2.3化学反应的方向同步练习题
一、选择题
1．下列说法错误的是
A．相同质量水的能量相对大小有：
B．对于自发进行的化学反应，其
C．氕、氘、氚互称同位素
D．化学键断裂一定发生化学反应
2．在汽车尾气净化器中CO和NO发生反应可转化为无毒的N2和CO2，主要反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8kJ mol-1。下列相关说法正确的是
A．该反应的△S＞0
B．升高温度，该反应的平衡常数增大
C．该反应的平衡常数可表示为K=
D．平衡时，将CO2分离出来，NO的转化率增大
3．下列叙述中错误的是
A．常温下，2A(s)+B(g)=2C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应△H一定大于0
B．常温下，Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)达到平衡后，加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡逆向移动
C．CO、O2与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立如下平衡：CO+HbO2HbCO+O2，当CO中毒时，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧
D．硫酸工业生产中，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在高温、高压条件下进行
4．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．反应物比生成物稳定 B．该反应为吸热反应
C．该反应在低温下可以自发进行 D．温度升高会降低该反应的正反应速率
5．下列反应在一定条件下能自发进行且为熵减反应的是
A．
B．
C．
D．
6．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是
A．自发反应就是能较快进行的反应，非自发反应就是无法进行的反应
B．自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据
C．1mol 在不同状态时的熵值：
D．反应 △H>0，能否自发进行与温度有关
7．已知胆矾溶于水时，溶液温度降低，结合图分析(Q1、Q2、Q3均大于0，单位是kJ/mol)，下列相关说法错误的是
CuSO4 5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO4(aq)+5H2O(l)
H2O(l)H2O(g)
A．Q1＞Q2
B．20g10%的CuSO4溶液蒸干至质量不再变化时，吸收Q3kJ的热量
C．1molH2O(l)转变为1molH2O(g)时吸收热量Q3kJ
D．H2O(l)=H2O(g)能自发进行，说明熵增的方向是自发进行的方向
8．下列说法不正确的是
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．Hg(l)+H2SO4(aq)=HgSO4(aq)+H2(g)常温下不能自发进行，说明△H＞0
9．下列过程是非自发的是
A．加热铁棒一端，热量传向另一端
B．使铁棒上的铁锈转化成单质铁
C．气体从高密度处向低密度处扩散
D．煤气的燃烧
10．下列说法正确的是
A．C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
B．工业通“”炼钾，ΔS>0说明钠的金属性强于钾
C．分别向等浓度等体积的NaOH溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸，反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2，则ΔH1>ΔH2
D．，则该反应的ΔS<0
11．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
12．反应CaCO3=CaO +CO2↑为非自发反应，要使此反应能发生，采取的措施（ ）
A．升高温度 B．降低温度 C．减少CO2 D．增加CO2
13．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是
A．2N2(g)+O2(g)=2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1
B．Ag(s)+Cl2(g)= AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1
C．HgO(s)=Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1
D．H2O2(l)=O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
14．下列关于“化学反应速率和化学平衡”的说法正确的是
A．恒压下充入，化学反应速率不变
B．已知，则该反应能在高温下自发进行
C．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量，发生反应，一段时间后达到平衡，再加入一定量，达新平衡后的物质的量分数增大
D．对于反应达平衡后，缩小容器体积，的浓度增大
15．催化还原： 。下列说法正确的是
A．使用催化剂提高的平衡脱除率
B．反应平衡常数
C．该反应一定能自发进行
D．其他条件不变，增大的用量有利于提高的转化率
二、填空题
16．已知N2(g) +3H2(g)2NH3(g) 298 K时，ΔH=-92.2 kJ·mol-1 ΔS=-198.2 J·K-1·mol-1，试判断该反应在常温下能否自发进行。______
17．尿素(NH2CONH2)又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥。工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，涉及的反应如下：
反应I：2NH3(g)+ CO2(g)H2NCOONH4(s)(氨基甲酸铵) ΔH1 = -272kJ·mol-1
反应II：H2NCOONH4(s)NH2CONH2(s)+ H2O(g) ΔH2 = +138kJ·mol-1
请回答：
(1)写出二氧化碳和氨气合成尿素的总热化学方程式_______，该反应自发进行的条件是_______(填“低温”、“高温”或“任意条件”)。
