2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A．2KClO3(s)= 2KCl(s) + 3O2(g) ΔH = -78.3 kJ/mol ΔS= + 494.4J/(mol·K)
B．CO(g)= C(石墨，s) + O2(g) ΔH = + 110.5 kJ/mol ΔS= -89.4J/(mol·K)
C．4Fe(OH)2(s)+ 2H2O(l)+ O2(g)= 4Fe(OH)3(s) ΔH = - 444.3 kJ/mol ΔS= - 280.1 J/(mol·K)
D．NH4HCO3(s)+ CH3COOH(aq)=CO2(g)+ CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH = + 37.30 kJ/mol ΔS= + 184.0 J(mol·K)
2．已知2A(g) 3B(s)+C(g) ΔH＜0， 假设ΔH和ΔS不随温度而改变，下列说法中正确的是
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
3．25℃，KNO3的饱和水溶液物质的量浓度是6mol·L-1。若将1mol固体KNO3置于1L水中，则KNO3变成盐溶液过程为
A．自发 B．不自发 C．可逆 D．不能确定
4．在恒容密闭容器中发生反应：，在℃和T2℃下A(g)的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．时，平衡朝正反应方向移动
B．℃时，0-0.5h内用B表示的平均反应速率为0.01
C．a、b、c三点的反应速率大小为
D．已知该反应正向自发，则其它条件相同时，T1℃、T2℃下A的平衡转化率：
5．对于反应 ，下列说法正确的是
A．反应的
B．反应的平衡常数可表示为
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．升温、加压和使用催化剂能增大SO3的生成速率
6．在一定温度下、恒容密闭容器中，发生反应：，达平衡后，下列说法正确的是
A．该反应的
B．将平衡体系升温，平衡常数减小
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入的平衡转化率增大
7．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904kJ·mol-1，下列有关说法正确的
A．该反应的ΔS>0
B．加入催化剂可降低该反应的焓变
C．4molNH3和5molO2充分反应放出的热量为904kJ
D．达到平衡时，升高温度，v(正)减小、v(逆)增加
8．下列有关化学反应自发性的叙述错误的是
A． 高温可以自发
B． 高温可以自发
C． 低温可以自发
D． 任何温度下可以自发
9．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．已知反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K，则2H2(g)+2I2(g) 4HI(g)的平衡常数为2K
C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在低温时不能自发进行
D．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
10．下列推论正确的是
A．S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1，S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2；则：△H1＞△H2
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H =-57.4kJ/mol，则：含20gNaOH的溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJ
C．C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.9kJ/mol，则：由石墨制取金刚石的反应是吸热反应，金刚石比石墨稳定
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H ＞0，△S＞0，则：该反应任何温度下都能自发进行
11．某化学反应其△H=-122kJ/mol，△S=-231J/(mol·K)，则此反应在下列哪种情况下可自发进行
A．仅在高温下自发进行 B．仅在低温下自发进行
C．在任何温度下都能自发进行 D．在任何温度下都不能自发进行
12．在恒温恒压条件下，对于反应
下列有关说法正确的是
A．该反应的，
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量达新平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
13．奥地利物理学家Boltzmann首次将熵与混乱度定量地联系起来，即S= klnΩ(k为Boltzmann常数， Ω为混乱度，也即微观状态数，也粗略地看作空间排列的可能性数目)。在相同的温度和压强下，下列有关熵大小比较正确的是
A．1mol 正戊烷＜1mol新戊烷
B．1molFeSO4 ·7H2O(s)< 1molFeSO4(s)
C．1molNa2SO4(1)< 1rnolNa2SO4(s)
D．3molCH4(g)<1molCH3CH2CH3(g)
14．通过以下反应均可制备H2：
