2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．下列有关反应原理的说法正确的是
A．对于且能自发进行的化学反应，其
B．向新制氯水中加适量石灰石不能增大溶液中的
C．对于的可逆反应来说，升高温度可加快反应速率，增大反应物的平衡转化率
D．反应物分子间的碰撞都能使化学反应发生，碰撞越多，反应速率越高
2．下列说法中，正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应
B．不自发的化学反应就不能进行
C．凡是熵增大的反应都是自发反应
D．判断反应进行的方向，应综合考虑体系的焓变和熵变
3．下列反应在任何温度下(所示状态)均不能自发进行的是
A．
B．
C．
D．
4．下列变化过程中，ΔS＞0的是
A．氯气的液化 B．氯化钠固体溶于水
C．Na2O(s)和CO2(g)化合生成Na2CO3(s) D．氨气与氯化氢化合成氯化铵固体
5．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]
C．反应CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) △H>0，能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的△H>0
6．NH3是重要的化工原料，可用于某些配合物的制备，如NiSO4溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4。工业上常采用氨氧化法制硝酸，其流程是将氨和空气混合后通入灼热的铂铑合金网，反应生成NO(g)，生成的一氧化氮与残余的氧气继续反应生成二氧化氮：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)；ΔH=-116.4kJ·mol-1。随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。工业上一般用石灰乳吸收硝酸工业尾气(NO和NO2)，由于NO不能被碱吸收，一般控制NO和NO2约为1∶1通入石灰乳，净化尾气的同时又可制得混凝土添加剂Ca(NO2)2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是
A．该反应能够自发的原因是ΔS>0
B．工业上使用合适的催化剂可提高NO2的生产效率
C．升高温度，该反应v(逆)增大，v(正)减小，平衡向逆反应方向移动
D．2molNO(g)和1molO2(g)中所含化学键键能总和比2molNO2(g)中大116.4kJ·mol-1
7．下列说法中正确的是
A．在相同条件下，两份质量相等的氢气分别与足量的氧气充分反应，生成液态水比生成水蒸气放出热量少
B．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
C．已知，则稀溶液和稀溶液的反应热
D．室温下冰自动融化成水，这是熵增的过程
8．下列说法不正确的是（ ）
A．加入正催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大
B．熵增加且放热的反应一定是自发反应
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．常温下硝酸铵能够溶于水，因为其溶于水是一个熵增大过程
二、非选择题
9．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)=____。平衡时H2的转化率为____%。平衡时NH3的体积分数是____。
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有____。(填写序号)
A．加了催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题：
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
①写出化学平衡常数K的表达式____。
②试比较K1、K2的大小，K1____K2(填“＞”“＜”或“=”)；
③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，则该反应的v(N2正)____v(N2逆)(填“＞”“＜”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是____。(填写序号)
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
10．氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一在密闭容器中，使2molN2和6molH2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ mol-1
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是___；N2和H2的转化率比是___。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量___，密度___。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将___(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将___(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度___(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
(5)如果一个反应的ΔH–TΔS<0，则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS=-198.2J K-1 mol-1。则上述氨气的合成反应在常温下___(填“能”或“不能”)自发进行。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．时反应自发进行，则且能自发进行的化学反应，其，故A正确；
B．由于碳酸钙可消耗盐酸，使平衡Cl2+H2OHCI+HClO向右移动，c(HClO)增大，B错误；
C．对△H＜0的可逆反应来说，升高温度可使平衡逆向移动，减小反应物转化率，C错误；
D．分子发生有效碰撞时才能发生化学反应，D错误；
正确答案是A。
2．D
解析：A．反应自发进行的判断依据为△H-T△S<0，放热反应的△H<0，高温下的熵减小的反应，可有△H-T△S>0，为非自发进行的反应，A错误；
B．不自发的化学反应通过一定条件可以进行，如Cu和稀硫酸可以通过电解原理发生反应，B错误；
C．反应自发进行的判断依据为△H-T△S<0，熵增大有利于反应自发进行，但熵增大的反应不一定都是自发反应，C错误；
D．判断反应进行的方向应综合考虑体系的焓变和熵变，当△H-T△S<0时，反应自发进行，D正确；
综上所述答案为D。
3．C
【分析】根据复合判据△G=△H -T△S，知若△H＜0或△S＞0，都有可能出现△G＜0，即反应在一定温度下能自发，若△S＜0且△H＞0，则△G一定大于0，通过改变温度不能使反应自发进行。
解析：A．该反应△H＜0且△S＞0，故在一定温度下能发生，A不符合题意；
B．该反应△H＜0，故在一定温度下能发生，B不符合题意；
C．该反应△S＜0（气体减少）且△H＞0，则△G一定大于0，任何温度下都不能自发进行，C符合题意；
D．该反应△S＞0，故在一定温度下能发生，D不符合题意；
故答案选C。
4．B
解析：A．氯气的液化，气体减少，ΔS＜0，A不符合题意；
B．氯化钠溶于水，固体溶解，无序程度增大，ΔS＞0，B符合题意；
