2.1化学反应的方向同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．已知反应 。下列说法正确的是
A．该反应在低温下自发 B．该反应为放热反应，因此能自发
C．该反应在高温下自发 D．该反应，非自发
2．已知反应：，则此反应
A．任何条件下都可自发进行 B．任何条件下都不可自发进行
C．高温下可自发进行 D．低温下可自发进行
3．下列说法正确的是
A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的
D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行
4．钠和氧气反应生成氧化钠的能量关系如左下图所示。下列说法正确的是
A．
B． ，则
C．已知的结构如右下图所示， ，则的数值等于S-S键能
D．若 ，则与生成的反应在低温下自发
5．下列说法正确的是
A．已知： ΔH<0，则该条件下石墨比金刚石稳定
B．已知：反应在室温下能自发进行，则该反应的ΔH>0，ΔS>0
C．已知中和热为57.3kJ·mol-1，则稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量大于57.3kJ
D．已知 ，则燃烧热为3200.8kJ·mol-1
6．SO2的排放主要来自煤的燃烧，用石灰石脱硫的总反应为 。
已知：
下列说法错误的是
A．该方案产生的废渣可用作建筑材料 B．总反应能发自进行的原因为
C． D．
7．下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是
A．在不同状态时的熵值：
B．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
C．凡是需要加热的反应都不能自发进行
D．反应能否自发进行与温度无关
8．化工生产中常利用苯催化加氢制备环己烷。一定条件下，在管式反应器中发生反应： (g)+3H2(g) (g)△H=—208kJ mol-1.下列说法不正确的是
A．低温有利于上述反应自发进行
B．上述反应中消耗 (g)，释放的热量为
C．上述反应的原子利用率为100%
D．由上述反应可推知，反应 (g)+H2(g) (g)的△H约为—69.4kJ mol-1
9．对于化学反应能否自发进行，下列说法中正确的是
A．任何温度下都能自发进行 B．任何温度下都不能自发进行
C．低温时能自发过程 D．高温时能自发过程
10．下列说法正确的是
A．反应在常温下不能自发进行，说明该反应的
B．使用合适催化剂能改变反应历程，降低反应的焓变
C．常温常压下，断开中的化学键吸收436kJ的能量，断开中的化学键吸收243kJ的能量，形成2molHCl中的化学键释放862kJ的能量，故和反应释放能量
D．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，故金刚石比石墨稳定
11．氢气可用于制备H2O2.已知：①H2(g)＋A(l)=B(l) ΔH1；②O2(g)＋B(l)=A(l)＋H2O2(l) ΔH2，其中A、B均为有机物，两个反应均为自发反应，则反应H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)的ΔH
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．无法判断
12．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是
A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应
13．下列反应在任何温度下均能自发进行的是
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH=163kJ·mol-1
B．Ag(s)＋Cl2(g)=AgCl(s) ΔH=-127kJ·mol-1
C．HgO(s)=Hg(l)＋O2(g) ΔH=91kJ·mol-1
D．H2O2(l)=O2(g)＋H2O(l) ΔH=-98kJ·mol-1
14．下列关于自发反应的叙述中，正确的是
A．自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的
B．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应
C．自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程
D．自发反应与外界条件无关
15．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A． ，则
B．已知：500℃、30MPa下， 将和过量的充分反应放出的热量为92.4kJ
C．甲烷的燃烧热，则
D．反应能自发进行，则该反应的
二、填空题
16．铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态VⅡ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。
完成下列问题：
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
(3)上述反应的△S 0(填“>”、“<”或“=”)。已知：反应的，则合成氨反应能自发进行的温度是 。
A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃
17．回答下列问题。
