2.1化学反应的方向课堂同步练-鲁科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中正确的是( )
A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C．熵增加且放热的反应一定是自发反应
D．非自发反应在任何条件下都不能发生
2．以下判断正确的是
A．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H＞0，该反应常温下不能自发
B．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H＜0，该反应高温才能自发
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
3．将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/(K·mol)。下列说法正确的是（ ）
A．常温下不能自发进行
B．常温下能自发进行
C．100℃下能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
4．碘盐不断受热受潮易发生反应，下列判断正确的是
A． B． C． D．
5．下列表述正确的是
A．常温下反应不能自发进行，则该反应的
B．常温下反应可自发进行，则该反应为吸热反应
C．反应 在任何温度下都能自发进行
D．反应 在低温时不能自发进行
6．已知：，，下列有关说法正确的是（ ）
A．
B．使用催化剂可使变小
C．反应在一定条件下能自发进行，则
D．反应若生成28 g ，转移的电子数为
7．下列说法错误的是（ ）
A．参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B．光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C．影响反应的方向因素有反应的焓变、熵变和温度
D．反应限度越大，表示反应速率越大
8．下列说法错误的是
A．体系有序性越高，熵值就越低
B．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的
C．吸热反应不可以自发进行
D．同种物质气态时熵值最大
9．化学反应与能量关系密切， 下列说法正确的是
A．吸热反应需要加热，一定不能自发进行
B．1 mol 甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳所放出的热量就是甲烷的燃烧热
C．已知 S(单斜，s) = S(正交， s) ΔH＜0，则单斜硫比正交硫稳定
D．同温同压下， H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) 在光照和点燃条件下的 ΔH 相同
10．反应mA(g)+nB(g)=qC(g)在高温时能自发进行，反应后体系中物质的总能量升高，则该反应的△H、△S应为
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＞0 D．△H＜0，△S＜0
二、填空题
11．实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：。判断该反应的自发性并说明理由 。
12．有A、B、C、D四个反应：
反应 A B C D
ΔH/(kJ·mol-1) 10.5 1.80 -126 -11.7
ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0 -113.0 84.0 -105.0
①在任何温度下都能自发进行的反应是 ；
②任何温度下都不能自发进行的反应是 ；
③另两个反应中，在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ；在温度低于 ℃时可自发进行的反应是 。
13．根据自发反应的条件回答下列问题：
(1)汽车燃油不完全燃烧时产生，有人设想按下列反应除去。已知该反应的，简述该设想能否实现的依据： 。
(2)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
该反应在低温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
14．已知丙烷的燃烧热；正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热。
(1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式 。
(2)根据以上信息判断物质的稳定性：正丁烷 异丁烷。(填“>”或“＜”或“=”)
(3)选择合适的催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的 (填“>”或“＜”，下同)0， 0，在低温下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
15．自发反应与吸热反应、放热反应的关系
(1)多数能自发进行的化学反应是 反应。
(2)不少 反应也能自发进行。
(3)ΔH 0，有利于反应自发进行，但不能仅用 来判断反应能否自发进行。
16．填空。
(1)(2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中)甲烷是重要的气体燃料和化工原料，由CH4制取合成气(CO、H2)的反应原理为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH>0。当体系温度等于TK时ΔH TΔS=0，温度大于T时ΔH TΔS (填“>”“<”或“=”)0。
(2)(2023·四川内江市高二上学期期末)反应I(2NH3(g)＋CO2(g) H2NCOONH4 ΔH1<0)在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(3)(2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中)已知：H2(g)＋C2H4(g) C2H6(g) ΔH=-137kJ·mol-1。该反应在 (填“低温”、“高温”或“任何温度”)下能自发进行。
