化学反应的方向同步练习题 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1.docx

2.3化学反应的方向同步练习题一、选择题1在下列变化中，体系的熵减小的是A水结成冰BZn与稀硫酸反应C蔗糖在水中溶解DKClO3加热分解产生氧气2下列关于物质熵的大小比较合理的是A相同压强下，lmolH2O(50)>1molH2O(80)B相同温度和压强下，1molCO2(g)<2molCO(g)C标准状况下，1molSO2<lmolSO3D相同条件下，1mol单晶硅>1mol二氧化硅晶体3下列说法正确的是A一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的H>0，S<0B已知2KClO3 (s) =2KCl(s) + 3O2(g) H=78.03 kJ·mol-1，S=+ 494.4 J·mol-1·k-1，此反应在高温下都才能自发进行C常温下，2H2O2H2+O2，即常温下水的分解反应是非自发反应D凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的4下列说法正确的是A凡是放热反应都是自发反应上B自发反应都是熵增大的反应C吸热反应可能是自发反应D凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的5下列说法正确的是A放热反应一定是自发反应B熵增的反应不一定是自发反应C固体溶解一定是熵减小的过程D非自发反应在任何条件下都不能发生6对于反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g) 6H2O(g) H=-904 kJ·mol-1，下列有关说法不正确的是A该反应一定能自发进行B该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能C达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小D断裂1mol N-H键的同时，断裂1mol O-H键，说明该反应达到平衡状态7NH3是重要的化工原料，可用于某些配合物的制备，如NiSO4溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4。工业上常采用氨氧化法制硝酸，其流程是将氨和空气混合后通入灼热的铂铑合金网，反应生成NO(g)，生成的一氧化氮与残余的氧气继续反应生成二氧化氮：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H=116.4 kJmol1。随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。工业上一般用石灰乳吸收硝酸工业尾气(NO和NO2)，由于NO不能被碱吸收，一般控制NO和NO2约为1：1通入石灰乳，净化尾气的同时又可制得混凝土添加剂Ca(NO2)2。电解法脱硝一般先用稀硝酸吸收氮氧化合物生成亚硝酸，再用电解法生成硝酸。对反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是A该反应能够自发的原因S0B工业上使用合适的催化剂可提高NO2的生产效率C升高温度，该反应v(逆)减小，v(正)增大，平衡向逆反应方向移动D2molNO(g)和1molO2(g)中所含化学键能总和比2molNO2(g)中大116.4 kJmol18下列说法正确的是A对于同一物质在不同状态时的熵值：气态<液态<固态B在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂不能改变化学反应进行的方向C、的反应在低温时不能自发进行D已知反应的平衡常数为K，则的平衡常数为2K9下列说法中正确的是A升高温度只能加快吸热反应速率B对于任何反应，增大压强都可加快反应速率C使用正催化剂只加快正反应速率D催化剂并不能使非自发反应变为自发反应10有关合成氨反应的说法，正确的是A根据计算，常温下合成氨反应的H-TS<0，所以常温下的反应速率很快B升高温度，既可以加快合成氨的速率，又可以提高平衡转化率C工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行D工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行11依据下列热化学方程式得出的结论中，正确的是A ，增加氮气和氢气的用量，则变大BC(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定C ，则不论在何种条件下都不可能自发进行D若 ； ；则12资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径，CO2光催化转化为CH4的方法入选了2020年世界十大科技进展，其原理为：CO2+4H2CH4+2H2O。CO2与氢气反应制CH4的一种催化机理如图所示，下列说法正确的是A反应中La2O2是催化剂BH2在Ni催化作用下产生H过程的S>0C反应中La2O2CO3释放出CO2D使用催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率13已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述正确的是A该反应可以自发进行BC使用催化剂可以减小a、b的差值D和完全分解为气态原子需放出能量14生产合成气的反应：在高温下能自发进行，则该反应的A B C D 15在图甲中的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(如图乙所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。