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH (填“>”“<”或“=”)0，ΔS (填“>”“<”或“=”)0，在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在100kPa、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则：
①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析，温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)=CaSO4(s) ΔH=－401.9 kJ·mol－1
CaSO4(s) CaO(s) SO3(g)
S/J·mol－1·K－1 107.0 39.75 256.65
用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体 (填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。
三、原理综合题
18．研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义：
(1)已知：①
②
③
写出与反应生成和的热化学方程式：。 。
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：
温度/ 400 500
平衡常数K 9 5.3
①通过表格中的数值可以推断：该反应的 0(填“>”、“<”、或“=”)，其正反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②的平衡转化率与压强、温度及氢碳比的关系分别如图a和图b所示。
图a中压强从大到小的顺序为 ，图b中氢碳比m从大到小的顺序为 。
(3)工业上也可以利用和合成甲醇：某恒温恒容密闭容器中充入和发生反应，测得和浓度随时间变化如图所示：
①内，的平均反应速率为 ，该温度下的平衡常数为 (单位可忽略)。若达平衡时，保持温度不变，向容器中再充入和各，则此时v正 v逆(填“>”、“<”、或“=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是 。
A．的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．和的浓度相等时
(4)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量变化，*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是_______。
A．丙烷中的总键能大于丙烯及氢气的总键能之和
B．在该条件下，所得丙烯中不含其它有机物
C．该过程中发生了碳碳键的断裂与形成
D．相同条件下在该催化剂表面，比脱氢更困难
19．I.目前我国城市居民所用燃料一般为煤气与石油液化气两种。煤气的主要成分为一氧化碳与氢气，煤气主要是在高温下由煤炭与水蒸气反应制得的；石油液化气的主要成分是。
请回答下列问题：
(1)由煤炭制备煤气的化学方程式为 ，该反应的△S 0(填“>”或“<”)。
已知：C3H8(g)+O2(g)=3CO(g)+4H2(g) △H=-227.7kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
(2)C3H8(g)完全燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为 。
II.汽车尾气中的主要污染物是NOx(包括NO、等氮氧化物)和CO。
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO，其能量变化如图1所示，则图1中三种分子中最稳定的是 (填化学式)。
N2O和CO均是有害气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应原理如下：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) △H=QkJ/mol。有关能量变化过程如图2所示。
(4)图2中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(5)在反应体系中加入Pt2O+作为该反应的催化剂，则△H QkJ/mol(选填“>”“<”或“=”)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．A
【分析】反应 2X(g)+Y(g)=2Z(g) △H＜0，正反应气体分子数减小，△S＜0。
【详解】A．当，反应可以自发进行，故该反应在低温下自发，A正确；
B．焓变、温度及熵变同时决定反应是否自发，B错误；
C．根据分析，低温自发，C错误；
D．根据分析，气体分子数减小，△S＜0，△H＜0，低温进行，D错误；
故答案为：A。
2．C
【详解】ΔH-TΔS＜0的反应可自发进行，该反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)为气体体积增大的吸热反应，ΔH＞0、△S＞0，则高温时，ΔH-TΔS＜0，反应可自发进行，C正确；
故选：C。
3．C
【详解】A．非自发的反应是在任何条件下均不能自发进行的反应，故A错误；
B．同一种物质的熵：气态>液态>固态，即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，故B错误；