判断下列说法的正误。
17．的反应一定能自发进行。(_______)
18．的反应一定不能自发进行。(_______)
19．常温下，晶体与晶体的反应可自发进行。(_______)
20．常温下，反应可自发进行。(_______)
21．反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。(_______)
22．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)+C(s)，T=980K时ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980K时，估计ΔH-TΔS 0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980K时，估计ΔH-TΔS 0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)=SiF4(g)+2H2O(g) ΔH(298.15K)=-94.0kJ/mol，ΔS(298.15K)=-75.8J/(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是 。
(3)化学反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K、100kPa下：ΔH=-113.0kJ/mol，ΔS=-145.3J/(mol·K)，反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
23．熵变与反应的自发性的关系
(1)熵的概念
自发过程的体系趋向于由 转变为 ，体系的混乱度 。
体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系 的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的 越大。
(2)影响熵大小的因素
①同一条件下，不同的物质熵值 。
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g) S(l) S(s)。
(3)熵判据
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
若化学反应为熵增(ΔS>0)反应，反应过程中反应体系的混乱度 ，在一定条件下能自发进行。
(4)自发反应与熵变的关系
反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
24．回答下列问题
(1)要将含有盐酸的氯化钙中和到中性，得到较为纯净的氯化钙溶液，在不用指示剂的情况下，加入的试剂可以是 (写化学式)
(2)硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，化学上常用二氧化硅和氧化物的形式表示其组成。例如，镁橄榄石(Mg2SiO4)常以2MgO·SiO2表示。依照上法，那么透闪石(化学式为(Ca3Mg5(Si8O23)(OH)2可表示为 。
(3)高效低毒的灭火剂叫“1211”灭火剂，其化学式是CF2IBr，命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应的原子数(未尾的“0”可略去)。按此命名原则，请写出新型122灭火剂的化学式： 。
(4)已知有一类有机物的结构如下：
根据如图规律，当碳原子数为n个时，氢原子数为 (用含n的表达式表示)若如图中一个C和一个H用一个N替换，也可以得到一类只含氮原子和氢原子的物质，则当氮原子数为n时，对应的氢原子数为 (用含n的表达式表示)
(5)“熵”可看作是体系的“混乱度”，它的符号是“S”。比如反应(NH4)2CO3(s) →2NH3(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔS>0(即“混乱度”增加) 请写出一个ΔS<0的反应的化学方程式 。
三、实验题
25．可用于环境消毒。实验室利用如图装置制备溶液，已知通入溶液存在如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ的反应速率很快，反应Ⅱ在室温下较慢。
(1)仪器a的名称是 。
(2)制备，必要时可进行加热，则装置甲中试剂X为 (填化学式)，相应的化学方程式为 。
(3)装置乙中蒸馏水的作用是 。
(4)为了提高产率，对装置丙进行改进，可采取的一种措施是 。
(5)实验过程中仍有少量进入装置丁的原因是 (写一种原因)。
(6)有效氯指的是每升含氯消毒液的氧化能力相当于多少克的氧化能力。实验测得装置丙中的有效氯为，假设有效氯都来自，则该溶液中的物质的量浓度为 。若实验制得的溶液在放置过程中又有部分转化成，则有效氯含量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0；由反应的焓变、熵变、温度共同决定。
【详解】A.△H＜0，△S＜0的反应在高温下是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0高温下是自发进行的反应，故A错误；
B.△H-T△S＜0的反应是自发进行的反应，△H＜0，△S＜0的反应在低温下是自发进行的反应，△H-T△S＞0的反应是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0低温下可以是非自发进行的反应，故B错误；
C.熵增加△S＞0，且放热△H＜0，反应△H-T△S＜0一定是自发反应，故C正确；
D.反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，故D错误；
故选：C。
【点睛】本题考查了化学反应自发进行的判断依据，反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，题目较简单．