C．Na2O(s)和CO2(g)化合生成Na2CO3(s)，反应方程式为：Na2O(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)，气体体积减小，ΔS＜0，C不符合题意；
D．氨气与氯化氢化合成氯化铵固体，气体减少，ΔS＜0，D不符合题意；
综上所述答案为B。
5．B
解析：A．同种物质的聚集状态不同，混乱度不同，熵值不同，熵值的大小顺序为：气体＞液体＞固体，则1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]，A正确；
B．放热反应在一定的条件下可以自发进行，吸热反应在一定的条件下也可以自发进行，如常温下碳酸铵能自发地分解产生氨气，B错误；
C．该反应是一个熵增的吸热反应，△H＞0、△S＞0，常温时，△H-T△S＞0，反应不能自发进行，高温时，△H-T△S<0，反应能自发进行，则该反应能否自发进行与温度有关，C正确；
D．该反应是一个熵增的反应，△S＞0，常温下，反应不能自发进行说明△H-T△S＞0，则该反应为吸热反应，△H＞0，D正确；
故选B。
6．B
解析：A．该反应正向为气体分子数减少，属于熵减过程，故该反应能自发进行的原因是该反应为放热反应，A错误；
B．使用合适的催化剂，可降低该反应活化能，提高单位时间内反应物转化率和NO2的产率，B正确；
C．升高温度，正逆反应速率均增大，C错误；
D．由所给信息知，2 mol NO与1 mol O2反应生成2 mol NO2放热116.4 kJ，根据化学反应能量变化与化学键关系知，2 mol NO与1 mol O2总键能比2 mol NO2总键能小116.4 kJ/mol，D错误；
故答案选B。
7．D
解析：A．在相同条件下，两份质量相等的氢气分别与足量的氧气充分反应，生成液态水比生成水蒸气放出热量多，A错误；
B．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为，B错误；
C．已知，则稀溶液和稀溶液的反应热因醋酸的电离吸热，，C错误；
D．室温下冰自动融化成水，水分子混乱度增大，这是熵增的过程，D正确；
故选D。
8．C
解析：A. 正催化剂可以降低反应的活化能，使部分普通分子变成活化分子，则活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大，A项正确；
B. 熵增加且放热的反应始终满足△H-T△S<0，则一定是自发反应，B项正确；
C. 只有在恒压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，C项错误；
D. 常温下硝酸铵溶于水溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，D项正确；
答案选C。
二、非选择题
9．(1) 0.05 mol L-1 50 33.3%或
(2)CD
(3) K= ＞ 2 ＞
(4)C
解析：（1）反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol，根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2，由于反应开始时n(N2)=0.2 mol，所以平衡时n(N2)=0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol，由于容器的容积是2 L，则平衡时N2的浓度为c(N2)==0.05 mol L-1；
根据反应方程式可知每反应产生0.2 mol NH3，反应消耗0.3 mol H2，反应开始时n(H2)=0.6 mol，所以H2的平衡转化率为；
反应开始时n(N2)=0.2 mol，n(H2)=0.6 mol，反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol，根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2和0.3 mol H2，则平衡时n(N2)=0.1 mol，n(H2)=0.3 mol，气体总物质的量n(总)=0.1 mol+0.3 mol+0.2 mol=0.6 mol，所以NH3的体积分数为：或NH3的体积分数为：；
（2）A．加了催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，而不能使化学平衡发生移动，故H2的转化率不变，A不符合题意；
B．增大容器体积，导致体系的压强减小，化学平衡向气体体积扩大的逆反应方向移动，H2的转化率减小，B不符合题意；
C．降低反应体系的温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，导致H2的转化率提高，C符合题意；
D．加入一定量N2，即增大反应物浓度，化学平衡正向移动，使更多H2发生反应，故H2的转化率提高，D符合题意；
故合理选项是CD；
（3）①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则该反应的化学平衡常数K的表达式为K=；
②反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0的正反应是放热反应，化学平衡常数只与温度有关，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小。由于温度：200℃＜300℃，所以化学平衡常数K＞K2；
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在400℃时化学平衡常数K==0.5，而反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为；
当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，由于容器的容积是0.5 L，则c(NH3)=6 mol/L，c(N2)=4 mol/L，c(H2)=2 mol/L，Qc=，化学反应未达到平衡状态，化学反应正向进行，故反应速率：v(N2正)＞v(N2逆)；
（4）A．化学反应速率越快，单位时间内生产的产品越多，化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，A正确；
B．勒夏特列原理即平衡移动原理，可指导怎样使用有限原料多出产品，B正确；
C．加了催化剂，平衡不移动，催化剂不能提高产品产率，C错误；
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益，D正确；
故合理选项是C。
10．(1) 1∶3 1∶1
(2) 变小 不变
(3)逆向
(4) 向左移动 小于
(5)能
解析：(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ mol-1，起始投料为2molN2和6molH2，按化学计量数之比进行反应，所以转化率之比为1:1，当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是1∶3；
(2)升高平衡体系的温度，平衡逆向移动，气体的物质的量增大，混合气体的质量不变，根据可知，平均相对分子质量变小；因容器体积不变，混合气体质量不变，所以气体的密度不变，故答案为：变小；不变；
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，气体的总体积增大，相当于减小压强，所以会使平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆向；
(4)升温平衡向吸热方向移动，即向逆向移动，体系的温度降低，则达到新平衡后，容器内温度小于原来的2倍，故答案为：向左移动；小于；
(5)ΔS=-198.2J K-1 mol-1，ΔH=-92.4kJ mol-1，则ΔH–TΔS=-92.4kJ mol-1-298K（-198.2J K-1 mol-1）=-33.3kJ/mol＜0，则上述反应在常温下能自发进行，故答案为：能
