2020-2021学年第2章 化学反应的方向、 限度与速率第1节 化学反应的方向课后作业题

第一节化学反应方向（五）

一、单选题，共15小题

1．下列说法正确的是

A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应

B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大

C．反应在室温下可自发进行，则该反应的

D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行

2．已知，当时，反应能自发进行，当时，反应不能自发进行。下列说法中正确的是

A．自发反应的实现与反应条件无关

B．熵增加且放热的反应一定是自发反应

C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应

D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是不能自发进行的反应

3．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是

A．所有的放热反应都是自发进行的

B．所有的自发反应都是放热的

C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素

D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素

4．下列说法正确的是

A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能

B．反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应

C．3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023

D．锌与稀硫酸反应时，在溶液中加入CuSO4，反应速率不变

5．反应CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1，则下列正确的是

A．ΔH>0，ΔH-TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH-TΔS>0

C．ΔH>0，ΔH-TΔS>0 D．ΔH<0，ΔH-TΔS<0

6．下列变化过程为熵增的是（   ）

A．2NH4NO3(s）=2N2(g)+4H2O(g)+O2(g) B．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) D．3O2(g)=2O3(g)

7．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是（    ）

A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1

B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1

C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1

D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1

8．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是

A．2O3(g)=3O2(g)  ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)   ΔH＞0

C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)  ΔH＞0

9．下列说法正确的是（    ）

A．非自发反应在任何条件下都不能实现

B．熵增的放热反应一定是自发反应

C．NH4NO3溶于水时吸热，故该过程不是自发的

D．碳与二氧化碳反应生成一氧化碳的反应是熵减反应

10．汽车尾气（含烃类CO、NO与等）是城市主要污染源之一，治理办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，它能使NO与CO反应生成无毒气体，其反应原理为，在298K、101kPa下，，。下列说法错误的是

A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件

C．该反应常温下能自发进行，使用催化剂只能加快反应速率

D．汽车尾气中的NO、CO气体会与人体内的血红蛋白结合而使人中毒

11．已知反应的，（假定、ΔS不随温度变化），下列叙述正确的是（ ）

A．低温下为自发过程，高温下为非自发过程

B．高温下为自发过程，低温下为非自发过程

C．任何温度下均为非自发过程

D．任何温度下均为自发过程

12．能用焓判据判断下列过程的方向的是

A．水总是自发地由高处往低处流

B．吸热反应不能自发进行

C．有序排列的火柴散落时成为无序排列

D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大

13．下列关于化学反应的变的叙述中，正确的是

A．化学反应的焓变与反应的方向性无关

B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向

C．焓变为正的反应都是吸热反应

D．焓变为正的反应都能自发进行

14．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是

A．所有的放热反应都是自发进行的

B．所有的自发反应都是放热的

C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素

D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据

15．有关化学反应的说法中，正确的是

A．自发反应都是放热反应

B．自发反应都是熵增大的反应

C．能自发进行的吸热反应一定是熵增大的反应

D．焓变大于0而熵变小于0的反应肯定自发

二、非选择题，共5小题

16．甲醇合成二甲基甲酰胺的热化学方程式为：2CH3OH（l）+NH3（g）+CO（g） (CH3)2NCHO（l）+2H2O（l）△H，若该反应在常温下能自发进行，则△H__0 （填“ > ”、“ < ”或“ = " ）。

17．一定压强下，所有物质在温度变化时都能表现出三态变化 ________(判断对错)

18．判断正误

(1)ΔH＜0，ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行_______

(2)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0_______

(3)反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0_______

(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0_______

(5)SO2(g)=S(g)＋O2(g)　ΔH＞0，ΔS＞0，该反应不能自发进行_______

(6)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＜0，低温下能自发进行_______

(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0_______

(8)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向_______

(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行 _______

(10)NH4HCO3(g)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) 　ΔH=185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向_______

19．氮气是空气的重要组成气体，氮气的综合利用在农业和国防中有着重要意义。

(1)合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150 年。

①写出工业合成氨的化学方程式___________

②已知该反应的ΔH= -92.4 kJ/mol，  ΔS (T =298K) =- 198.76 J·mol -1·K-1，试判断室温(即298K) 下，合成氨的反应能否自发进行？___________ (填“能”或“否”)

(2) NH3和CO2在120 °C，催化剂作用下可以合成尿素。

①写出该反应的化学方程式___________

②混合气体中NH3 的含量变化关系如图所示(该条件下尿素为固体)。则A点的正反应速率v正 (CO2)___________B点的逆反应速率为v逆(CO2) (填“大于”、“小于”或“等于”)，NH3的平衡转化率为___________

(3) NH3可用工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25 °C时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，其原因是___________(用离子方程式表示)向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将___________ (填 “正向”、“不”或“逆向”移动，所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1(25 °C时，NH3·H2O 的电离平衡常数取Kb= 2 ×10-5 mol·L-1)