2．A
【详解】A．在高温下△G=△H-T△S＜0反应能进行，△H＞0，该反应常温下不能自发，故A正确；
B．△G=△H-T△S＜0反应能进行，由于△H＜0，则该反应在常温就能自发进行，故B错误；
C．自发进行的反应熵值不一定增大，化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，非自发反应的熵不一定减小，故C错误；
D．不能根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行，如碳酸氢铵的分解，故D错误；
故选A。
3．A
【分析】△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行。
【详解】该反应△H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/(K·mol)，已知△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行，即(+131.3kJ/mol)-T×(+133.7J/(K·mol))＜0时，T＞982.1K时反应能自发进行，此时温度远超过100℃，即此反应常温下不能自发进行，需要在高温下才能进行，故答案为A。
4．D
【详解】该反应受热易发生，则 H>0，正反应的气体分子数增加，则 S>0，故选：D。
5．A
【详解】A．根据反应在常温下不能自发进行可知，该反应的，又知，则该反应的，A项正确；
B．Na与的反应属于放热反应，B项错误；
C．反应的、，在较低温度下，，故在低温时才能自发进行，C项错误；
D．反应的、，在任何温度下，，即在任何温度下反应均能自发进行，D项错误；
故选A。
6．A
【详解】A.由盖斯定律可知，得到，，故A正确；
B. 催化剂不改变反应的始终态，则使用催化剂不可使改变，故B错误；
C. 反应的，的反应可自发进行，则在一定条件下能自发进行，则，故C错误；
D. 根据反应中生成氮气时转移6mol电子，若生成，转移的电子数为，故D错误；
答案选A。
7．D
【详解】A．物质的性质为影响化学反应速率的主要因素，钠与冷水剧烈反应，而铁与水蒸气高温下反应，这是因为钠铁的活泼性不同，故A正确；
B．有些物质在光照的条件下，可以加快反应速率，如硝酸的见光分解等，故B正确；
C．反应自发进行满足 G= H-T S<0，据此可知影响反应的方向因素有反应的焓变、熵变和温度，故C正确；
D．化学反应反应速率表示反应进行的快慢程度，而反应限度是可逆反应进行的最大程度，二者之间没有必然的联系，故D错误；
故选D。
8．C
【详解】A. 体系有序性越高，即体系的混乱程度越小，熵值就越低，A正确；
B. 铁在潮湿的空气中常发生电化学腐蚀而生锈，该过程是自发的，B正确；
C. 吸热反应△H>0，若△S>0，反应在高温下△H-T△S<0，反应能自发进行，C错误；
D. 同种物质熵值：气态>液态>固态，所以同种物质气态时熵值最大，D正确；
答案选C。
9．D
【详解】A. 反应中能量变化与反应条件无关，吸热反应不一定需要加热，选项A错误；
B. 燃烧热中生成液态水，应指明水的状态，选项B错误；
C. △H<0为放热反应，可知正交硫能量低，正交硫稳定，选项C错误；
D. 焓变与反应条件无关，则在光照和点燃条件下的△H相同，选项D正确；
答案选D。
10．A
【详解】反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，ΔH>0，该反应在高温下能自发进行，说明ΔG<0，ΔG=ΔH-TΔS，则该反应的ΔS>0，故选A。
11．任何温度下都能自发，是因为
【详解】根据反应可知， ，所以，故该反应在任何温度下都能自发进行。故答案：任何温度下都能自发，是因为。
12． C B 77 A -161.6 D
【详解】①自发反应需满足△G=ΔH-TΔS＜0，若ΔH＜0且ΔS＞0，则△G一定小于0，反应在任何温度下都能自发进行，故此处填C；
②若ΔH＞0且ΔS＜0，则△G一定大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，故此处填B；
③将反应A对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＞350 K，即350-273=77 ℃，故此处A、77 ℃；将反应D对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＜111.4 K，即111.4-273= -161.6 ℃，故此处D、-161.6 ℃；
13．(1)该反应是的反应，任何温度下均不能自发进行
(2)不能
【详解】（1）2CO(g)=2C(s)+O2(g) H>0 又熵减小S<0，则G=H-TS>0，即任何温度下都不能自发进行；
（2）因，所以需要在高温条件下G=H-TS<0能自发进行，故在低温条件下不能自发进行。
14．(1)
(2)＜
(3) > > 不能
【详解】（1）丙烷的燃烧热，丙烷燃烧热的热化学方程式 ；
（2）正丁烷的燃烧热，异丁烷的燃烧热，正丁烷的能量不异丁烷高，能量越低越稳定，故稳定性正丁烷<异丁烷；
（3）由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，>0，根据化学方程式可知,反应后气体的化学计量数之和增加，>0，故低温下>0，反应不能自发进行。
15．(1)放热
(2)吸热
(3) < 反应焓变
【解析】略
16．(1)＜
(2)低温
(3)低温
【详解】（1）该反应ΔH＞0，并且该反应是一个气体体积增大、熵增大的反应，可知ΔS＞0，当体系温度等于T K时ΔH－TΔS＝0，温度大于T时，ΔH不变，ΔS＞0，可得出：ΔH－TΔS＜0；
（2）反应I为放热反应，ΔH1＜0，反应I生成了固体，气体的物质的量减少，反应I是ΔS＜0的反应，根据符合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，当低温时，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，故当低温时反应I能自发进行；答案为：低温；
