2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向課時分層作業(yè)含解析魯科版選擇性必修1

PAGEPAGE6化學(xué)反應(yīng)的方向(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述中，正確的是()A．只有不須要任何條件就能夠自動進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程B．須要加熱才能進(jìn)行的過程確定不是自發(fā)過程C．同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)的可能D．非自發(fā)過程在任何條件下都不行能變?yōu)樽园l(fā)過程C[在確定條件下，不用借助外力即可自動進(jìn)行的過程為自發(fā)過程，所以自發(fā)過程也須要特定的條件，A、B項錯誤；可逆反應(yīng)在不同的條件下，可以向不同方向自發(fā)進(jìn)行，故C項正確；變更條件，可以使非自發(fā)過程轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)過程，D項錯誤。]2．以下反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，其中不能用焓變說明的是()A．2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH＜0B．C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＜0C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)ΔH＞0D．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)ΔH＜0C[C項反應(yīng)的ΔH＞0，由焓變推斷反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，而題給條件是能自發(fā)進(jìn)行，所以C項中的反應(yīng)不能用焓變說明。]3．水結(jié)冰的過程的焓變和熵變正確的是()A．ΔH＞0，ΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔS＞0C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0D[H2O(l)→H2O(s)為ΔS＜0的放熱(ΔH＜0)過程。]4．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的焓變的敘述中，正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向性無關(guān)B．化學(xué)反應(yīng)的焓變干脆確定了反應(yīng)的方向C．焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都是吸熱反應(yīng)D．焓變?yōu)檎姆磻?yīng)都能自發(fā)進(jìn)行C[焓變與反應(yīng)的方向性有關(guān)，A項錯誤；化學(xué)反應(yīng)的焓變不能干脆確定化學(xué)反應(yīng)的方向，B項錯誤；焓變?yōu)檎姆磻?yīng)，體系內(nèi)能增大，為吸熱反應(yīng)，C項正確；焓變不能作為干脆推斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù)，要結(jié)合熵變進(jìn)行推斷，D項錯誤。]5．(雙選)下列變更中ΔS＜0的是()A．固體NaCl溶于水B．液態(tài)水變?yōu)樗魵釩．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)D．2Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s)CD[固體物質(zhì)溶于水，固態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)或氣態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)，其過程均屬于熵增加的過程，即ΔS＞0，A、B項不正確。有氣體參與或生成的化學(xué)反應(yīng)，通?？捎煞磻?yīng)前后氣體分子數(shù)變更來推斷其熵變，在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物氣體分子數(shù)比反應(yīng)產(chǎn)物氣體分子數(shù)大的反應(yīng)，一般屬于熵減小的反應(yīng)，即ΔS＜0；在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物氣體分子數(shù)比反應(yīng)產(chǎn)物氣體分子數(shù)小的反應(yīng)，一般屬于熵增加的反應(yīng)，即ΔS＞0，故C、D項正確。]6．依據(jù)所學(xué)學(xué)問推斷，下列反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的是()A．2O3(g)=3O2(g)ΔH＜0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH＞0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＜0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞0B[ΔH－TΔS＞0的反應(yīng)在任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行，即ΔH＞0、ΔS＜0的反應(yīng)符合題意，B項正確。]7．(素養(yǎng)題)在圖Ⅰ中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的志向氣體。若將中間活塞打開，如圖Ⅱ，兩種氣體分子馬上都占有了兩個容器。這是一個不伴隨能量變更的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()志向氣體的自發(fā)混合A．此過程是從無序程度小向無序程度大變更，即熵增大的過程B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的汲取或放出C．此過程是自發(fā)可逆的D．此過程從有序到無序，無序程度增大C[氣體混合后，不行能再自發(fā)分開，所以此過程不行逆，C項錯誤。]8．下列說法不正確的是()A．焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，熵減小的反應(yīng)常溫下都不會自發(fā)進(jìn)行C．在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的無序程度越大，熵值越大D．