20．SO2是大气污染物之一，也是合成硫酸的原料。

I．在体积为5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和足量的炭粉，发生反应C(s)+SO2(g)⇌S(g)+CO2(g)。测得不同温度下，达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示。

(1)该反应的正反应为_________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)850℃  时，反应经过11 min到达A点，测得容器内总压强为p0，则A点的化学平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平浓度，平衡分压=总压×物质的量分数)。

(3)A点时，保持其他条件不变，再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2，则平衡向__(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。

II．一定温度和压强下，把4体积的SO2和2体积的O2充入一密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)  ΔH<0．反应达到平衡后，测得混合气体的体积为5体积。

(4)保持上述反应温度和压强不变，设a、b、c分别表示加入的SO2、O2和SO3的体积数，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。若起始时向逆反应方向进行，则c的取值范围是______________。

参考答案

1．C

【详解】

A．且的反应，即使改变条件也不能自发进行，A错误；

B．熵是指体系的混乱程度，相同物质的量的同种物质：，B错误；

C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，C正确；

D．恒温恒压下，且的反应，，反应一定可以自发进行，D错误；

选C。

2．B

【详解】

A．与温度相关，则自发反应的实现与反应条件有关，A错误；

B．熵增加且放热的反应，、，则，反应一定能自发进行，B正确；

C．反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行，C错误；

D．放热反应或吸热反应都可能自发进行，D错误。

故选B。

3．C

【详解】

多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是自发进行的吸热反应，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素，C正确。
故选C。

4．C

【详解】

A．电池放电时化学能除了转化为电能外，还可能转化为热能、光能等，A项错误；

B．该反应为气体较少的反应，ΔS＜0，当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应可以自发，则该反应的ΔH一定小于0，属于放热反应，B项错误；

C．N2与H2合成NH3的反应属于可逆反应，1molN2与3molH2反应的过程中，由于N2不可能完全转化为NH3，故转移电子数小于于6×6.02×1023，C项正确；

D．锌与稀硫酸反应时，在溶液中加入CuSO4，锌表面析出铜，形成原电池，反应速率增大，D项错误；

综上所述答案为C。

5．A

【详解】

该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明此温度下(ΔH-TΔS)<0，则(ΔH-TΔS)=- 17 kJ·mol-1，若ΔH=-17 kJ·mol-1，则TΔS=0，这显然不可能，所以ΔH=17 kJ·mol-1，大于0，综上所述ΔH>0，ΔH-TΔS<0，故答案为A。

6．A

【分析】

对于有气体参与且反应后气体的物质的量增大的，是熵增大的反应，据此回答；

【详解】

A. 据分析，2NH4NO3(s）=2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)    是熵增的，A正确；

B. 据分析，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)中气体的物质的量没有变化，熵没有增加，B错误；

C. 据分析，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 熵减少，C错误；   

D. 据分析， 3O2(g)=2O3(g) 熵减少，D错误；

答案选A。

7．D

【详解】

A．反应是吸热反应，△H＞0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行，A不符合题意；

B．反应是放热反应，△H＜0，△S＜0，高温下不能自发进行，B不符合题意；

C．反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0，低温下不能自发进行，C不符合题意；

D．反应是放热反应，△H＜0，△S＞0，任何温度下都能自发进行，D符合题意；

故合理选项是D。

8．B

【分析】

利用ΔG=△H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。

【详解】

A．反应2O3(g)=3O2(g)， ΔH＜0，ΔS＞0，该反应一定能自发进行，A不合题意；

B．反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH＞0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行，B符合题意；

C．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行，C不合题意；

D．反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温下能自发进行，D不合题意；

故选B。

9．B

【详解】

A．某些在常温下不能自发进行的反应，高温下能自发进行，所以非自发反应在一定条件下可以实现，A说法错误；

B．反应的熵增加即∆S＞0，反应放热即∆H＜0，故∆H-T∆S＜0，反应一定能自发进行，B说法正确；

C．NH4NO3溶于水是熵增过程，该过程是自发的，C说法错误；

D．反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)是熵增反应，D说法错误。

答案为B。

10．B

【详解】

A. 题给反应的，是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；

B. 由可知，常温下该反应可以自发进行，使用催化剂只能加快反应速率，不能改变反应进行的方向，B项错误；

C. 根据B中分析可知该反应常温下能自发进行，使用催化剂只能加快反应速率，C项正确；

D. NO、CO都可以与人体内的血红蛋白结合而使人中毒，D项正确。答案选B。

11．B

【详解】

时，反应能自反进行，，，只有T很大，即高温时，才能保证时，即高温下该反应为自发过程，低温下该反应为非自发进行，B满足题意。

答案选B。

12．A

【详解】

A．水在高处时能量高，自发向低处流，能量降低，可以用焓判据(也称能量判据)判断，故A符合题意；

B．吸热反应能否自发进行需要结合熵判据来判断，故B不符合题意；

C．有序排列的火柴散落时成为无序排列，火柴从有序变为无序，符合熵增原理，可用熵判据判断，故C不符合题意；

D．多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大，混乱度增大，符合熵增原理，可用熵判据判断，故D不符合题意；

