2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向分層作業(yè)新人教版選擇性必修1

分層作業(yè)10化學(xué)反應(yīng)的方向A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練題組1.自發(fā)反應(yīng)和自發(fā)過程、焓變和熵變1.下列關(guān)于冰熔化為水的過程推斷正確的是()A.ΔH>0、ΔS<0B.ΔH<0、ΔS>0C.ΔH>0、ΔS>0D.ΔH<0、ΔS<02.夏季,受臺(tái)風(fēng)影響,某些地區(qū)狂降暴雨。下列有關(guān)水蒸氣變成雨的過程中焓變和熵變的推斷正確的是()A.ΔH<0,ΔS<0B.ΔH<0,ΔS>0C.ΔH>0,ΔS>0D.ΔH>0,ΔS<03.(2024·廣州番禺調(diào)研)1g冰受熱轉(zhuǎn)化為1g水蒸氣,下列分析不正確的是()A.該過程是熵增的過程B.該過程發(fā)生的是物理改變C.1g冰與1g水蒸氣所具有的內(nèi)能不同D.H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成1molH2O(l)與生成1molH2O(g)放出的熱量相同4.(2024·廣東惠州模擬)現(xiàn)有反應(yīng):①氨氣與氯化氫氣體的反應(yīng);②碳酸氫鈉的分解反應(yīng)。下列關(guān)于反應(yīng)①和②的熵變說法正確的是()A.均為熵增加反應(yīng)B.均為熵減小反應(yīng)C.反應(yīng)①熵增加,反應(yīng)②熵減小D.反應(yīng)①熵減小,反應(yīng)②熵增加題組2.化學(xué)反應(yīng)的方向與ΔH、ΔS的關(guān)系5.下列反應(yīng)在任何溫度下都無(wú)法自發(fā)進(jìn)行的是()A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0B.C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH>0C.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH<0D.3O2(g)2O3(g)ΔH=+285.4kJ·mol-16.(2024·浙江臺(tái)州八校聯(lián)考)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方向及判據(jù)的說法不正確的是()A.ΔH>0、ΔS<0的反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行B.2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)ΔH>0,該反應(yīng)加熱時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,緣由是反應(yīng)的熵增大C.焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),但焓變或熵變不行以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.自發(fā)反應(yīng)就是能較快進(jìn)行的反應(yīng),非自發(fā)反應(yīng)就是無(wú)法進(jìn)行的反應(yīng)7.下列反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),并且在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行的是()A.2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)ΔH<0B.2CO(g)2C(s,石墨)+O2(g)ΔH>0C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)ΔH<0D.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH>08.(2024·河南中原名校聯(lián)考)下列關(guān)于焓判據(jù)和熵判據(jù)的說法不正確的是()A.放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程,吸熱的自發(fā)過程肯定為熵增加的過程B.反應(yīng)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1,ΔS=-280.1J·mol-1·K-1在常溫(25℃)常壓下能自發(fā)進(jìn)行C.在室溫下碳酸鎂的分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,但同樣是這個(gè)吸熱反應(yīng)在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行D.放熱過程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的過程肯定是自發(fā)的B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練9.(2024·遼寧名校協(xié)作體聯(lián)考)對(duì)于常溫下發(fā)生的反應(yīng):2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1,ΔS=-70kJ·mol-1·K-1。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)是放熱、熵增的反應(yīng)B.可依據(jù)計(jì)算ΔH-TΔS是否小于0,推斷常溫下該反應(yīng)是否自發(fā)反應(yīng)C.反應(yīng)須要“點(diǎn)燃”條件,故可推斷該反應(yīng)在該條件下不能自發(fā)進(jìn)行D.該反應(yīng)中的“點(diǎn)燃”條件,使反應(yīng)從非自發(fā)反應(yīng)變成自發(fā)反應(yīng),因此可以看到產(chǎn)生水珠的現(xiàn)象10.(2024·福建福州五校聯(lián)考)分析下述自然界的一些自發(fā)改變,可發(fā)覺它們有一些共同的特點(diǎn)。下列說法不正確的是()自然界部分自發(fā)改變特點(diǎn)的示意圖A.都有肯定的方向性,按某一物理量標(biāo)度由高到低自發(fā)進(jìn)行B.都可以用來做功,自發(fā)過程一旦發(fā)生后體系做功的本事就會(huì)降低C.有肯定的進(jìn)行限度,自發(fā)過程總是單向地趨向于非平衡狀態(tài)D.有肯定的數(shù)據(jù)差來推斷自發(fā)改變能否發(fā)生11.(2024·廣東東莞檢測(cè))下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性和進(jìn)行方向的說法正確的是()A.大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)B.肯定溫度下,反應(yīng)Mg(l)+Cl2(g)MgCl2(l)的ΔH<0,ΔS<0C.由ΔG=ΔH-TΔS可知,全部放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行D.當(dāng)ΔH-TΔS>0時(shí),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行12.橡皮筋在拉伸和收縮狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)如圖,在其拉伸過程中有放熱現(xiàn)象。25℃、101kPa時(shí),下列過程的焓變、熵變和自發(fā)性與橡皮筋由拉伸狀態(tài)到收縮狀態(tài)一樣的是()A.CaCO3CaO+CO2↑B.NaOH固體溶于水C.2H2+O22H2OD.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2OC級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.(2024·福建莆田名校聯(lián)考)能源與環(huán)境是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的兩大主題,也是我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約因素。(1)汽車尾氣脫硝脫碳主要原理為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0。在肯定條件下,該反應(yīng)可自發(fā)反應(yīng)的緣由是。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:①H2(g)+A(l)B(l)ΔH1;②O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)ΔH2,其中A、B為有機(jī)化合物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的ΔH(填“>”“<”或“=”)0。

