高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向同步达标检测题

第三节　化学反应的方向

A级 必备知识基础练

1.下列反应属于非自发反应的是(　　)

A.钠与水反应

B.氢气在氧气中燃烧生成水

C.水分解变成氢气和氧气

D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵

2.(2021甘肃兰州期中)下列说法正确的是(　　)

A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的

B.自发反应的现象一定非常明显,非自发反应的熵一定减小

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

D.反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0

3.对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),下列结论正确的是(　　)

A.若此反应为放热反应,则该反应在任何条件下均可自发进行

B.若m+n<p+q,则此反应的ΔS>0

C.若此反应的ΔH>0、ΔS<0,则该反应在任何条件下均可自发进行

D.无论m+n与p+q的大小关系如何,该反应过程均是熵增加的过程

4.(2021山东日照调研)已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)

A.该反应中熵变、焓变皆大于0

B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行

C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行

D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应

5.(2021湖南长沙雅礼中学月考)下列对熵的理解不正确的是(　　)

A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小

B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大

C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小

D.25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)是熵增反应

6.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

7.已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1,仅在高温下能自发进行;②氯酸钾的分解2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)

ΔH2,在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据,其中可能正确的是(　　)

A.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1

ΔH2=-78.3 kJ·mol-1

B.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1

ΔH2=+78.3 kJ·mol-1

C.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1

ΔH2=-78.3 kJ·mol-1

D.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1

ΔH2=+78.3 kJ·mol-1

8.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的排放。

(1)实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是将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),如图所示为该反应过程中的能量(kJ·mol-1)变化:

下列关于该反应的说法正确的是　　　　(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提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气,反应方程式为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),该反应的ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1。该反应在常温下　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。 

B级 关键能力提升练

以下选择题中有一个或两个选项符合题目要求

9.下列变化中ΔS<0的是(　　)

A.固体NaCl溶于水

B.液态水变为水蒸气

C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

D.2Hg(l)+O2(g)2HgO(s)

10.在图Ⅰ中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,如图Ⅱ,两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　)

理想气体的自发混合

A.此过程从无序程度小向无序程度大变化,即熵增大的过程

B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出

C.此过程是自发可逆的

D.此过程从有序到无序,混乱度增大

11.汽车尾气(含烃类、CO、NO、SO2等)是城市主要污染源之一,可以采用在汽车排气管上装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体的方法进行治理,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。在298 K、101 kPa下,该反应的ΔH=-113 kJ·mol-1,ΔS=-145 J· mol-1·K-1。下列说法错误的是(　　)

A.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量

B.该反应在常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件

C.该反应在常温下能自发进行,高温和催化剂条件能加快反应的速率

D.汽车尾气中NO、CO会与血红蛋白结合而使人中毒

12.橡皮筋在拉伸和收缩状态时的结构如图,在其拉伸过程中有放热现象。25 ℃、101 kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是(　　)

A.CaCO3CaO+CO2↑

B.NaOH的溶解

C.2H2+O22H2O

D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O

13.已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-43 kJ·mol-1,在850 ℃时K=1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2,下列说法不正确的是(　　)

A.900 ℃时,该反应的平衡常数K<1

B.850 ℃时,若x=5.0,则起始时反应向正反应方向进行

C.850 ℃达到化学平衡后,通入CO,化学平衡逆向移动

D.850 ℃时,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足x<3.0

C级 学科素养拔高练

14.(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,该设想能否实现?　　　　(填“能”或“否”),依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)下列反应中,在高温下不能自发进行的是　　　　(填字母)。 

A.CO(g)C(s)+O2(g)

B.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

C.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)

D.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)

(3)25 ℃、1.01×105 Pa时,反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.76 kJ·mol-1能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)将水蒸气通过红热的炭会产生水煤气,热化学方程式为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1。该反应在低温下能否自发进行?　　　　　(填“能”或“不能”)。 

第三节　化学反应的方向

1.C　水不能自发分解变成氢气和氧气,该反应为非自发反应,答案选C。

2.C　不能仅仅根据焓变判断反应的自发性,放热反应不一定都是自发进行的,吸热反应也可能是自发进行的,A项错误;自发进行的反应,其现象不一定非常明显,非自发反应的熵不一定减小,B项错误;根据反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行可知,该反应的ΔH-TΔS>0,又知该反应ΔS>0,则该反应的ΔH>0,C项正确;反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,则ΔH<0,D项错误。

