高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向精练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向精练，共5页。试卷主要包含了已知等内容，欢迎下载使用。







1．25 ℃、1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·ml－1自发进行的原因是( )


A．是吸热反应


B．是放热反应


C．是熵减小的反应


D．熵增大效应大于能量效应


2．已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为


ΔH－TΔS<0 反应能自发进行


ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态


ΔH－TΔS>0 反应不能自发进行


设反应A===D＋E ΔH－TΔS＝(－4 500＋11T) J·ml－1，要防止反应发生，温度必须( )


A．高于409 K


B．低于136 K


C．高于136 K而低于409 K


D．低于409 K


3．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器血。现把白锡制造的器皿放在0℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－ 2 180.9 J·ml－1，ΔS＝－6. 61 J·ml－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)( )


A．会变 B．不会变


C．不能确定 D．升高温度才会变


4．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)cC(g)＋d(D)(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )





A．ΔH<0 ΔS>0 B．ΔH>0 ΔS<0


C．ΔH>0 ΔS>0 D．ΔH<0 ΔS<0


5．图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一段时间后，如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正确的是( )





A．甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大


B．两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列


C．反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)可自发进行


D．反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)属于熵增反应


6．图甲所示的A、B两容器中分别充满两种互不反应的气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中。此过程为不伴随能量变化的自发过程。下列说法不正确的是( )





A．此过程是由混乱程度小向混乱程度大的方向变化的过程，即熵增大的过程


B．此过程为自发过程，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．此过程的逆过程也是自发进行的


7．(多选)已知：298 K、101 kPa时，


反应①：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH1＝－1 648 kJ/ml


反应②：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393 kJ/ml


反应③：2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH3＝－1 480 kJ/ml


反应④：2FeCO3(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===2CO2(g)＋Fe2O3(s) ΔH4


下列说法不正确的是( )


A．反应①②③④在热力学上自发进行的趋势都很大


B．反应①和③在较低温度下能自发进行，反应④是熵增反应


C．自发反应代表反应一定能发生，可以判断反应进行的方向，但不能确定反应速率


D．反应①表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式


8．可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)进行过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是( )





A．该反应的焓变ΔH>0，熵变ΔS<0


B．升高温度，平衡常数增大


C．由ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应能自发进行


D．升高温度，平衡向正反应方向移动


9．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。


(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s) ΔH<0，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS________(填“>”“<”或“＝”)0。


(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)


ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/ml


ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/(ml·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。


10．判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小，在横线上填选项字母。


(1)NH4NO3爆炸


2NH4NO3(s)===2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)________。


(2)水煤气转化


CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)________。


(3)臭氧的生成


3O2(g)===2O3(g)________。


A．熵增大 B．熵减小


C．不变 D．熵变很小


11．有A、B、C、D四个反应：





则在任何温度下都能自发进行的反应是__________；任何温度下都不能自发进行的反应是____________；在温度高于________℃时可自发进行的反应是________；在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。


12．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放。


(1)实验“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·ml－1)的变化：





关于该反应的下列说法中，正确的是________(填字母)。


A．ΔH>0，ΔS>0


B．ΔH>0，ΔS<0


C．ΔH<0，ΔS<0


D．ΔH<0，ΔS>0


(2)将煤加工成水煤气可降低污染并能提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，化学方程式为C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)ΔH＝＋131.3 kJ·ml－l，ΔS＝＋133.7 J·ml－1·K－1。该反应在常温下能否自发进行？________(填“能”或“不能”)。


13．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)―→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ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ/ml，ΔS(298 K)＝＋80.674 J/( ml·K)


反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ/ml，ΔS(298 K)＝＋220. 211 J/(ml·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：________________________________________________________________________。


(4)为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是________(填标号)。


A．905.2 K B．927 K


C．1 273 K D．2 000 K





1．解析：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发进行的，说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应，并且熵增效应大于能量效应。


答案：D


2．解析：要防止反应发生需满足ΔH－TΔS>0的条件，解不等式得T>409K，故A正确。


答案：A


3．解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡―→灰锡的ΔH－TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－218 0.9 J·ml－1－273 K×(－6.61 J·ml－1·K－1)＝－376.37 J·ml－l<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。


答案：A


4．解析：当T不变时，压强越大，C%越低，说明加压平衡左移，则m＋n0；压强一定时，温度越高，C%越低，说明升温，平衡左移，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0。


答案：A


5．解析：气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序方向进行，A、B项错误；根据题给信息可知，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)可自发进行，其反应前后气体的分子数不变，不属于熵增反应，C项正确，D项错误。


答案：C


6．解析：由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可知，此过程为混乱度增大，由有序到无序的过程，属于熵增大的过程，A、C项正确；由“此过程为不伴随能量变化的自发过程”可知，此过程中没有热量的吸收或放出，B项正确；此过程是自发进行的，则它的逆过程是非自发的，D项错误。


答案：D


7．解析：根据盖斯定律，可得ΔH4＝ΔH1×eq \f(1,2)＋ΔH2×2－ΔH3＝－1 648 kJ/ml×eq \f(1,2)＋(－393 kJ/ml)×2－(－1 480 kJ/ml)＝－130 kJ/ml，故反应①②③④都是放热反应且放出的热量较多，在热力学上自发进行的趋势都很大，A项正确；反应①和③都是放热的熵减反应，根据ΔH－TΔS<0可知，反应①和③在较低温度下能自发进行，反应④是气体分子数增大的反应，即熵增反应，B项正确；化学反应的自发性只能判断反应进行的方向，不能确定反应一定会发生，也不能确定反应速率，C项错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，D项错误。


答案：CD


8．解析：由题图可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应的ΔH<0，由化学方程式可知，ΔS>0，A项错误；ΔH<0，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B、D项错误；ΔH<0，ΔS>0，则ΔG<0，反应能自发进行，C项正确。


答案：C


9．解析：(1)因为2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH－TΔS<0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ/ml－T×[－75.8 J/(ml·K)]×10－3kJ/J<0，则T

答案：(1)< (2)小于1 240 K


10．解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应，(2＋4＋1)－0>0，因此该过程是熵增大的过程。(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量在反应前后未发生变化，(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小，2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。


答案：(1)A (2)D (3)B


11．解析：放热且熵增加的反应在任何温度下都能自发进行；吸热且熵减小的反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减小反应在低温下能自发进行；吸热的熵增加反应在高温下可以自发进行，反应的具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。


答案：C B 77 A －161.6 D


12．答案：(1)C (2)不能


13．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ΔH－TΔS<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；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定。(3)天然气裂解为炭黑时，ΔH－TΔS＝74.848 kJ/ml－80.674×10－3 kJ/( ml·K)×T<0，得T>927.8 K，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。天然气裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝376.426 kJ/ml－220.211×10－3kJ/(ml·K)×T<0，得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K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927.8～1 709.4 K之间。


答案：(1)高温 (2)熵变 (3)927.8～1 709.4 K (4)C


反应
A
B
C
D
ΔH/kJ·ml－1
＋10.5
＋1.80
－126
－11.7
ΔS/J·ml－1·K－1
＋30.0
－113.0
＋84.0
－105.0