΔS>0,B正确;自发反应由ΔG决定,而不是由速率决定,自发反应可能很慢(如铁生锈),C错误;ΔH<0、ΔS>0时,ΔG=ΔH-TΔS始终小于0,任何温度下均自发,D正确。 5.D　[解析] 反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57 kJ·mol-1,升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大,由A、B两点可知,T2>T1,A错误;压强增大,反应N2O4(g)2NO2(g)平衡左移、NO2(g)的体积分数减小,但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大,故从A点变到C点,平衡逆向移动,气体的颜色:A浅、C深,B错误;该反应ΔH>0,ΔS>0,高温下可以自发进行,室温下只要ΔH-TΔS<0即可自发,C错误;B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等,则混合气体的平均相对分子质量:(B)=(C),D正确。 6.C　[解析] 吸热反应在某些条件下(如高温)可以自发进行,如碳酸钙分解,A错误;自发反应仅表明反应有进行趋势,但可能需要特定条件(如点燃)才能发生,B错误;焓判据(ΔH)和熵判据(ΔS)组合而成的复合判据(ΔG=ΔH-TΔS)综合考虑了能量和混乱度,比单独使用焓判据或熵判据更适合判断反应的自发进行情况,C正确;熵值不仅与物质的种类和数量有关,还受物质状态(如固态、液态、气态)影响,如1 mol H2O(l)与1 mol H2O(g)的熵值不同,D错误。 7.B　[解析] 根据复合判据,自发反应条件是ΔG=ΔH-T·ΔS<0,对气体分子数减小的放热反应,在较低温度下能自发进行;恒容下,平衡后充入A,相当于原平衡加压,平衡向正反应方向移动,A的平衡转化率增大,故A错误。对于气体分子数增大的吸热反应,在较高温度下能自发进行;t0时正、逆反应速率都增大,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,增大压强,与图相符,故B正确。对于气体分子数不变(熵变接近0)的放热反应,在任何温度下ΔG都小于0,能自发进行;增大压强,缩小容积,虽然平衡不移动,但是各物质浓度同倍数增大,故C错误。对于气体分子数增大的放热反应,任何温度下,ΔG都小于0,能自发进行;恒压下,平衡后充入A气体,A的浓度增大,而B、C的浓度减小,故平衡向正反应方向移动,故D错误。 8.C　[解析] 若X2、Y2均为O2,混合前后气体浓度、分压、温度均相同,则ΔS=0,混合过程自发进行,A、B错误;若X2、Y2分别为N2与O2,混合前后气体温度均相同,但浓度、分压均减小,则ΔS>0,混合过程自发进行,C正确,D错误。 9.C　[解析] 由图像可知,600 ℃时,C(s)+O2(g)CO2(g)的ΔG<0,反应自发进行,故A错误;600 ℃时,2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔG<0,反应自发进行,故B错误;600 ℃时,TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) 的ΔG>0,反应不能自发进行,故C正确;600 ℃时,C(s)+O2(g)CO2(g)与TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)两式相加可得TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+CO2(g) 的ΔG<0,反应自发进行,故D错误。 10.(1)①<　②<　不一定　③40.5　(2)A (3)加入尿素的量越多排放的尾气中氨的含量越高,会对空气产生污染　4NH3+3O22N2+6H2O [解析] (1)①该反应在常温下能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,根据方程式可知,该反应的正反应是气体分子数减小的反应,ΔS<0,则ΔH<0。②由ΔH<0可知,升高温度,平衡逆向移动,脱氮率减小,则a、b两点反应均未达到平衡,均为v正>v逆,反应温度越高,反应速率就越快,根据图示可知a点温度比b点低,故a点的v逆小于b点的v正。该反应的正反应为放热反应,温度越高,反应速率越快,升温化学平衡向逆反应方向移动;c点NO的转化率最高,在相同时间内反应的NO最多,只能说明反应速率最快,若在此温度下反应更长时间,则NO的转化率可能还会继续增大,最终达到平衡,c点不一定是平衡状态。③对于反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),在反应开始时c(CO)= 2 mol·L-1,c(NO)=2 mol·L-1,反应达到平衡时,CO(g)的转化率为50%,则根据物质反应转化关系可知平衡时各种气体的浓度:c(CO)=1 mol·L-1,c(NO)=1 mol·L-1,c(CO2)=1 mol·L-1,c(N2)=0.5 mol·L-1,此时正、逆反应速率相等,由于v正=k正·c2(CO)·c2(NO)、v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,且只是温度的函数,则k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),化学平衡常数K====0.5。若CO的转化率为25%,则此时各种气体的浓度:c(CO)=(2-0.5) mol·L-1=1.5 mol·L-1,c(NO)=1.5 mol·L-1,c(CO2)=0.5 mol·L-1,c(N2)=0.25 mol·L-1,v正∶v逆=×=0.5×=40.5。 (2)根据图示可知,在200 ℃时,使用复合催化剂比单一催化剂的CO的转化率大,因此催化效率更高,A正确;根据图示可知在温度为80~160 ℃下,负载Rh2O3后催化剂的活性小于负载Rh的催化剂的活性,B错误;催化剂的活性随着负载Rh含量的增高而增大,促进了CO催化消除反应的进行,使反应速率加快,但由于对正、逆反应速率的影响相同,因此不能使平衡发生移动,C错误。 (3)加入尿素的量越多排放的尾气中氨的含量越高,会对空气产生污染;为了避免尿素过多造成的影响,可接一个氧化催化器,NH3在氧化催化器中反应产生N2、H2O,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $