2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．四氯化钛是工业上制备金属钛的重要原料。常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为。在条件下，转化为有两种方法，其反应的热化学方程式分别为：
①直接氯化
②碳氯化
对于反应，下列说法正确的是
A．
B．E(总反应物)(总生成物)(E表示物质能量)
C．反应中每消耗，转移电子的数目为
D．升高温度、增大压强均能提高产率
2．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列说法中正确的是
A．， B．，
C．， D．，
3．下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热：
B．已知在一定条件下，2molSO2与1molO2充分反应后，释放出98kJ的热量，则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98kJ·mol-1
C．已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol-1，则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D．已知CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)，该反应为熵增加的反应
4．已知反应的，，下列正确的是
A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行
C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行
5．下列变化过程中， S<0的是
A．蔗糖溶于水 B．氢气与氯气合成氯化氢
C．氨气与氯化氢合成氯化铵 D．加热KMnO4制O2
6．下列物质间的反应，，且其能量变化符合下图的是
A．合成氨反应 B．与盐酸的反应
C．晶体和晶体混合 D．碳酸钙的分解
7．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2K
8．NH2Cl极易水解，生成一种用于杀菌的强氧化性酸，制备反应为。关于的制备反应，下列说法正确的是
A．该反应的
B．为加快反应速率，可在水溶液中制备NH2Cl
C．使用合适的催化剂可以改变反应历程，降低反应焓变
D．恒温恒容下，当混合气体的密度不再改变时，反应达到了平衡
9．关于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应在高温条件下可以自发进行
B．向反应容器中加入催化剂，反应自发进行的临界温度会降低
C．恒容条件下，通入He和Ar组成的混合气体，压强会增大，反应的速率会加快
D．恒容条件下，可通入过量的CO2气体来提高转化率并增大生成物的浓度
10．2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。已知
下列说法不正确的是
A．
B．的过程中，，
C．2mol和1mol的总能量大于2mol的总能量
D．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
11．下列说法中正确的是
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．的反应一定是能自发进行的反应
C．催化剂能降低反应的活化能，因而提高可逆反应的速率和产率
D．升高温度，使活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率
12．下列说法正确的是
A．的热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的热值)为，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为：
B．反应，若正反应的活化能为，逆反应的活化能为，则
C．的反应一定能自发进行
D．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数
13．下列变化过程中，的是
A．干冰升华
B．分解为和
C．溴化钾溶于水
D．与反应生成
14．反应CaCO3=CaO +CO2↑为非自发反应，要使此反应能发生，采取的措施（ ）
A．升高温度 B．降低温度 C．减少CO2 D．增加CO2
15．已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是
A．低温下能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行
二、填空题
16．按要求完成下列问题。
(1)汽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)，已知反应的△H>0，判断该设想能否实现________ (填“能”或“不能”)，并简述原因________________。
(2)甲烷的烧热△H = - 890.3kJ/mol，写出甲烷的燃烧热的热化学方程式：__________________。
17．请指出氨气与氯化氢气体的反应以及碳酸氢钠的分解反应是熵增加反应还是熵减小反应______、_______。
18．红磷和发生反应生成和，反应过程和能量关系如图所示(图中的表示生成产物的数据)。
根据上图回答下列问题：
(1)和反应生成的热化学方程式为_______。
(2)分解成和的热化学方程式为_______，已知该反应的为，则该反应自发的温度范围为T_______(保留1位小数)。
(3)和分两步反应生成的_______一步反应生成的_______(填“>”、“<”或“=”)。
(4)与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_______。
