第二章第三节第一课时焓变和熵变基础练习--高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docx

焓变和熵变基础练习一选择题（共16小题）1某反应2AB（g）C（g）+3D（g）在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的H、S应为（）AH0，S0BH0，S0CH0，S0DH0，S02下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（）A1mol H2O在不同状态时的熵值：SH2O（s）SH2O（g）B放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行C2KClO3（s）2KCl（s）+3O2（g）H0能否自发进行与温度有关D常温下，反应C（s）+CO2（g）2CO（g）不能自发进行，则该反应的H03下列过程一定不能自发进行的是（）A2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）H0B2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H0C（NH4）2CO3（s）NH4HCO3（s）+NH3（g）H0D2CO（g）2C（s）+O2（g）H04下列反应中H0，S0的是（）ACaCO3 （s）CaO（s）+CO2（g）BNH3（g）+HCl（g）NH4Cl（s）C4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）4Fe（OH）3（s）D任何温度下均能自发进行2H2O2（l）2H2O（l）+O2（g）5下列说法正确的是（）A常温下，反应C（s）+CO2（g）2CO（g）不能自发进行，则该反应的H0B自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的D反应2Mg（s）+CO2（g）C（s）+2MgO（s）能自发进行，则该反应的H06已知反应2C（s）+O2（g）2CO（g）的H0，S0设H和S不随温度而变，下列说法中正确的是（）A低温下才能自发进行B高温下才能自发进行C任何温度下都能自发进行D任何温度下都不能自发进行7下列反应中一定不能自发进行的是（）A2KClO3（s）2KCl（s）+3O2（g）H0，S0BCO（g）C（s，石墨）+12O2（g）H0，S0C4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）4Fe（OH）3（s）H0，S0DNH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）H0，S08下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是（）A焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的9以下说法中正确的是（）AH0的反应均是自发反应B自发进行的反应一定能迅速进行C冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程D高锰酸钾受热分解是一个熵减小的过程10研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是（）AH0、S0的反应在温度低时不能自发进行B在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向C反应CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）在室温下不能自发进行，说明该反应的H0D一定温度下，反应MgCl2（l）Mg（l）+Cl2（g）的H0、S011下列反应在任何温度下均能自发进行的是（）A2CO（g）2C（s石墨）+O2（g）H+221kJmol1B2Ag（s）+Cl2（g）2AgCl（s）H254kJmol1CNH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）2H2O（l）+CO2（g）+CH3COONH4（aq）H+373kJmol1D2H2O2（l）2H2O（l）+O2（g）H196kJmol112下列有关说法正确的是（）A298 K时，2H2S（g）+SO2（g）3S（s）+2H2O（l） 能自发进行，则其H0B氨水稀释后，溶液中c（NH4+）/c（NH3H2O）的值减小C电解精炼铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加一定相等D25时Ka（HClO）3.0×108，Ka（HCN）4.9×1010，若该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c（NaClO）c（NaCN）13下列说法正确的是（）AH0、S0的反应在温度低时不能自发进行BNH4HCO3（s）NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）H+185.57 kJ/mol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C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D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14已知：反应CO（g）C（s）+12O2（g）的H为正值，S为负值。假设H和S都不随温度而变化，下列说法正确的是（）A低温下是自发反应B高温下是自发反应C低温下是非自发反应，高温下是自发反应D任何温度下都是非自发反应15下列变化过程中，S0的是（）A氯化钠溶于水中BNH3（g）与HCl（g）反应生成NH4Cl（s）C干冰升华DCaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）16下列说法中，正确的是（）A凡是放热反应都是自发反应B凡是熵增大的反应都是自发反应C要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变D过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生二多选题（共2小题）17下列内容与结论相对应的是（） 选项内容结论AH2O（g）变成H2O（l）S0B硝酸铵溶于水可自发进行因为S0C一个反应的H0，S0反应一定不自发进行DH2（g）+F2（g）2HF（g） H271 kJmol1S8 Jmol1K1反应在任意外界条件下均可自发进行AABBCCDD18下列说法不正确的是（）A体系有序性越高，熵值就越低B自发过程将导致体系的熵增大C吸热反应不可以自发进行D同种物质气态时熵值最大三解答题（共3小题）19工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）H（1）该反应的H 0（填“”、“”或“”）（2）若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是 。