①煤炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3kJ·mol-1
②甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.1kJ·mol-1
③太阳光催化分解水制氢：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH3=+483.6kJ·mol-1
下列有关说法错误的是
A．若反应②使用催化剂则ΔH2减小 B．通过反应①可以将煤转化为清洁燃料
C．反应③在高温下可以自发进行 D．反应 C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
15．关于恒容密闭容器进行的反应C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，下列说法正确的是
A．ΔS<0 B．熵值越大，体系的混乱度越小
C．该反应为熵增反应 D．同一物质三态的熵值大小关系为S(g)
16．氮气是空气的重要组成气体，氮气的综合利用在农业和国防中有着重要意义。
(1)合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150 年。
①写出工业合成氨的化学方程式___________
②已知该反应的ΔH= -92.4 kJ/mol， ΔS (T =298K) =- 198.76 J·mol -1·K-1，试判断室温(即298K) 下，合成氨的反应能否自发进行？___________ (填“能”或“否”)
(2) NH3和CO2在120 °C，催化剂作用下可以合成尿素。
①写出该反应的化学方程式___________
②混合气体中NH3 的含量变化关系如图所示(该条件下尿素为固体)。则A点的正反应速率v正 (CO2)___________B点的逆反应速率为v逆(CO2) (填“大于”、“小于”或“等于”)，NH3的平衡转化率为___________
(3) NH3可用工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25 °C时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，其原因是___________(用离子方程式表示)向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将___________ (填 “正向”、“不”或“逆向”移动，所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1(25 °C时，NH3·H2O 的电离平衡常数取Kb= 2 ×10-5 mol·L-1)
17．【情境问题思考】
请观察下列反应，思考以下问题。
①2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)
②NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
③C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
⑤2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=-39.4J·mol-1·K-1
(1)判断①～④的ΔS是的正负，并解释理由____。
(2)熵增反应一定能自发进行吗____？熵减反应一定不能自发进行吗____？
(3)判断熵变ΔS与能否自发进行的关系____？
18．能源是现代社会发展的支柱之一，请按要求完成以下填空：
(1)下列反应中，属于放热反应的是_______ (填序号)。
a.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合搅拌 b.高温煅烧石灰石 c.铝与盐酸反应
(2)已知稀溶液中，1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_______ 。
(3)实验测得，1g甲醇(CH3OH，常温下为液态)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量，试写出甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式：_______。
(4)火箭推进器常以气态联氨(N2H4)为燃料、液态过氧化氢为助燃剂进行热能提供。反应过程中生成的气体可参与大气循环。测得当反应过程中有1mol水蒸气生成时放出161kJ的热量。试写出反应过程中的热化学方程式：_______。
(5)将转化为是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：
则反应的是_______
(6)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，过程能量变化如图所示，其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H。该反应的△H_______(填“>”、“＜”或“=”)0；其正反应在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
19．说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性
CO2(s)→ CO2(g)____________
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)____________