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。A此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，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此过程从有序到无序，混乱度增大D此过程是自发可逆的二、填空题16煤电工业产生的烟气或汽车尾气中常含有NOx、CO等污染大气的气体，其中的NOx来源于如下反应：反应： 反应： (1)反应在常温下就能自发进行，则a_0。(填“>”或“<”)(2)煤电工业烟气中的NO可利用“氨法脱硝”处理，其反应为反应中，生成时，被氧化的的质量为_。工业上可利用尿素水解制得，该反应的化学方程式为_。(3)为避免汽车尾气中的NOx和CO直接排放到大气中，可利用“三元催化转换器”将其转化为和。已知含碳物质参与反应的能量变化如所示，则NO(g)和CO(g)转化为和的热化学方程式为_。“三元催化转换器”中用到了金属铂，如图为金属铂的晶胞结构示意图。金属铂晶体中，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为_。若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为_。17某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下：酸性：H2SO4H2SeO4H2TeO4氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图请回答下列问题：(1)H2与硫化合的反应_热量(填“放出”或“吸收”)；(2)已知H2Te分解反应的S0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：_；(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是_(填序号)。(4)写出在NaOH溶液中通入过量的H2S反应的离子方程式：_(5)写出4mL 0.01mol/L的酸性KMnO4溶液中滴入2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液中反应的离子方程式：_18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-1，S=+133.7J·mol-1·K-1该反应在低温下_(填“能”或“不能”)自发进行。写出该反应的平衡常数表达式_。(2)已知在400时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。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”)。若在恒温下将容器的容积缩小到原来的二分之一，则合成氨反应的平衡_移动(填“向左”、“向右”或“不”)；反应的H_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：实验编号温度/起始量)/mol平衡量)/mol达到平衡所需时间)/minCOH2OH2CO1650421.62.452900210.41.63平衡常数K(650)_K(900)(填“大于”，“小于”或“等于”)若将实验2中CO和H2O的物质的量加倍，则平衡时H2的物质的量浓度为_。【参考答案】一、选择题1A解析：A液态变固态是熵减的过程，A正确；BZn与稀硫酸反应有气体生成是熵增的过程，B错误；C蔗糖在水中溶解，混乱度增大，是熵增的过程，C错误；DKClO3加热分解产生氧气是熵增的过程，D错误；故选A。2B【分析】熵即体系的混乱度，体系越混乱，熵越大。解析：A相同压强下，80下H2O分子运动速率较50大，混乱度比50大，熵较大，即相同压强下，lmolH2O(50)的熵<1molH2O(80)的熵，A错误；B2molCO(g)含有的分子数比1molCO2(g)多，相同温度和压强下，2molCO(g)的混乱度较大，故相同温度和压强下，1molCO2(g)的熵<2molCO(g)的熵，B正确；C标况下SO3是液体SO2是气体，1molSO2的熵大于lmolSO3的熵，C错误；D单晶硅由硅原子直接形成空间网状结构，二氧化硅由硅和氧形成空间网状结构，单晶硅中原子较二氧化硅中更有序，故相同条件下，1mol单晶硅的熵小于1mol二氧化硅晶体的熵，D错误；答案选B。3C解析：A反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)为气体体积增大的放热反应，其H>0，S>0，选项A错误；B已知2KClO3 (s) =2KCl(s) + 3O2(g) H=78.03 kJ·mol-1，S=+ 494.4 J·mol-1·k-1，该反应的复合判据一定满足H-TS<0，说明此反应在任何温度下都能自发进行，选项B错误；C2H2O2H2+O2的H>0，S>0，常温下复合判据H-TS>0，则常温下水的分解反应不能自发反应，选项C正确；D反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若H<0，S>0，则一定自发，若H>0，S<0，则一定非自发，若H<0，S<0或H>0，S>0，反应能否自发，和温度有关，选项D错误；答案选C。