A容器内气体密度保持不变B混合气体的平均相对分子质量不变C生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等DCO的体积分数保持不变（3）当按投料比n(H2)n(CO)=2，分别在P1、P2、P3压强下，测得不同温度下平衡时CO的平衡转化率如图1。520K时，投料比n(H2)n(CO)=2（总物质的量为3mol），维持反应过程中压强P3不变，达到平衡时测得容器体积为0.1L，则平衡常数K 。若H2和CO的物质的量之比为n：1（维持反应过程中压强P3不变），相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x，请在图2中绘制x随n变化的示意图。（4）甲醇合成甲醚的反应为：.2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）（主反应）.2CH3OH（g）C2H4（g）+2H2O（g）（副反应）反应过程中的能量变化如图3所示。在一定温度下，在恒容容器中进行合成甲醚的反应，测得CH3OCH3含量随着时间的推移，先增大后减小，请结合碰撞理论说明原因： 。在不改变温度的前提下，说出其中一个能增大CH3OCH3选择性的措施： 。20运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究：（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C（s）+H2O（g）H2（g）+CO（g）H+131.3kJ/mol，S+133.7J/（molK），该反应在低温下 （填“能”或“不能”）自发进行。（2）已知在 400时，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的 K0.5。在 400时，2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的 K （填数值）。400时，在 0.5L 的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得 N2、H2、NH3 的物质的量分别为 2mol、1mol、2mol，则此时反应 v（N2）正 v（N2）逆（填“”、“”、“”或“不能确定”）。已 知 HH 键 键 能 为 436kJ/mol，NH 键 键 能 为 391kJ/mol，NN 键 键 能 为945.6kJ/mol，则反应 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的H 。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氩气，则平衡 （填“向左”、“向右”或“不”）移动；使用催化剂 （填“增大”、“减小”或“不改变”）反 应的H。（3）在 25下，将 a mol/L 的氨水和 0.01mol/L 的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中的 c（NH4+）c（Cl），则溶液显 （填“酸”、“碱”或“中”）性；用含 a 的代数式表示 NH3H2O 电离常数 Kb 。212017年5月5日，中国首架按照国际标准研制，拥有自主知识产权的大型客机C919在上海浦东机场首飞，科学家在实验室研究利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）。（1）上述反应的熵变S 0（填“”“”或“”，下同），该反应能够自发进行，则反应的H 0。（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 （填字母代号，下同）A选用更有效的催化剂B升高反应体系的温度C降低反应体系的温度D缩小容器的体积（3）一定温度下，将体积比为1：2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。A体系压强保持不变B混合气体颜色保持不变CN2和CO2的物质的量之比保持不变D每生成1molN2的同时生成2molNO（4）已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。工业上催化装置比较适合的温度和压强是 。A400K；3MPaB400K；1.5MPaC400K；1MPaD500K；1MPa参考答案与试题解析一选择题（共16小题）1解：化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当GHTS0时，反应能自发进行，A、当H0，S0时，GHTS0，在室温一定能自发进行，故A错误；B、H0，S0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、H0，S0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故C正确；D、H0，S0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误。故选：C。2解：A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S液体S固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：SH2O（s）SH2O（g），故A正确；B反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当GHTS0时反应能自发进行，G0时反应不能自发进行，焓变小于零的反应，H0，若S0，高温下可以G0，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，S0，若H0，高温下可以G0时反应可自发进行，故B错误；CH0、S0，由HTS0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故C正确；D恒温恒压下，反应C（s）+CO2（g）2CO（g）则HTS0，反应一定不能自发进行，S0的反应，H0，故D正确；故选：B。