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)____________
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．ΔH＜0、ΔS＞0代入ΔG=ΔH-TΔS可知ΔG＜0，任何温度下均能自发，A符合；
B．ΔH、ΔS代入ΔG=ΔH-TΔS可知ΔG>0，所以该反应一定不能自发进行，B不符合；
C．ΔH＜0、ΔS＜0代入ΔG=ΔH-TΔS可知，当低温时，ΔG＜0，可自发进行，C不符合；
D．ΔH＞0、ΔS＞0代入ΔG=ΔH-TΔS可知，当高温时，ΔG＜0，可自发进行，D不符合；
答案选A。
2．A
解析：2A(g) 3B(s)+C(g) ΔH＜0，正反应是气体体积减小的放热反应，ΔS<0，要使△H-T △S＜0，则T为低温，所以该反应在低温下能自发进行，故选：A。
3．A
解析：1mol KNO3溶于1L水中，所得溶液为不饱和溶液，所以该过程是自发的，故A正确；
故选A。
4．A
解析：A．由反应方程式可知当反应达到平衡时v(A)正 : v(B)逆=2 : 1，所以当v(A)正=v(B)逆时，逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，A选项错误；
B．由图得0.5h内c(A)减少0.6mol/L，所以c(B)增加0.3 mol/L，v(B)=0.3/(0.5×60)=0.01mol/（L·min），B选项正确；
C．0~0.5h内T2℃曲线变化快，说明T2温度高，对应c反应速率最快，T1℃时，a点浓度大于b点浓度，速率a>b，C选项正确；
D．该反应ΔS<0，根据反应自发性可判断其正反应ΔH<0，由于T2>T1，所以根据勒沙特列原理可知低温有利于放热正反应方向，则A的转化率，D选项正确；
答案选A。
5．D
解析：A．反应物气体的计量系数和为3，生成物的气体计量系数为2，则该反应为熵减反应，反应的＜0，A项错误；
B．反应的平衡常数表达式为，B项错误；
C．催化剂只改变反应的活化能对于反应的焓变无影响，C项错误；
D．升高温度、增大压强、使用催化剂都可加快SO3的反应速率，D项正确；
答案选D。
6．C
解析：A．由方程式可知，该反应是气体体积不变、固体质量减少的熵减的反应，反应ΔS＜0，故A错误；
B．该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数增大，故B错误；
C．恒容密闭容器中充入惰性气体，反应体系中气体的浓度不变，化学反应速率不变，化学平衡不移动，故C正确；
D．固体的浓度为定值，增加固体的质量，化学反应速率不变，化学平衡不移动，则向平衡体系中加入硫酸钡固体，平衡不移动，氢气的平衡转化率不变，故D错误；
故选C。
7．A
解析：A．正反应气体物质的量增多，所以该反应的ΔS>0，故A正确；
B．加入催化剂可降低该反应的活化能，焓变不变，故B错误；
C．该反应可逆，4molNH3和5molO2不能完全反应，所以放出的热量小于904kJ，故C错误；
D．达到平衡时，升高温度，v(正)、v(逆)均增加，故D错误；
选A。
8．A
解析：A． ，气体物质的量减少， ，任何温度下不能自发进行，故A错误；
B． ，气体物质的量增多，，高温可以自发，故B正确；
C． ，气体物质的量减少，，低温可以自发，故C正确；
D． ，气体物质的量增多，，任何温度下可以自发，故D正确；
故选A。
9．D
解析：A．对于同一物质在不同状态时的熵值：气态＞液态＞固态，故A错误；
B． 已知反应H2 (g)＋I2(g) 2HI(g)平衡常数为K，，则2H2 (g)＋2I2(g) 4HI(g)的平衡常数，故B错误；
C． 若反应ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG=ΔH-TΔS＜0，因此在温度低时也能自发进行，故C错误；
D． 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变反应速率，由于使正反应速率和逆反应速率改变的倍数相同，因此只能缩短达到平衡的时间，但不能改变化学反应进行的方向，故D正确；
故选D。
10．B
解析：A．固态硫变为气态硫是吸热过程，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生的热量多，但反应热为负值，△H1＜△H2，故A错误；
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.4 kJ/mol，即在稀溶液中1mol NaOH完全反应放出57.4kJ热量，则含20g NaOH即0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJ，故B正确；
C．C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.9 kJ/mol，则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应，金刚石的能量高于石墨的能量，则石墨比金刚石稳定，故C错误；
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H ＞0，△S＞0，高温下才能使，故高温下能自发进行，故D错误；
答案选B。
11．B
【分析】依据反应的焓变和熵变结合温度分析计算，△H-T△S＜0说明反应自发进行，△H-T△S＞0时反应不能自发进行。