4C解析：A反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若，反应能否自发，和温度有关，与反应是否放热无关，A项错误；B自发反应不一定是熵增大的反应，比如氨气和氯化氢反应生成氯化铵能自发进行，该反应是熵减反应，B项错误；C吸热反应可能会自发进行，氯化铵与氯氧化钡晶体为吸热反应，常温下就能进行，C项正确；D燃料的燃烧需要点燃，是自发进行的反应，需要加热才能发生的反应不一定都是非自发进行的，D项错误；故答案为：C。5B解析：A反应自发进行的判断依据是H-TS0，放热反应H0，若S0，高温下是非自发进行的反应，故A错误；B依据H-TS0反应自发进行，H-TS0属于非自发进行分析，熵增大反应S0，H0低温下反应自发进行，高温下反应不能自发进行，熵增的反应不一定是自发反应，故B正确；C混乱度越大，熵值越大，则固体溶解是一个熵增大的过程，故C错误；D非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应，但是在高温下能自发进行，故D错误；故选B。6C解析：A该反应为熵增的放热反应，H-TS<0，故该反应一定能自发进行，A正确；B该反应为放热反应，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，B正确；C达到平衡时，增大容器的体积，减小压强，正逆反应速率都减小，C错误；D断裂1mol N-H键说明有氨气反应的同时，断裂1mol O-H键，即有水反应，说明正逆反应速率相等，即该反应达到平衡状态，D正确；故选C。7B解析：A根据自由能公式得到该反应能够自发的原因是H0，S0，故A错误；B工业上使用合适的催化剂，可加快反应速率，因此可以提高NO2的生产效率，故B正确；C升高温度，该反应v(逆)增大，v(正)增大，平衡向吸热反应方向移动即逆反应方向移动，故C错误；D根据2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H=116.4 kJmol1，得到2molNO(g)和1molO2(g)中所含化学键能总和比2molNO2(g)中所含化学键能总和小116.4 kJmol1，故D错误。综上所述，答案为B。8B解析：A同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大，混乱度越大熵值越大，则熵值：气态>液态>固态，故A错误；B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B正确；CH0、S0的反应，G=H-TS0在任何温度都能自发进行，故C错误；D反应的平衡常数为，的平衡常数 =K2，故D错误；故选：B。9D解析：A升高温度能加快所有反应的反应速率，故A错误；B 对于无气体参与的反应，增大压强不能加快反应速率，故B错误；C用正催化剂能加快正、逆反应速率，故C错误；D反应能否自发进行与反应的熵变和焓变有关系，催化剂只改变反应所需的活化能，不改变反应热，催化剂对H-TS的值无影响，则对反应的自发性无影响，故D正确；答案选D。10D解析：A常温下合成氨反应的H-TS<0，只能说明合成氮反应在常温下能自发进行，而不能说明反应的快慢，故A错；B合成氨反应放热，升高温度，合成氨反应逆向移动，平衡转化率降低，故B错误；C由于合成氨反应的S<0，H<0，根据H-TS，可知高温不自发，故C错误；D由于合成氨反应的S<0，H<0，根据H-TS，可知在常温时可自发进行，D正确；选D。11D解析：A增加氮气和氢气的用量，实际放热增大，但不变，A错误；B能量越低越稳定，石墨能量更低更稳定，B错误；C根据复合判断知，高温下可自发发生，C错误；D碳的充分燃烧放出更多的热量，带符号后，D正确；故选D。12B【分析】由图可知，CO2与氢气反应制CH4的一种催化机理为CO2La2O3La2O2CO3，La2O2CO3La2O3，HCH4H2O，据此作答。解析：ALa2O3反应前后不变，为反应的催化剂，La2O2为中间产物，故A错误；BH2在Ni催化作用下产生H过程为分子断键过程，熵值增加，S>0，故B正确；C反应中La2O2CO3释放出，故C错误；D催化剂不能降低反应的焓变，可以降低反应的活化能，提高化学反应速率，故D错误；故答案选B。【点睛】本题考查反应机理和能量变化，依据题目图象准确判断反应机理是解题的关键，注意催化剂的判断。13B【分析】根据化学反应的能量变化图可知，反应为吸热反应，结合能量变化分析解答。解析：A上述反应的0，0，根据复核判据可知，0，不能自发进行，A错误；B上述反应为吸热反应，根据能量变化图可知，B正确；C使用催化剂不能改变反应热的大小，而，所以不能改变a、b的差值，C错误；D和完全分解为气态原子需吸收能量，而不是放出能量，D错误；故选B。14A解析：合成气反应为气体体积增大的反应，根据，在高温下成立可知， ，故本题选A。15D解析：A由图可看出，此过程气体分子由有序变为混乱，为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程，A正确；B由题意知H=0，B正确；C由图可看出，此过程从有序到无序，混乱度增大，C正确；DS>0，由H-TS0知，该过程的逆过程不能自发进行，D错误；答案选D。