答案选A。

13．C

【详解】

A．焓变与反应的方向性有关，故A错误；

B．化学反应的焓变都会影响化学反应进行的方向，但不能直接决定化学反应的方向，故B错误；

C．焓变为正的反应，体系内能增大，为吸热反应，故C正确；

D．焓变不能作为直接判断反应能否自发进行的依据，要结合熵变进行判断，故D错误；

答案选C。

14．C

【详解】

判断反应是否自发进行，只要判断△G的值，△G＜0，自发进行。由公式△G=△H－T△S可知判断反应是否自发进行有焓判据和熵判据两个因素，C正确，其他选项说法太绝对。

15．C

【详解】

A．化学反应是否能自发进行，取决于焓变和熵变，不仅仅取决于焓变，自发反应有的是吸热反应，故A错误；

B．化学反应是否能自发进行，取决于焓变和熵变，不仅仅取决于熵变，自发反应有的是熵减的反应，故B错误；

C．根据△G=△H-T△S，如△H＞0，则只有△S＞0，才能使△G＜0，故C正确；

D．根据△G=△H-T△S，如△H＞0，△S<0，则△G>0，则反应肯定不能自发，故D错误。

答案选C。

16．<

【分析】

根据△G=△H-T△S判断。

【详解】

根据方程式2CH3OH（l）+NH3（g）+CO（g） (CH3)2NCHO（l）+2H2O（l），反应是气体物质的量减少的反应，△S<0，又该反应在常温下能自发进行，△G<0，根据△G=△H-T△S<0，△H<0。

17．×

【分析】

有的固体受热时会直接升华为气体。

【详解】

一定压强下，不是所有物质在温度变化时都能表现出三态变化，如碘受热时直接升华为气体，不形成液体，故这种说法是错误的。

【点睛】

本题考查了物质的物理变化，注意物质性质变化的一般规律和特殊现象，注意把握碘的升华的特点。

18．错误    正确    正确    错误    错误    正确    正确    错误    正确    正确   

【详解】

(1)ΔH＜0，ΔS＞0的反应，所有温度下△H-T△S＜0，反应自发进行，故错误；

(2)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)是吸热反应ΔH＞0，气体分子数增大的反应ΔS＞0，故正确；

(3)反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行△H-T△S＜0，，又△S＜0，则该反应的ΔH＜0，故正确；

(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行△H-T△S＜0，，又△S＜0，则该反应的ΔH＜0，故错误；

(5)SO2(g)=S(g)＋O2(g)　ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温下能自发进行，故错误；

(6)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＜0，又△S＜0，低温下能自发进行，故正确；

(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，△H-T△S＞0，ΔS＞0，则该反应的ΔH＞0，故正确；

(8)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向，故错误；

(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行，还要看△H-T△S的值，故正确；

(10)NH4HCO3(g)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) 　ΔH=185.57 kJ·mol-1，该反应为吸热反应，不能自发进行；而最终该反应能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故正确；

19．N2+3H22NH3    能    2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O    大于    75%    NH +H2O ⇌ NH3·H2O+H+    逆向       

【详解】

略

20．吸热    0.25p0    正反应方向    c2   

【分析】

(1) 根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示，温度越高，生成S的物质的量也越高，平衡向吸热方向移动；

(2) 用平衡分压代替平浓度，平衡分压=总压×物质的量分数，代入平衡常数的表达式即可求解；

(3) A点时，保持其他条件不变，再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2，此时根据物质的量多少便可判断方向；

(4) 若起始时，V正<V逆，即c应大于平衡时的量进行计算；以此来解答。

【详解】

(1) 发生反应C(s)+SO2(g)⇌S(g)+CO2(g)，根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示，温度越高，生成S的物质的量也越高，平衡正向移动，因此正方向为吸热，，故答案为：吸热；

(2) 850℃  时，反应经过11 min到达A点(850,0.45)，则

该温度下，S和CO2的物质的量分数为：，SO2的物质的量分数为：，因此，该温度下反应的平衡常数，故答案为：0.25p0；

(3) A点时，保持其他条件不变，再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2，此时剩余的SO2为1.0mol+0.55mol=1.55mol，此时剩余的CO2为1.0mol+0.45mol=1.45mol，SO2 物质的量大于CO2物质的量，平衡正反应方向移动，故答案为：正反应方向；

(4) 若起始时向逆反应方向进行，则c应大于平衡时的量，

则c2，故答案为：c2。