一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變和熵變的共同影響有關(guān)B[焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A正確；熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，熵減小的反應(yīng)常溫下也可能自發(fā)進(jìn)行，如氯化氫和氨氣在常溫下可以化合生成氯化銨，B錯誤；在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的無序程度越大，熵值越大，C正確；一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變和熵變的共同影響有關(guān)，ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，D正確。]9．反應(yīng)4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1在常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，則對反應(yīng)的方向起確定性作用的是()A．焓變 B．溫度C．壓強(qiáng) D．熵變A[反應(yīng)4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1，ΔH＜0，且ΔS＜0，而常溫常壓下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說明ΔH－TΔS＜0，故對反應(yīng)的方向起確定性作用的是焓變，A正確。]10．(素養(yǎng)題)橡皮筋在拉伸和收縮狀態(tài)時結(jié)構(gòu)如圖。在其拉伸過程中有放熱現(xiàn)象。25℃A．CaCO3=CaO＋CO2↑B．NaOH的溶解C．2H2＋O2=2H2OD．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2OD[橡皮筋拉伸過程中有放熱現(xiàn)象，則橡皮筋從拉伸狀態(tài)變?yōu)槭湛s狀態(tài)是吸熱過程，無序程度增加，屬于熵增加過程且其在25℃、101kPa時自發(fā)進(jìn)行。CaCO3分解是吸熱反應(yīng)，且熵增加，但CaCO3在25℃、101kPa時不會自發(fā)分解，A錯誤；NaOH溶解時放熱，B錯誤；H2在O2中燃燒放熱，C錯誤；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且熵增加，在11．下列對化學(xué)反應(yīng)預(yù)料正確的是()選項化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)料AM(s)=X(g)＋Y(s)ΔH>0它是非自發(fā)反應(yīng)BW(s)＋xG(g)=2Q(g)ΔH<0，自發(fā)反應(yīng)x可能等于1、2、3C4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)能自發(fā)反應(yīng)ΔH確定小于0D4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)常溫下，自發(fā)進(jìn)行ΔH>0B[依據(jù)復(fù)合判據(jù)：ΔG＝ΔH－TΔS，M(s)=X(g)＋Y(s)，固體分解生成氣體，為熵增反應(yīng)，ΔH>0時，在高溫下，能自發(fā)進(jìn)行，A錯誤；W(s)＋xG(g)=2Q(g)ΔH<0，能自發(fā)進(jìn)行，若熵增，任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，若熵減，在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，所以，G的計量數(shù)不確定，x等于1、2或3時，都符合題意，B正確；4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)是熵增反應(yīng)，當(dāng)ΔH>0時，在高溫下可能自發(fā)進(jìn)行，C錯誤；4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)為熵減反應(yīng)，常溫下能自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)確定是放熱反應(yīng)，D錯誤。]12．已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝＋980K時，ΔH－TΔS＝0。(1)當(dāng)體系溫度低于980K時，估計ΔH－TΔS______(填“大于”“小于”或“等于”)0；當(dāng)體系溫度高于980K時，估計ΔH－TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”)0。(2)在冶金工業(yè)中，以C為還原劑，溫度高于980K時的氧化產(chǎn)物是以________為主；溫度低于980K時的氧化產(chǎn)物是以________為主。[解析](1)依據(jù)反應(yīng)2CO(g)CO2(g)＋C(s)得到ΔS＜0，由題意T＝＋980K時，ΔH－TΔS＝0，推出ΔH＜0，即反應(yīng)是放熱反應(yīng)。當(dāng)T＜980K時，ΔH－TΔS＜0，正反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)T＞980K時，ΔH－TΔS＞0，正反應(yīng)不能夠自發(fā)進(jìn)行，逆反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。(2)在冶金工業(yè)中，當(dāng)溫度高于980K，主要氧化產(chǎn)物是一氧化碳；當(dāng)溫度低于980K，主要氧化產(chǎn)物是二氧化碳。[答案](1)小于大于(2)COCO213．節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，削減廢棄物和環(huán)境有害物的排放。(1)實現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇，確定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖所示為該反應(yīng)過程中的能量(kJ·mol－1)變更：下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是________(填序號)。A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0(2)將煤加工成水煤氣可降低污染并提高燃料的利用率。將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣，反應(yīng)方程式為C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g)，該反應(yīng)的ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1。該反應(yīng)在常溫下________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。