(3)工業(yè)上通過環(huán)戊二烯加氫制備環(huán)戊烯涉及的反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:(l)+H2(g)(l)ΔH1=-100.5kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:(l)+2H2(g)(l)ΔH2=-209.9kJ·mol-1則反應(yīng)(l)+H2(g)(l)的ΔH=kJ·mol-1,該反應(yīng)在(填“較高”“較低”或“隨意”)溫度下為自發(fā)反應(yīng)。

(4)已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發(fā)生如下兩個(gè)裂解反應(yīng):Ⅰ.CH4(g)→C(s)+2H2(g);Ⅱ.2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。已知焓變和熵變隨溫度改變很小。某同學(xué)為了得到用自然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度,在圖書館查到如下熱力學(xué)數(shù)據(jù):反應(yīng)Ⅰ的ΔH(298K)=+74.848kJ·mol-1,ΔS(298K)=+80.674J·mol-1·K-1反應(yīng)Ⅱ的ΔH(298K)=+376.426kJ·mol-1,ΔS(298K)=+220.211J·mol-1·K-1①反應(yīng)Ⅰ屬于(填“高溫”或“低溫”)自發(fā)反應(yīng)。

②反應(yīng)Ⅱ在肯定溫度下可自發(fā)進(jìn)行,則其自發(fā)進(jìn)行是由(填“焓變”或“熵變”)確定的。

③通過計(jì)算推斷反應(yīng)Ⅰ在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行

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分層作業(yè)10化學(xué)反應(yīng)的方向1.C解析同一物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程須要汲取熱量,體系的熵增加,故有ΔH>0、ΔS>0。2.A解析水蒸氣變成水:H2O(g)H2O(l),該過程放出熱量,且熵值減小,故有ΔH<0,ΔS<0。3.D解析1g冰轉(zhuǎn)化為1g水蒸氣的過程是由有序向無(wú)序發(fā)展,為熵增的過程,A正確;該過程水分子未發(fā)生改變,是物理改變,B正確;1g冰變?yōu)?g水蒸氣汲取熱量,則1g冰與1g水蒸氣所具有的內(nèi)能不同,C正確;1molH2O(l)與1molH2O(g)所具有的能量不同,H2(g)與O2(g)初始總能量相同,而生成物的總能量不同,則H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成1molH2O(l)與生成1molH2O(g)放出的熱量不相同,D錯(cuò)誤。4.D解析分析反應(yīng)特點(diǎn)可知,反應(yīng)①為熵減小的反應(yīng),反應(yīng)②為熵增加的反應(yīng)。5.D解析A項(xiàng)中反應(yīng)ΔH<0,ΔS<0,該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,A不符合題意;B項(xiàng)中反應(yīng)ΔH>0,ΔS>0,高溫下能自發(fā)進(jìn)行,B不符合題意;C項(xiàng)中反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,C不符合題意;D項(xiàng)中反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,ΔS<0,任何溫度下不能自發(fā)進(jìn)行,D符合題意。6.D解析ΔH>0、ΔS<0的反應(yīng)滿意ΔH-TΔS>0,該反應(yīng)在任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行,A正確;2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0,該反應(yīng)加熱時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,說明ΔH-TΔS<0,則該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)轶w系的熵增大,B正確;焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),ΔH-TΔS<0是推斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的綜合判據(jù),則焓變或熵變不能單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù),C正確;非自發(fā)反應(yīng)在肯定條件下可進(jìn)行,如飽和食鹽水電解時(shí)生成氯氣和氫氣,有些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,但其反應(yīng)速率很小,如金屬的腐蝕等,D錯(cuò)誤。7.A解析A項(xiàng)中反應(yīng)的ΔH<0,ΔS>0,可滿意ΔH-TΔS<0,反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,A符合題意;B項(xiàng)中反應(yīng)的ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行,B不符合題意;C項(xiàng)中反應(yīng)的ΔH<0,ΔS<0,溫度較低時(shí)可滿意ΔH-TΔS<0,反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行,C不符合題意;D項(xiàng)中反應(yīng)的ΔH>0,ΔS>0,溫度較高時(shí)可滿意ΔH-TΔS<0,反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行,D不符合題意。