3解：A、H0，S0，在较高温度下可满足HTS0，即在较高温度下反应能自发进行，故A不选；BH0，S0，温度较低时即可满足HTS0，能自发进行，故B不选；C、H0，S0，在较高温度下可满足HTS0，即在较高温度下反应能自发进行，故C不选；DH0，S0，一般情况下GHTS0，不能自发进行，故D选。故选：D。4解：A、CaCO3 （s）CaO（s）+CO2（g）是吸热反应，气体体积增大，故A正确；B、NH3（g）+HCl（g）NH4Cl（s）是放热反应，气体体积减小，故B错误；C、4Fe（OH）2（s）+O2（g）+2H2O（l）4Fe（OH）3（s）是放热反应，气体体积减小，故C错误；D、2H2O2（l）2H2O（l）+O2（g），H0，气体体积增大的反应其S0，根据HTS0的反应可自发进行，所以在高温的条件能自发，故D错误；故选：A。5.A在高温条件下GHTS0反应能进行，反应常温下不能自发进行，故A正确；B焓变和熵变共同决定反应是否自发，故B错误；C放热反应H0，S0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应H0，S0时，高温反应自发进行，故C错误；D该反应的S0，能自发，说明H0，故D错误；故选：A。6解：已知反应2C（s）+O2（g）2CO（g）的H0，S0，所以HTS0，反应任何温度下都能自发进行，故A、B、D错误，而C正确；故选：C。7解：A.2KClO3（s）2KCl（s）+3O2（g）反应的H0，S0，则HTS0，反应能够自发进行，故A不选；BCO（g）C（s石墨）+12O2 （g） 反应的S0，H0，则HTS0，反应不能自发进行，故B选；C.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）4Fe（OH）3（s） 反应的S0，H0，反应低温下可自发进行，故C不选；DNH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l） 反应的S0，H0，反应高温下可自发进行，故D不选；故选：B。8解：A、H0，S0，HTS0，常温下反应就能自发进行，故A正确；B、H0，S0，只有在低温下反应自发进行，HTS0，高温时可能不自发进行，故B错误；C、H0，S0，只有在高温下反应自发进行HTS0，故C错误；D、H0，S0，HTS0，只有在很低的温度下在可能进行，但温度过低反应速率太小，可认为不能自发进行，故D错误；故选：A。9解：AG0反应自发进行，由GHTS可知，H0时，若S0，则G可能大于0，反应非自发，故A错误；BG0反应自发进行，能否发生还有反应速率问题，故B错误；C反应向熵值方向进行，同种物质熵值：液体固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果，故C正确；D高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误；故选：C。10解：A、根据GHTS，对于H0、S0的反应都有G0，即在任何温度下均能发生，故A错误；B、催化剂只能改变反应速率，不改变反应进行的方向，故B错误；C、反应CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）中有气体生成，即S0，由于室温下不能自发进行，所以GHTS0，即该反应的H0，故C错误；D、反应MgCl2（l）Mg（l）+Cl2（g）中有气体生成，即S0，该分解反应是吸热反应，即H0，故D正确；故选：D。11解：A反应的H0，S0，HTS0，反应不能自发进行，故A错误；B反应是放热反应H0，S0，高温下不能自发进行，故B错误；C反应为吸热反应，H0，反应的S0，高温下能自发进行，故C错误；D反应是放热反应H0，S0，任何温度下都能自发进行，故D正确；故选：D。12解：A.298 K时，2H2S（g）+SO2（g）3S（s）+2H2O（l）能自发进行，反应前后气体体积减小，S0，则满足HTS0，其H0，故A错误；B加水稀释后，促进一水合氨的电离，则n（NH3H2O）减小、则c（NH4+）/c（NH3H2O）的值增大，故B错误；C、电解过程中，阳极上不仅有铜还有其它金属失电子，阴极上只有铜离子得电子，所以阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，故C错误；DK越小，则酸越弱，对应的钠盐在等浓度时pH越大，而该温度下NaClO溶液与NaCN溶液的pH相同，则c（NaClO）c（NaCN），故D正确。故选：D。13解：A、H0、S0的反应，HTS0在任何温度都能自发进行，故A错误；B、反应H0、S0，能自发进行说明，HTS0，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；C、反应自发进行需要由焓变和熵变温度共同决定，故C错误；D、在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应速率，但不能改变化学平衡和反应方向，故D错误；故选：B。14解：反应CO（g）C（s）+12O2（g）的H为正值，S为负值，则GHTS0，所以任何温度下反应不能自发进行，故选：D。15解：A、氯化钠溶于水中变化过程中固体溶解到水中形成溶液，熵值增大，S0，故A错误；B、NH3（g）与HCl（g）反应生成NH4Cl（s），熵值减小，S0，故B正确；C、干冰升华变化过程中固体变化为气体，熵值增大，S0，故C错误；D、CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g），熵值增大，S0，故D错误；故选：B。16解：A、放热反应有利于反应的自发进行，但是不一定所有的放热反应都是自发反应，故A错误；B、熵增大的反应有利于反应的自发进行，但是熵增加的反应不一定都是自发反应，故B错误；C、化学反应能否自发进行的判据是：HTS0，必须综合考虑体系的焓变和熵变，故C正确；D、过程的自发性仅能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定能发生，故D错误。故选：C。二多选题（共2小题）17解：A、由气态水变为液态水，为熵减的过程，故A错误；B、常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，说明该过程的S0，故B正确；C、一个反应的H0，S0，反应一定不能自发进行，故C错误；D、一个反应的H0，S0，反应一定能自发进行，故D正确，故选：BD。