（3）反应自发进行的条件ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反应H2(g)＋C2H4(g) C2H6(g) ΔH＝－137 kJ·mol－1的正反应是气体体积减小的放热反应，ΔS＜0，ΔH＞0，反应要自发进行，则ΔG＜0，反应应该在低温条件下进行。
17．错误 18．错误 19．正确 20．正确 21．正确
【解析】17．焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素，大多数放热反应()能自发进行，故①错误；
18．部分吸热反应()也能自发进行，故②错误；
19．中的反应为吸热反应，但常温下可自发进行，故③正确；
20．中的反应为放热反应，常温下可自发进行，故④正确；
21．反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，故⑤正确。
22．(1) 小于 大于
(2)小于1240K
(3)能
【解析】(1)
C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH>0，则2CO(g)CO2(g)+C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980K时，ΔH-TΔS<0，T>980K时，ΔH-TΔS>0。
(2)
由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH-TΔS<0，即-94.0kJ/mol-T×[-75.8 J/(mol·K)×10-3kJ·J-1]<0，则T < ≈1.24×103K。
(3)
298K、100kPa时，ΔH-TΔS＝-113.0kJ/mol-298K×[-145.3×10-3kJ/(mol·K)]≈-69.7kJ/mol<0，因此该反应在常温下能自发进行。
23． 有序 无序 增大 混乱度 混乱度 不同 > > 增大 增大
【详解】(1)熵的概念：自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大；
体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大；
(2)影响熵大小的因素：
①同一条件下，不同的物质熵值不同；
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g) >S(l) >S(s)；
(3)熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据；
若化学反应为熵增(ΔS>0)反应，反应过程中反应体系的混乱度增大，在一定条件下能自发进行。
24．(1)CaCO3
(2)3CaO 5MgO 8SiO2 H2O
(3)CF2Cl2
(4) 2n+2 n+2
(5)2NH3(g)+CO2(g)+2H2O(g)→(NH4)2CO3(s)
【详解】（1）盐酸能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的难溶于水的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，故答案为：CaCO3；
（2）根据元素守恒定律，硅酸盐化学上常用二氧化硅和氧化物的形式表示其组成的方法，透闪石(化学式为(Ca3Mg5(Si8O23)(OH)2可表示为3CaO 5MgO 8SiO2 H2O，故答案为：3CaO 5MgO 8SiO2 H2O；
（3）由题干信息可知，122分子中有1个C原子，2个F原子，2个Cl原子，没有Br原子，则化学式为CF2Cl2，故答案为：CF2Cl2；
（4）根据题干图示可知，根据如图规律，除去两端的H，每增加一个C原子，增加2个H，故当碳原子数为n个时，氢原子数为2n+2，若如图中一个C和一个H用一个N替换，也可以得到一类只含氮原子和氢原子的物质，此时除去两端的H，每增加一个N原子，增加1个H原子，则当氮原子数为n时，对应的氢原子数为n+2，故答案为：2n+2；n+2；
（5）“熵”可看作是体系的“混乱度”，它的符号是“S”。比如反应(NH4)2CO3(s) →2NH3(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔS>0(即“混乱度”增加) ，则反应方程式：2NH3(g)+CO2(g)+2H2O(g)→(NH4)2CO3(s)是一个ΔS<0的反应，故答案为：2NH3(g)+CO2(g)+2H2O(g)→(NH4)2CO3(s)。
25．(1)圆底烧瓶
(2) MnO2 MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)除去氯气中的HCl
(4)将装置丙置于冰水浴中
(5)产生Cl2过快，Cl2在装置丙中没有充分反应而少部分Cl2进入装置丁
(6) 0.8mol/L 不变
【分析】装置甲中反应产生Cl2，Cl2进入装置乙，除去携带的HCl，再进入装置丙中和NaOH反应制得NaClO。
【详解】（1）根据图示，仪器a的名称是圆底烧瓶。
（2）可使用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，则试剂X为MnO2，相应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。
（3）Cl2中携带未参与反应的HCl，装置乙的作用是除去氯气中的HCl，防止HCl与装置丙中的NaOH反应。
（4）Cl2和NaOH反应是放热反应，降温可提高产率，可采取的改装方式是将装置丙置于冰水浴中。
（5）可能是由于产生Cl2过快，导致Cl2在装置丙中没有充分反应而少部分Cl2进入装置丁。
（6）1个Cl2得到2个电子变成2个Cl－，1个NaClO得到2个电子也变成2个Cl－，说明Cl2和NaClO的氧化能力相同，则装置丙中的的物质的量浓度为。3个转化为1个，而中Cl元素为+5价，1个得到6个电子变成1个Cl－，其氧化能力和3个是相同的，因此实验制得的溶液在放置过程中又有部分转化成，其有效氯含量不变。
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