8.D解析反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的推斷依據(jù)是ΔH-TΔS<0,放熱的自發(fā)過程中ΔH<0,ΔS可能小于0,也可能大于0,即放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程,吸熱的自發(fā)過程中ΔH>0、ΔH-TΔS<0,則ΔS>0,即吸熱的自發(fā)過程肯定為熵增加的過程,A正確;常溫下T=298K,則-444.3kJ·mol-1-298K×(-280.1J·mol-1·K-1)=-360.8302kJ·mol-1<0,即ΔH-TΔS<0,則該反應(yīng)在常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行,B正確;碳酸鎂分解的方程式為MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g),其中ΔH>0,ΔS>0,高溫時(shí)才能滿意反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件ΔH-TΔS<0,故碳酸鎂的分解在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行,C正確;當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,僅ΔH<0或ΔS>0無(wú)法確保ΔG<0,即不肯定自發(fā),D錯(cuò)誤。9.B解析該反應(yīng)ΔH<0、ΔS<0,該反應(yīng)是放熱、熵減的反應(yīng),A錯(cuò)誤;若ΔH-TΔS<0,則反應(yīng)自發(fā),若ΔH-TΔS>0,則該反應(yīng)非自發(fā),B正確;反應(yīng)的自發(fā)與否,與反應(yīng)條件無(wú)關(guān),與綜合判據(jù)ΔH-TΔS有關(guān),C錯(cuò)誤;該反應(yīng)ΔH<0、ΔS<0,則該反應(yīng)在較低溫度下可自發(fā)進(jìn)行,與是否點(diǎn)燃無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤。10.C解析由圖示可得,這些自然界中的自發(fā)改變,都是由高到低自發(fā)進(jìn)行的,都有肯定的方向性,A正確;這些自然界中的自發(fā)改變,都會(huì)對(duì)外做功,隨著自發(fā)過程的進(jìn)行,凹凸差漸漸減小,做功的本事漸漸降低,B正確;這些自然界中的自發(fā)改變,隨著自發(fā)過程的進(jìn)行,自發(fā)反應(yīng)總是單向地趨向于平衡狀態(tài),如氣壓相等時(shí),就不能再起風(fēng),但空氣仍在運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;這些自然界中的自發(fā)改變,都是由高到低自發(fā)進(jìn)行的,都存在肯定的數(shù)據(jù)差,當(dāng)這些數(shù)據(jù)差為0時(shí),就達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。11.B解析吸熱反應(yīng)的ΔH>0,大多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng),大多數(shù)吸熱反應(yīng)是非自發(fā)反應(yīng),A錯(cuò)誤;反應(yīng)Mg(l)+Cl2(g)MgCl2(l)是放熱反應(yīng),且該反應(yīng)是氣體總分子數(shù)削減的反應(yīng),故該反應(yīng)的ΔH<0,ΔS<0,B正確;全部放熱反應(yīng)的ΔH<0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,若ΔS<0,則該反應(yīng)在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行,C錯(cuò)誤;當(dāng)ΔH-TΔS>0時(shí),該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,D錯(cuò)誤。12.D解析橡皮筋在拉伸過程中有放熱現(xiàn)象,則橡皮筋由拉伸狀態(tài)到收縮狀態(tài)時(shí)汲取熱量,且是熵增的自發(fā)過程。CaCO3的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),體系的熵值增大,但是在25℃、101kPa時(shí)非自發(fā)進(jìn)行,A不符合題意;NaOH固體溶于水放出熱量,體系的熵值增大,B不符合題意;H2和O2反應(yīng)生成H2O是放熱反應(yīng),體系的熵值減小,C不符合題意;Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),在25℃、101kPa時(shí)是熵增的自發(fā)過程,D符合題意。13.答案(1)ΔH<0(2)<(3)-109.4較低(4)①高溫②熵變③ΔH-TΔS=74.848kJ·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1·K-1×298K≈50.807kJ·mol-1>0,故反應(yīng)①在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行解析(1)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔS<0,但反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,須要ΔH-TΔS<0,只有當(dāng)ΔH<0時(shí)才可能自發(fā)進(jìn)行。(2)兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)的ΔS都小于0,自發(fā)反應(yīng)應(yīng)滿意ΔH-TΔS<0,從而推知ΔH<0。(3)依據(jù)蓋斯定律,由反應(yīng)Ⅱ-Ⅰ可得反應(yīng)(l)+H2(g)(l),則該反應(yīng)的ΔH=ΔH2-ΔH1=-209.9kJ·mol-1+100.5kJ·mol-