[解析](1)由圖像可知，反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，反應(yīng)放熱，ΔH＜0；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則ΔS＜0。(2)由于ΔG＝ΔH－TΔS＝＋131.3kJ·mol－1－298K×0.1337kJ·mol－1·K－1≈91.46kJ·mol－1＞0，所以該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。[答案](1)C(2)不能[素養(yǎng)培優(yōu)練]14．已知①碳酸鈣的分解CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1，僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行；②氯酸鉀的分解2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)ΔH2，在任何溫度下都自發(fā)進(jìn)行。下面有幾組焓變數(shù)據(jù)，其中可能正確的是()A．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1ΔH2＝－78.3kJ·mol－1B．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1ΔH2＝＋78.3kJ·mol－1C．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1ΔH2＝－78.3kJ·mol－1D．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1ΔH2＝＋78.3kJ·mol－1A[反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1，僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的ΔS＞0，依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0時反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行可知，若ΔH1＜0，則在任何溫度下反應(yīng)都自發(fā)進(jìn)行，故ΔH1＞0；而反應(yīng)2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)ΔH2，在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的ΔS＞0，依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0時反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行可知，ΔH2＜0；故A正確。]15．(雙選)汽車尾氣(含烴類、CO、NO、SO2等)是城市主要污染源之一，可以采納在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體的方法進(jìn)行治理，其反應(yīng)原理是2NO(g)＋2CO(g)催化劑,N2(g)＋2CO2(g)。在298K、101kPa下，該反應(yīng)的ΔH＝－113kJ·mol－1，ΔS＝－145J·mol－1·K－1。下列說法錯誤的是()A．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量B．該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，因此須要高溫柔催化劑條件C．該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫柔催化劑條件能加快反應(yīng)的速率D．汽車尾氣中NO、CO會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒AB[此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A項錯誤；常溫下，ΔH－TΔS＜0，該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，高溫柔催化劑條件能加快反應(yīng)速率，B項錯誤，C項正確；NO、CO都可與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒，D項正確。]16．已知反應(yīng)CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，反應(yīng)過程中能量的變更如圖所示，下列有關(guān)該反應(yīng)的ΔH、ΔS的說法中正確的是()A．ΔH＜0，ΔS＜0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＞0A[依據(jù)圖像，CO(g)和Cl2(g)具有的總能量大于COCl2(g)的能量，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH＜0；反應(yīng)物氣體的系數(shù)之和大于反應(yīng)產(chǎn)物氣體的系數(shù)之和，故此反應(yīng)屬于熵減反應(yīng)，即ΔS<0；A正確。]17．反應(yīng)CH3OH(l)＋NH3(g)→CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度時才能自發(fā)向右進(jìn)行，若該反應(yīng)的ΔH＝＋17kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17kJ·mol－1，則下列關(guān)系中正確的是()A．ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0B．ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0C．ΔS＞0，ΔH－TΔS＞0D．ΔS＜0，ΔH－TΔS＜0A[ΔH＝＋17kJ·mol－1＞0，ΔS＞0，在某溫度時能自發(fā)向右進(jìn)行，|ΔH－TΔS|＝17kJ·mol－1，只有ΔH－TΔS＝－17kJ·mol－1＜0。]18．已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發(fā)生如下兩個反應(yīng)：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)=C2H2(g)＋3H2(g)。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，在圖書館查到了如下熱力學(xué)數(shù)據(jù)：反應(yīng)①的ΔH(298K)＝＋74.848kJ·mol－1，ΔS(298K)＝＋80.674J·mol－1·K－1；反應(yīng)②的ΔH(298K)＝＋376.426kJ·mol－1，ΔS(298K)＝＋220.211J·mol－1·K－1。已知焓變和熵變隨溫度變更很小。請幫助這位同學(xué)考慮如下問題：(1)推斷反應(yīng)②高溫自發(fā)還是低溫自發(fā)：________(填“高溫”或“低溫