C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的，时反应能自发进行，该反应室温下可自发进行，则，故C正确；
D．恒温恒压下，且的反应在任何条件下均有，即且的反应一定能自发进行，故D错误；
故选：C。
4．D
【详解】A．根据盖斯定律，ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5，故A错误；
B．K比Na更容易失去电子，因此ΔH3′＜ΔH3，故B错误；
C．已知S8的结构如图2所示， ，则ΔH2′的数值等于S-S键能的2倍，故C错误；
D．已知：①4Na(s)+O2(g)═2Na2O(s) ΔH，②4Na(s)+2O2(g)═2Na2O2(s) ΔH′，根据盖斯定律②-①得反应2Na2O(s)+O2(g)═2Na2O2(s)ΔH1=ΔH′-ΔH＜0，ΔS＜0，低温时ΔG=ΔH1-TΔS＜0，因此与生成的反应在低温下自发，故D正确；
答案准D。
5．A
【详解】A．金刚石(s)生成石墨(s)的反应为放热反应，故石墨的能量低，能量越低越稳定，A正确；
B．根据，该反应气体分子数变少，则ΔS＜0，该反应为化合反应ΔH＜0，则该反应低温下自发，B错误；
C．稀氨水与盐酸反应过程中，氨水电离要吸热稀氨水与盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ，C错误；
D．燃烧热必须是1mol纯物质，题目中C2H4的物质的量为2mol，不符合燃烧热定义， D错误；
故本题选A。
6．D
【详解】A．可用作建筑材料，A正确；
B．因总反应的，故总反应能自发进行的原因为，B正确；
C．是典型的吸热反应，，属放热反应，，，C正确；
D．根据盖斯定律，，D错误；
故答案为：D。
7．B
【详解】A．物质聚集状态不同，熵值不同，，在不同状态时的熵值：，A项错误；
B．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，该反应，常温下不能自发进行，说明高温下，所以该反应的，B项正确；
C．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当时反应能自发进行，与是否需要加热没有必然联系，C项错误；
D．，由的反应可自发进行，可知题述反应能否自发进行与温度有关，D项错误；
故选B。
8．D
【详解】A．该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，则低温有利于苯催化加氢生成环己烷的反应自发进行，故A正确；
B．由热化学方程式可知，反应消耗1mol (g)时，反应放出的热量为208.2 kJ，故B正确；
C．由热化学方程式可知，苯催化加氢生成环己烷的反应是原子利用率为100%的加成反应，故C正确；
D．苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间特殊的键，能量低于环己烯，则环己烯催化加氢生成环己烷反应的焓变不可能为—208kJ mol-1×=—69.4kJ mol-1，故D错误；
故选D。
9．A
【详解】该反应为熵增的放热反应，任何温度下反应ΔH—TΔS＜0，反应都能自发进行，故选A。
10．C
【详解】A．反应3C(s)+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)中ΔS＞0，因在常温下不能自发进行，则ΔG=ΔH-TΔS＞0，那么ΔH必大于0，故A错误；
B．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，故B错误；
C．反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(436+243-862)kJ mol-1=-183kJ mol-1＜0，故H2和Cl2反应释放能量，故C正确；
D．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨稳定，所以石墨比金刚石稳定，故D错误；
故选：C。
11．B
【详解】反应H2(g)＋A(l)=B(l)和O2(g)＋B(l)=A(l)＋H2O2(l)均为熵减反应，即ΔS<0，两反应均为自发反应，根据ΔH-TΔS<0可知，这两个反应均为放热反应，则有ΔH1<0，ΔH2<0。根据盖斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)=H2O2(l) ΔH，则有ΔH=ΔH1＋ΔH2<0；
故选B。
12．D
【详解】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效应，故选D。
13．D
【详解】A．ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行，A不符合题意；
B．ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行，B不符合题意；
C．ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行，C不符合题意；
D．ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行，D符合题意；
故选D。
14．C
【详解】A．G为状态函数，方程式变向，G变为相反数，故自发反应的逆过程为非自发反应，A错误；
B．铁的生锈为放热反应，属于自发反应，B错误；
C．自发过程包括自发化学反应和自发物理过程，C正确；
D．G=H-TS，G大小受温度等外界条件影响，D错误；
答案选C。
15．C
