2023版高中化学人教版选择性必修1-第二章-化学反应速率与化学平衡-第三节-化学反应的方向.docx

第三节　化学反应的方向
基础过关练
题组一　自发过程与自发反应
1.下列关于自发过程的叙述中,正确的是(　　)
A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
2.下列过程是非自发过程的是(　　)
A.水由高处向低处流
B.气体的扩散
C.有序排列的火柴散落成无序排列
D.室温下水结成冰
题组二　反应焓变、熵变与反应方向
3.下列过程的方向可用焓判据判断的是(　　)
A.硝酸铵溶于水
B.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ·mol-1
C.(NH4)2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-572 kJ·mol-1
4.(2022江西九校联考)25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ/mol,该反应能自发进行的原因是(　　)
A.是吸热反应　　　B.是放热反应
C.是熵减小的反应　　　D.熵增效应大于焓效应
5.下列说法正确的是(　　)
A.自发进行的反应均是ΔH<0的反应
B.ΔS<0的反应一定不能自发进行
C.物质的量增加的反应,其ΔS为正值
D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g),其ΔS>0
6.下列说法不正确的是(　　)
A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
B.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
C.碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量
D.CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)是一个熵减小的反应
题组三　化学反应方向的判断
7.(2022福建龙岩一中月考)下列有关化学反应方向及其判据的说法错误的是(　　)
A.1 mol H2O在不同状态时的熵值:S(s)0,ΔS>0的是(　　)
A.HCl(g)+NH3(g) NH4Cl(s)
B.在高温下才能自发进行的反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)
D.任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)
能力提升练
题组一　焓变、熵变与化学反应方向的关系
1.(2022河南创新发展联盟联考)一定条件下,向云层中撒干冰,可增大降水概率,缓解地面的旱情。下列反应的焓变、熵变以及自发性与干冰在云层中的变化一致的是(　　)
A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)
B.2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)
C.Zn(s)+H2SO4(aq) ZnSO4(aq)+H2(g)
D.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
2.下列判断正确的是(　　)
A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0
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.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0,ΔS>0
D.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
题组二　自由能与化学反应的方向
3.反应CH3OH(l)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下才能自发进行,若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1,该温度下|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1,则下列选项正确的是(　　)
A.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS<0
4.(2022江西南昌外国语学校期中)实现“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。目前工业上用CO2来生产燃料甲醇的一种反应是CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ· mol-1)的变化。下列说法中正确的是(　　)

A.该反应的ΔH<0,ΔS<0,该反应在任何温度下都能自发进行
B.该反应的ΔH>0,ΔS>0,该反应在高温时能自发进行
C.该反应的ΔH<0,ΔS<0,该反应在低温时能自发进行
D.该反应的ΔH<0ΔS>0,该反应在任何温度下都不能自发进行
5.(2022河南郑州中原名校联考)焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g) 2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)。反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示,下列说法错误的是(　　)

A.反应②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)的ΔS<0,ΔH<0
B.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点
C.L1对应反应①
D.当温度低于983 K时,过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主

答案全解全析
基础过关练
1.C　在一定条件下,不用借助外力就可以自动进行的过程为自发过程,所以自发过程也需要特定的条件,A、B项错误;可逆反应在不同的条件下,可以向不同方向自发进行,C项正确;改变条件,可以使非自发过程转变为自发过程,D项错误。
2.D　自然界中水由高处向低处流、气体的扩散、有序排列的火柴变为无序排列、室温下冰融化成水都是自发过程,其逆向过程都是非自发过程,D项符合题意。
3.D　硝酸铵溶于水为熵增加的过程,其ΔH>0,不能用焓判据判断;B、C项反应均为ΔH>0的反应,不能用焓判据判断;D项反应为放热反应,可用焓判据判断。
4.D　2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ/mol,是一个吸热反应,ΔH>0,反应能够自发进行,必须满足ΔG=ΔH-TΔS<0,所以ΔS>0且熵增效应大于焓效应。
5.D　有些吸热反应也可以自发进行,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,故A错误;有些ΔS<0的反应也能自发进行,如乙烯聚合为聚乙烯,故B错误;物质的量增加的反应,其混乱度不一定增加,即ΔS不一定为正值,如2H2S(g)+O2(g) 2H2O(g)+2S(s),故C错误;CaCO3(s)分解产生了CO2气体,为熵增反应,故D正确。
6.C　Na与水反应生成H2,ΔS>0,此反应为放热反应,则ΔH<0,故ΔH-TΔS<0,该反应能自发进行,A项正确;吸热反应ΔH>0,能自发进行必须满足ΔH-TΔS<0,所以ΔS>0,B项正确;碳酸铵在室温下自发分解产生氨气,是因为该反应的ΔS>0,C项错误;CO(g)+2H2(g) CH3OH(l),反应后气体分子数减小,该反应是一个熵减小的反应,D项正确。
7.B　等量的同种物质的聚集状态不同,其熵值不同,S(g)>S(l)>S(s),故A正确;自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵也不一定减小,故B错误;如CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)是ΔH>0、ΔS>0的反应,常温下不能自发进行,由ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行可知,在高温下能自发进行,故C正确;由反应可知,ΔH>0、ΔS>0,由ΔH-TΔS<0能自发进行可知,该反应在高温下能自发进行,故D正确。
8B　反应HCl(g)+NH3(g) NH4Cl(s)的ΔS<0,A错误;2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)的ΔS>0,高温下才能自发进行,可知ΔH>0,B正确;2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔS<0,C错误;COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)的ΔS>0,任何温度下均能自发进行,可知ΔH<0,D错误。

能力提升练
1.D　干冰在云层中的变化是一个熵增、吸热、能自发进行的过程。A项反应熵减、放热,错误;B项反应熵增、放热,错误;C项反应熵增、放热,错误;D项反应是熵增、吸热、能自发进行的反应,正确。
2.A　A、B、D中反应均为熵减反应,且在一定温度下均能自发进行,故根据ΔH-TΔS<0可知,这三个反应均属于放热反应,A项正确,B、D项错误;C中反应为熵减反应,ΔS<0,C项错误。
3.A　该反应在某温度下能够自发进行,说明该温度下,其ΔH-TΔS<0;根据化学方程式可知该反应的ΔS>0,如果ΔH<0,则该反应在任何温度下都是自发进行的,而该反应在某温度下才能自发进行,因此该反应的ΔH>0。
4.C　根据题图可知CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)为放热反应,即ΔH<0,且该反应是熵减反应,即ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS,T较小时满足ΔG<0,即该反应在低温时能自发进行。
5.C　反应②的ΔS<0,273 K时能自发进行,要满足ΔG=ΔH-TΔS<0,则ΔH<0,A正确;相同条件下,ΔG越小,说明它能够反应的趋势越大,983 K时两反应的ΔG相等,之后两反应的ΔG大小关系发生变化,则反应主次趋势发生变化,所以983 K是反应趋势变化的转折点,B正确;反应①的ΔS>0,则-ΔS<0,所以斜率小于0,L2对应反应①,C错误;当温度低于983 K时,L1的ΔG更小,L1对应反应②,所以以反应②为主,过量焦炭的氧化产物以CO2为主,D正确。

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