19．②在一定温度范围内催化剂活性较大，超过温度范围，催化剂活性降低，由图可知迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率增大；上升阶段缓慢主要是温度上高引起的NOx的去除反应速率增大但催化剂活性降低。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：△H＜0，△S＜0。
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是___________
A．因为△H＜0，所以该反应一定能自发进行
B．因为△S＜0，所以该反应一定不能自发进行
C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的△H
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b．v正(N2)=v逆(H2)
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．该反应前后气体分子数不变，但固体转化为气体的过程中熵增大，，故A错误；
B．该反应为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，故B错误；
C．有反应可知氯气在反应中作氧化剂转化为，1mol得2mol电子，消耗，转移电子的数目为，故C正确；
D．由已知直接氯化反应为吸热反应，碳氯化反应为放热反应，升高温度有利于直接氯化反应但不利于碳氯化反应；直接氯化反应反应前后气体分子数相等，增大压强平衡不移动，不利于提高产率，碳氯化反应，反应后气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，会降低产率，故D错误；
故选：C。
2．C
解析：由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即△H＜0，△S＜0，故选C项；
答案选C。
3．C
解析：A．该反应为可逆反应，根据题中信息，无法判断消耗氮气或氢气物质的量，或者生成氨气物质的量，无法写出热化学方程式，故A错误；
B．二氧化硫与氧气反应属于可逆反应，无法判断消耗二氧化硫或氧气物质的量，无法写出热化学方程式，故B错误；
C．硫酸为强酸，氢氧化钠为强碱，因此稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol，故C正确；
D．根据方程式可知，H2O(l)→H2O(s)，该反应为熵减的反应，故D错误；
答案为C。
4．C
【分析】根据吉布斯自由能可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行，据此分析解答。
解析：反应的，，因为T，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，C项符合题意。
故选C。
5．C
【分析】混乱度（S）的大小：固态<液态<气态。
解析：A．蔗糖溶于水，固体转化成液体，熵增， S＞0，A不符合题意；
B．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，反应前后气体系数之和相等，熵不变，B不符合题意；
C、NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)，由气体转化成固体，熵减， S<0，C符合题意；
D、2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，固体生成气体，是熵增， S＞0，D不符合题意。
答案选C。
6．B
解析：A．合成氨反应中，系统的混乱度降低，即，A项不符合；
B．与盐酸的反应生成ZnCl2和氢气，系统混乱度增加，；该反应为放热反应，因此能量变化符合图像，B项符合；
C．晶体和晶体的反应为吸热反应，因此能量变化不符合图像，C项不符合；
D．碳酸钙分解生成CaO和CO2气体，系统混乱度增加，但该反应吸热，因此能量变化不符合图像，D项不符合。
本题选B。
7．B
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；
C．△H＜0、△S＞0的反应，△G=△H-T△S＜0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。
8．A
解析：A．依据△H-T△S<0的反应可自发进行，△H>0，可知△S>0，A正确；
B．NH2Cl极易水解，不能在水溶液中制备NH2Cl，B错误；
C．使用合适的催化剂可以改变反应历程，但不改变反应的焓变，C错误；
D．该反应各物质都是气体，反应进行中混合气体的总质量不变，又由于容器体积不变，容器内气体的密度是一个定值，不能用来判断反应是否达到平衡状态，D错误；
答案选A。
9．D
解析：A．该反应是焓减、熵减的反应，由△G=△H-T△S知，在较低温度下能自发进行，选项A错误；
B．催化剂能改变反应速率及反应的活化能，但不能改变反应自发进行的临界温度，选项B错误；
C．恒容条件下，通入He和Ar组成的混合气体，反应物的浓度均不变，不会改变反应的速率，选项C错误；
D．恒容条件下，可通入过量的气体可以使平衡正向移动，提高转化率和甲醇的浓度，选项D正确；
答案选D。
10．A
解析：A．由题干图示信息可知，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2，生成气体水时放出的热量比生成液态水时少，故0＞ΔH1＞ΔH2，A错误；
B． H2O(l)= H2O(g)为气体分子数增大的吸热过程，则ΔH＞0，ΔS＞0，B正确；
C．氢气与氧气的反应为放热反应，则2mol和1mol的总能量大于2mol的总能量，C正确；
D．根据盖斯定律可知，化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D正确；
故答案为：A。
11．D
解析：A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应，A错误；