二、填空题16 < 8.5g CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5kJ/mol 12 (0，)解析：(1)反应是气体体积减小的反应，属于熵减反应，该反应在常温下就能自发进行说明其为放热反应，<0，则a<0，故答案为：<；(2)反应中，N元素化合价既有由氨分子中-3价上升到0价、又有由NO分子中+2价下降到0价，O元素化合价由0价下降到-2价，生成时消耗molO2，O元素得到1.5mol电子，被氧化的的物质的量为=0.5mol，质量为0.5mol17g/mol=8.5g，故答案为：8.5g；尿素水解成氨气和二氧化碳，方程式为：CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3，故答案为：CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3；(3)由图可知，热化学方程式a. C(s)+O2(g)=CO(g) ；b. C(s)+ O2(g)=CO2(g) ；c. ；由盖斯定律可知，2(b-a)-c可以得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =(-393.52+2110.5-180.5)kJ/mol=-746.5kJ/mol，故答案为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5 kJ/mol；由晶胞结构可知，铂原子位于晶胞的顶点和面心，铂原子周围与之紧邻的其他铂原子数目为12，若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为(0，)，故答案为：12；(0，)。17(1)放出(2)因为化合时H0，S0，H-TS0，故反应不能自发进行(3)(4)OH-+H2S=HS-+H2O(5)2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2+2Mn2+8H2O解析：根据的图象获取反应热的信息结合反应自发进行的判断依据是H-TS0分析解答；根据非金属性强弱的比较方法：单质与氢气易(难)反应；生成的氢化物稳定(不稳定)；最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱)；相互置换反应(强制弱)；单质得电子的能力比较非金属性强弱等分析判断；NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水、草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，据此分析解答。(1)从图象可知，S与H2的H0，反应放出热量，故答案为：放出；(2)从图象可知，Te和H2反应的H0，而H2Te分解反应的S0，Te和H2化合的S0，则H-TS0，反应不能自发进行，故答案为：因为化合时H0，S0，H-TS0，故反应不能自发进行；(3)根据元素非金属性的判断方法可知，上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是，故选；(4)NaOH溶液中通入过量的H2S反应生成硫氢化钠和水，反应的离子方程式为OH-+H2S=HS-+H2O，故答案为：OH-+H2S=HS-+H2O；(5)草酸和高锰酸钾溶液在酸性溶液中发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O，故答案为：2MnO+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O。18(1) 不能 K=(2) 2 = 向右 不变(3) 大于 0.4mol·L-1解析：（1）H-TS=131.3KJ/mol-T×133.7×0.001KJ·mol-1·K-1，在低温下，该值一定是大于0的，所以在低温下不能自发进行，故答案为：不能。根据反应的热化学方程式，该反应的平衡常数表达式K=，故答案为K=。（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，则400时，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数K'=2，故答案为：2；一段时间后，N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则它们的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L，则Qc=0.5=K，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，故答案为：v(N2)正=v(N2)逆。在恒温下将容器的容积缩小到原来的二分之一，则容器内的压强增大，根据合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的化学计算数，根据平衡移动原理，可知平衡向右移动。压强增大，但温度不变，各物质的物质的量也不变，故反应的H也不变。（3）实验1的CO的转化率为，实验2中CO的转化率为，实验1的转化率大于实验2，说明温度升高，转化率变小了，平衡向逆反应方向进行，说明平衡常数也变小了，故K(650)> K(900)。由于温度不变，平衡常数不变，在CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应中，成倍数同时增大反应物的物质的量，则反应物的转化率也不变，实验2中CO的转化率为20%，则实验2中CO和H2O的物质的量加倍时，转化的CO的物质的量为420%=0.8mol，根据化学方程式，则平衡时生成H2的物质的量为0.8mol，生成H2浓度为0.4mol·L-1。学科网（北京）股份有限公司