【详解】A．稀盐酸和NaOH稀溶液发生反应生成1mol液态水放出57.3kJ的热量，但H2SO4和Ba(OH)2反应生成BaSO4放热，所以H2SO4和Ba(OH)2反应生成2mol液态水放出的热量大于114.6kJ，故A错误；
B．合成氨的反应是可逆反应，不能反应完全，所以和过量的充分反应放出的热量小于92.4kJ，故B错误；
C．甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ mol-1，则CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=-890.3kJ mol-1，液态水变为气态水吸热，所以CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＞-890.3kJ·mol 1，故C正确；
D．反应熵减，能自发进行，则该反应为放热反应、反应的，故D错误；
故答案选C。
16．(1) ① 吸热
(2)-92kJ/mol
(3) < AB
【详解】（1）由图可知，“ad”表示吸附在催化剂表面的物质，从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad，代表N2和H2吸附在催化剂的表面，则“吸附”过程是上图中的第①步基元反应；由图可知，NH3da转变为NH3即“脱附”过程吸收了热量，则“脱附”过程是吸热过程；
（2）由图可知，反应的焓变，则反应的焓变；
（3）反应为反应前后气体物质的量减小的反应，则反应的△S<0；反应的，则，由第（2）问可知，反应的焓变，反应要自发需满足，得，温度需低于462.3K即189.3℃反应可自发，故答案选AB。
17．(1) > > 不能
(2) 不能 能
(3)能
【详解】（1）该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以ΔH>0，ΔS>0，低温时ΔG=ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
（2）①常温下石灰石不分解，反应不能自发进行；
②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。
（3）根据已知数据求得ΔS=107.0 J·mol－1·K－1－39.75 J·mol－1·K－1－256.65 J·mol－1·K－1=－189.4 J·mol－1·K－1，ΔH－TΔS=－401.9 kJ·mol－1－298 K×(－189.4×10－3kJ·mol－1·K－1)≈－345.46 kJ·mol－1，所以该反应能自发进行，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
18．(1)
(2) ＜ 低温
(3) > AC
(4)A
【详解】（1）根据盖斯定律，②+③-2①得 ；
（2）①温度升高平衡常数K减小，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应为放热反应，△H＜0；该反应是气体体积减小的反应，则△S＜0，反应要能自发进行，必须满足△H-T△S＜0，则其正反应在低温下能自发进行；
②该反应是气体体积减小的反应，由图a可知，同一温度条件下，从下往上看，转化率增大，说明平衡正向移动，向体积减小方向移动即加压，压强从大到小的顺序为；图b中可以理解为物质的量不变，量不断增加，平衡正向移动，转化率不断增大，因此氢碳比m从大到小的顺序为；
（3）①内，的平均反应速率为，由反应速率之比等于系数比，则；10min时反应达到平衡，列三段式：，该温度下的平衡常数为；向容器中再充入、、和各，此时，平衡正向移动，则＞；
②A．的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1，即正反应速率与逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，A正确；
B．恒容下体积不变，混合气体总质量不变，则混合气体的密度一直不变，不能说明达到平衡状态，B错误；
C．混合气体总质量不变，反应前后气体分子数不相等，即物质的量变化，当平均相对分子质量不变，能说明达到平衡状态，C正确；
D．由于起始浓度未知，和的浓度相等时可能是反应进行中实现，不能说明达到平衡状态，D错误；
故选AC。
（4）A．由图可知，CH3 CH2CH3(g)能量小于CH3CH═CH2(g)和H2(g)总能量，该反应为吸热反应，则1mol丙烷中的总键能大于1mol丙烯及1mol氢气的总键能之和，故A正确；
B．由图可知，生成丙烯后，丙烯还在继续脱氢，所以所得丙烯中还含有其他有机物，故B错误；
C．该反应过程中，碳骨架由C-C-C变为C-C=C，该反应过程中未发生碳碳键的断裂，故C错误；
D．由图可知，在该催化剂表面*CH3CH2CH3脱氢的活化能小于*CH3CH=CH2脱氢，说明在该催化剂表面*CH3CH2CH3脱氢比*CH3CH=CH2脱氢容易，故D错误；
故选A。
19．(1) >
(2)
(3)N2
(4)放热
(5)=
【详解】（1）由煤炭制备煤气的化学方程式为，该反应气体分子数增多，△S>0；
（2）由方程式①+②×3+③×4可得C3H8(g)完全燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为；
（3）键能越大，断键需要能量越多，分子越稳定，图1中三种分子中最稳定的是N2；
（4）由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应是放热反应；
（5）催化剂降低反应的活化能，但△H不改变，故△H= QkJ/mol。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