B．满足ΔH-TΔS<0的反应才能自发进行，ΔH<0的反应不一定能自发进行，B错误；
C．催化剂能降低反应的活化能，因此可以提高可逆反应的速率，但是不能提高产率，C错误；
D．升高温度，活化分子的百分数增大，化学反应速率也增大，D正确；
故答案选D。
12．B
解析：A．热值是1g燃料燃烧放出的热量，方程式中是4g氢气燃烧，，选项A错误；
B．正反应的活化能逆反应的活化能，选项B正确；
C．只要反应的反应就能自发进行，不一定是，如，在高温下不一定能自发进行，选项C错误；
D．增大反应物浓度，能增大单位体积活化分子数目，不能增大活化分子百分数，选项D错误；
答案选B。
13．D
解析：A．干冰升华，从固体变为气体，混乱度增加，，故A错误；
B．分解为和，有气体生成，混乱度增加，，故B错误；
C．溴化钾溶于水，固体变为自由移动的离子，混乱度增加，，故C错误；
D．与反应生成，气体体积减少，混乱度减小，，故D正确；
故选D。
14．A
【分析】要使一个反应能自发进行，就要保证△G=△H-T△S<0。
解析：分析该反应的特点，发现是由固体生成了气体，熵是增加的，有利于反应自发的，但反应在低温下仍为非自发反应，说明该反应是吸热的，可以通过升高温度的方式，使△H-T△S<0，所以答案选择A项。
15．C
解析：反应，若，则反应可自发进行，，，因此T为较大正数时，反应能自发进行，故答案为C。
二、填空题
16．(1) 不能 因为该反应的△H＞0，△S＜0，所以△G＞0，为非自发反应
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ mol-1
解析：（1）2CO(g)=2C(s)+O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应，根据G=△H-T △S，G＞0，不能自发进行，故答案为：不能；因为该反应的△H＞0，△S＜0，所以△G＞0，为非自发反应；
（2）1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物放出的热量即燃烧热，所以1mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳的燃烧热热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ mol-1。
17． 熵减小 熵增加
解析：氨气与氯化氢气体反应生成固体氯化铵，为熵减的反应；碳酸氢钠的分解反应生成二氧化碳气体、水、碳酸钠，为熵增的反应。
18．(1)P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306 kJ/mol
(2) PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ mol-1 T>547.1K
(3) －399 kJ/mol =
(4)PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl
解析：（1）根据图示可知：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，则热化学方程式为：P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g) △H=-306 kJ/mol；
（2）由图可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，
则反应的热化学方程式为PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ mol-1，==，该反应自发进行的判据，则93-0.17T<0，解得T>547.1K；
（3）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：
P(s)+ Cl2(g)═PCl3(g)△H1=—306 kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=—93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=—306 kJ/mol+(—93 kJ/mol)=—399 kJ/mol，由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=—306kJ/mol—(+93kJ/mol)=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，故答案为：－399 kJ/mol；=；
（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl。
19． ABCD c
解析：(1)A．反应自发进行需要根据△H-T△S＜0判断，只靠△H判断不准确，故A错误；
B．根据△H-T△S＜0判断反应的自发性，只靠△S判断不准确，故B错误；
C．该反应为放热反应，高温不利于反应物的转化，在高温下进行，是为了加快反应速率，故C错误；
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能，催化剂不能改变反应的△H，故D错误；
故答案为：ABCD；
(2)a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2不能说明各组分含量保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a不选；
b．3v正(N2)=v逆(H2)，反应达到平衡，则v正(N2)=v逆(H2)没有达到平衡状态，故b不选；
c．该反应前后气体分子数发生变化，恒容容器内压强保持不变，说明各组分含量保持不变，反应达到平衡，故c选；
d．混合气体总质量不变，恒容容器中气体的体积不变，则气体的密度始终保持不变，混合气体的密度保持不变，不能说明反应达到平衡，故d不选；
故答案为：c。