3.B　放热的熵增反应才能在任何条件下均可自发进行,A、C项错误;气体分子数增加的反应为熵增加的反应,因此m+n<p+q时,反应的ΔS>0,B项正确,D项错误。

4.A　根据化学方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0,A项正确;该反应是吸热反应,但也是熵增大的反应,所以有可能自发进行,B项错误;碳酸盐分解反应中熵增加,但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行,如CaCO3的分解仅在高温下自发,C项错误;能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应,D项错误。

5.C　体系都有从有序自发转变为无序的倾向,此过程为熵增过程,故C错误。

6.D　反应能自发进行的前提条件是反应的ΔG=ΔH-TΔS<0,温度的变化可能使ΔH-TΔS的符号发生变化。A项,ΔH>0,ΔS<0,在任何温度下,ΔH-TΔS>0,即在任何温度下,反应都不能自发进行;B项,ΔH<0,ΔS<0,在较低温度下,ΔH-TΔS<0,即反应在较低温度下可能自发进行;C项,ΔH>0,ΔS>0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<0,必须提高温度,即反应只有在较高温度时能自发进行;D项,ΔH<0,ΔS>0,在任何温度下,ΔH-TΔS<0,即在任何温度下反应均能自发进行。

7.A　反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1,仅在高温下自发进行,该反应的ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,若ΔH1<0,则在任何温度下反应都自发进行,故ΔH1>0;而反应2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH2,在任何温度下都能自发进行,该反应的ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,ΔH2<0,故A正确。

8.答案 (1)C　(2)不能

解析 (1)由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,ΔH<0;该反应为反应前后气体分子数减小的反应,则ΔS<0。

(2)由于ΔG=ΔH-TΔS=+131.3 kJ·mol-1-298 K×0.133 7 kJ·mol-1·K-1≈91.46 kJ·mol-1>0,所以该反应在常温下不能自发进行。

9.CD　固体物质溶于水,固态物质变为液态物质或气态物质,液态物质变为气态物质,其过程均属于熵增加的过程,即ΔS>0,A、B项不正确。气体分子数减少的反应属于熵减小的反应,即ΔS<0,C、D项正确。

10.C　气体混合后,不可能再自发分开,所以此过程不可逆,C项错误。

11.AB　此反应是放热反应,A项错误;常温下,ΔG=ΔH-TΔS=-113×103J· mol-1-298 K×(-145 J·mol-1·K-1)<0,该反应可以自发进行,高温和催化剂条件能加快反应速率,B项错误,C项正确;NO、CO都可与血红蛋白结合而使人中毒,D项正确。

12.D　橡皮筋拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态变为收缩状态是吸热过程,无序程度增加,属于熵增加过程,且在25 ℃、101 kPa时自发进行。CaCO3分解是吸热反应,且熵增加,但CaCO3在25 ℃、101 kPa时不会自发分解,A错误;NaOH溶解时放热,B错误;H2在O2中燃烧放热,C错误;D中反应是吸热反应,且熵增加,在25 ℃、101 kPa 时能自发进行,D正确。

13.BC　由于该反应是一个放热反应,升高温度平衡常数减小,A项正确;850 ℃,x=5.0时,Q=>K=1,反应向逆反应方向进行,B项错误;达到平衡后,通入CO,反应物浓度增大,化学平衡正向移动,C项错误;850 ℃时,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,由K=1,可求得应满足x<3.0,D项正确。

14.答案 (1)否　该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应,任何温度下均不能自发进行

(2)A

(3)常温下熵变ΔS对反应的方向起决定作用

(4)不能

解析 (1)该反应的ΔH>0、ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG>0,故不能实现该反应。

(2)A、B、C、D反应的ΔH均大于0,B、C、D反应的ΔS>0。ΔH-TΔS<0时,反应才能自发进行。A的ΔS<0,ΔH-TΔS>0,所以在高温时该反应不能自发进行。

(3)该反应能自发进行,说明ΔH-TΔS<0,而该反应的ΔH>0、ΔS>0,又因该反应在常温下可自发进行,故ΔS对反应方向起决定作用。

(4)题给反应中ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7 J·mol-1·K-1=0.133 7 kJ·mol-1·K-1,根据ΔH-TΔS<0为自发反应可知,在T>

≈982.0 K时该反应能自发进行,由此可知该反应在低温下不能自发进行。