解析：△H-T△S＜0说明反应自发进行，△H-T△S＞0时反应不能自发进行，△H-T△S= -122kJ mol-1-T×（-231×10-3kJ mol-1 K-1）= -122+231×10-3T，当T较小时，△H-T△S=-122+231×10-3T＜0，所以反应仅在低温下自发进行，故选B。
12．B
解析：A．该反应为吸热反应，＞0，正向气体系数增大，＞0，A错误；
B．根据可知，气体总质量不变，恒温恒压下体积增大，密度减小，当密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态，B正确；
C．恒温恒压，加入后体积增大，各物质浓度比不变，平衡不移动，故原平衡相比的值不变，C错误；
D．平衡常数只受温度影响，故使用高效催化剂不能改变平衡常数，D错误；
故答案选B。
13．A
解析：A．正戊烷即CH3CH2CH2CH2CH3不带支链，新戊烷即C(CH3)4分子带支链，分子数相同时新戊烷的混乱度较大，熵较大， A正确；
B．FeSO4 7H2O含粒子数大于FeSO4，等物质的量，FeSO4 7H2O的熵较大，B错误；
C．相等物质的量时，同物质液态微观状态数较多，熵较大，C错误；
D．气体分子数越多，熵越大，D错误；
故答案为：A。
14．A
解析：A．催化剂可以改变反应的活化能，但不能改变焓变，A错误；
B．CO、H2燃烧的产物均无污染，通过反应①避免直接燃烧煤，从而产生二氧化硫等有害物质，将煤转化为清洁燃料，B正确；
C．反应③为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，ΔH2＞0，在高温条件下可以满足ΔH2-TΔS＜0，反应自发，C正确；
D．根据盖斯定律①-③可得C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=131.3 kJ·mol-1-×483.6 kJ·mol-1=-110.5kJ·mol-1，D正确；
综上所述答案为A。
15．C
解析：A．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，ΔS>0，A错误；
B．熵值越大，体系混乱度就越大，B错误；
C．反应前后气体体积数增大，这是一个熵增的反应，C正确；
D． 同一物质三态的滴值大小关系为S(g)>S(1)>S(s)，D错误；
故选C。
二、填空题
16． N2+3H22NH3 能 2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O 大于 75% NH +H2O NH3·H2O+H+ 逆向
解析：略
17．(1)①～④反应后生成气体，熵增加，ΔS＞0。它们均产生气体，体系的无序程度增大
(2) 熵增反应不一定能自发进行，如④在常温下不能自发进行 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如反应⑤在高温下能自发进行
(3)ΔS＞0有利于反应自发进行，但不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行
解析：略
18．(1)c
(2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3kJ mol-1
(3)
(4)
(5)
(6) ＜ 低温
解析：（1）a．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合搅拌为吸热反应，a错误；
b．高温煅烧石灰石为吸热反应，b错误；
c．铝与盐酸反应为酸和活泼金属的反应属于放热反应；c正确；
故选c；
（2）中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，则生成1mol水放热57.3kJ，H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3kJ mol-1；
（3）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；1g甲醇(CH3OH，常温下为液态，为)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量，则1mol甲醇完全燃烧放热， ；
（4）反应过程中有1mol水蒸气生成时放出161kJ的热量，则生成4mol水蒸气放热644kJ， ；
（5）已知：
①
②
由盖斯定律可知，反应①+2②得：；
（6）由图可知，反应物的能量高于生成物的能量，反应放出热量，焓变小于零；该反应为放热的熵减反应，根据可知，反应在低温下能自发进行。
19． ΔH>0，ΔS>0，在高温条件下可以自发进行 ΔH<0，ΔS<0，在低温条件下可以自发进行 ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下都可以自发进行
解析：CO2(s)→ CO2(g)，固体变为气体吸热，所以ΔH>0，气体增多，则ΔS>0，在高温条件下可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行；
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)，Mg在氧气中燃烧放热，所以ΔH<0，气体减少，则ΔS<0，在低温条件下可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行；
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)，金属置换出水中氢气的反应为放热反应，所以ΔH<0，气体增多，则ΔS>0，在任何温度下都可以满足ΔG=ΔH-TΔS<0，自发进行。