18解：A熵增加过程就是体系混乱度增大的过程，体系混乱度越小，熵值越小，有序性就高，故A正确；B、HTS0的反应能够自发进行，当H0，S0时，低温下反应能够自发进行，所以，自发过程不一定导致体系的熵值增大，故B错误；C、HTS0的反应能够自发进行，吸热反应的H0，当S0时，高温下反应可以自发进行，故C错误；D、同种物质在固态、液态、气态三种状态下，固态时熵值最小，气态时熵值最大，故D正确；故选：BC。三解答题（共3小题）19解：（1）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）属于化合反应，为放热反应，故H0，故答案为：；（2）A反应前后质量和体积一直不变，所以密度一直不变，不能判断平衡，故A错误；B反应前后质量不变，但物质的量在变，所以平均相对分子质量保持不变，说明反应达平衡状态，故B正确；C生成CH3OH的速率与生成H2的速率等于系数之比，才能证明正逆反应速率相等，此时给定的条件不能判断平衡，故C错误；DCO体积分数保持不变，说明正逆反应速率相等，则反应达平衡状态，故D正确；故答案为：BD；（3）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）起始（mol）1 2 0转化（mol）0.8 1.6 0.8平衡（mol）0.2 0.4 0.8容器的容积为0.1L，平衡时c（CO）2mol/L，c（H2）4mol/L，c（CH3OH）8mol/L，该反应的平衡常数K=82×42=0.25；若H2和CO的物质的量之比为n：1（维持反应过程中压强P3不变），相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x，开始时随着n逐渐增大，甲醇的物质的量分数x逐渐增大，当n=0.4mol0.2mol=2时，甲醇的体积分数达到最大，最大值为：0.80.2+0.4+0.80.57，最后随着n的增大，甲醇的体积分数开始逐渐减小，据此画出x随n变化的示意图为：，故答案为：0.25；（4）在一定温度下，在恒容容器中进行合成甲醚的反应，测得CH3OCH3含量随着时间的推移，先增大后减小，运用碰撞理论说明的原因是，反应的活化能小于反应的活化能，相同条件下反应的反应速率大于反应速率，所以一开始CH3OCH3含量显著上升，后随着反应的进行，CH3OH浓度减小，H2O（g）浓度变大，促使反应平衡左移，CH3OCH3含量又有所下降，故答案为：反应的活化能小于反应的活化能，相同条件下反应的反应速率大于反应速率，所以一开始CH3OCH3含量显著上升，后随着反应的进行，CH3OH浓度减小，H2O（g）浓度变大，促使反应平衡左移，CH3OCH3含量又有所下降；不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强、使用对反应催化活性更高的催化剂，故答案为：增大压强或使用催化剂。20解：（1）HTS131.3KJ/molT×133.7×0.001KJ/（Kmol），在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行，故答案为：不能；（2）反应2NH3（g）N2 （g）+3H2（g）和反应N2 （g）+3H2（g）2NH3（g）是互为可逆反应，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数是2，故答案为：2；在 0.5L 的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得 N2、H2、NH3 的物质的量分别为 2mol、1mol、2mol，则N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时，Qc=424×23=0.5K1，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，故答案为：；已知：HH键能为436kJmol1，HN键能为391kJmol1，NN键的键能945.6kJmol1，对于反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的反应热反应物的总键能生成物的总键能945.6kJmol1+436kJmol1×2391kJmol1×692.46kJmol1；恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，平衡向逆方向即向左移动；加入催化剂，只改变反应的活化能，但反应热不变；故答案为：92.46kJmol1；向左；不改变；（3）氨水与盐酸发生反应HCl+NH3H2ONH4Cl+H2O，根据电荷守恒：c（NH4+）+c（H+）c（OH）+c（Cl），反应平衡时溶液中c（NH4+）c（Cl），则溶液中c（H+）c（OH），所以溶液呈中性，平衡时由于c（NH4+）c（Cl），则c（NH4+）=0.01mol/L2=0.005mol/L，根据物料守恒：c（NH3H2O）（a20.005）mol/L，溶液为中性，则c（OH）107mol/L，所以NH3H2O的电离常数Kb=(cNH4+)c(OH)c(NH3H2O)=0.005×107a20.005=109a0.01，故答案为：中；109a0.01。21解：（1）该反应前后气体物质的量减小，则熵减小，则S0；GHTS0，则该反应就能自发进行，则焓变应该小于0，故答案为：；（2）A选用更有效的催化剂，能增大化学反应速率，但平衡不移动，则不能提高NO转化率，故A错误；B升高反应体系的温度，平衡逆向移动，则NO转化率降低，故B错误；C降低反应体系的温度，平衡正向移动，则NO转化率增大，故C正确； D缩小容器的体积，增大越强平衡正向移动，则NO转化率增大，故D正确；故答案为：CD；（3）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）H0，反应是气体体积减小的发热反应A反应前后气体体积减小，体系压强都保持不变，能用于判断是否达到平衡状态，故A正确；B混合气体都无颜色，颜色保持不变，不能说明达到平衡状态，故B错误；C生成物N2和CO2的体积比始终保持不变，不能说明达到平衡状态，故C错误；D每生成1mol N2的同时生成2mol NO，说明正逆反应速率相同，能判断是否达到平衡状态，故D正确；故答案为：AD；（4）分析图知，温度越低NO的转化率越大，则该反应的正反应是放热反应，增大压强NO转化率增大，1kPa时反应接近达到平衡状态；温度越高对设备要求越高，且其转化率不大，所以需要的条件为400 K、1 MPa，故答案为：C。学科网（北京）股份有限公司