(2)尿素(NH2CONH2)是一种重要的化工产品，有很多用途。化工生产中利用尿素溶液可吸收尾气中的氯气，生成两种无污染气体，其中一种气体是空气的主要成分，且溶液pH明显降低，该反应的化学方程式_______。
(3)合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)利用N2和H2在Fe催化作用下最早人工合成氨气，该反应为： N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ·mol-1
①写出该反应的平衡常数表达式K = _______。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。
A．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
B．降低温度能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变
C．合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
D．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生
18．(1)试运用盖斯定律回答下列问题:
(1)已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1= -Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2= -Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3= -Q3kJ·mol-1
若使23 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为________kJ。
(2)碳(s)在氧气供应不充分时,生成CO的同时还生成部分CO2,因此无法通过实验直接测得反应C(s)+O2(g)=CO(g)的ΔH。但可设计实验,利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有__________。
计算丙烷的燃烧热有两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1。
途径Ⅱ:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1;
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1(a、b、c、d均为正值)。
请回答下列问题:
(3)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(4)由于C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量_______(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要_______(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,该反应熵_________(填“增大”或“减小”)。
(5)b与a、c、d的数学关系式是____________。
19．在恒容密闭容器中，由合成甲醇：，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示。
回答下列问题：
(1)从图中可知___________(填“＞”“=”或“＜”)。
(2)该反应的平衡常数表达式为___________。
(3)该反应在时的平衡常数大小关系是___________(填“＞”“=”或“＜”)。
(4)该反应的焓变___________0(填“＞”“=”或“＜”)，判断的依据是___________。
(5)处于A点的反应体系从变到，达到平衡时将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)在其他条件不变的情况下，时该反应能否自发进行？___________(填“能”“不能”或“不能判断”)。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．相同物质的量的物质，气态时熵值大，所以能量高，液态次之，固态最小，所以相同质量水的能量相对大小有：，故A正确；
B．△H T△S＜0的反应可自发进行，△H＞0的反应能自发进行，则该反应的△S＞0，故B正确；
C．氕、氘和氚质子数相同，均为1，中子数不同，互称同位素，故C正确；
D．化学反应是以新物质生成为标准的.其本质就是旧键断裂，新键形成，所以化学键断裂不一定发生化学反应，故D错误；
故答案选A。
2．D
解析：A．反应后气体的物质的量减小，则该反应的△S<0，故A错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，故B错误；
C．平衡常数等于平衡时生成物浓度幂之积与反应浓度幂之积的比值，其表达式为K=，故C错误；
D．平衡时，将CO2分离出来，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，故D正确；
答案选D。
3．D
解析：A．该反应是一个气体体积增大的反应，即，若，则在任何温度下均能自发进行，所以该反应一定大于0，故A不符合题意；
B．加水稀释至原溶液体积2倍的瞬间，各微粒浓度变为原来的，，平衡逆向移动，故B不符合题意；
C．CO中毒时，CO与血红蛋白结合生成HbCO，血红蛋白失去运输氧的能力，应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧，增大氧气的浓度，使平衡逆向移动，恢复血红蛋白运输氧能力，故C不符合题意；
D．硫酸工业生产中，在常压下的转化率已经很高，因此该反应在高温、常压下进行，故D符合题意；
答案选D。
4．C
解析：A．由图可知，生成物的能量低于反应物，因此生成物更稳定，故A项错误；
B．由图可知，反应物能量高于生成物，因此该反应为放热反应，故B项错误；
C．当时，反应能自发进行，该反应为放热反应，则ΔH<0，该反应为气体体积减小的反应，则ΔS<0，因此该反应在低温下可以自发进行，故C项正确；
D．温度升高，化学反应的正逆反应速率均增大，故D项错误；
综上所述，正确的是C项。
5．A
解析：A． 为化合反应、通常为放热反应，且气体转变成固体为熵减反应，较低温度下可实现，属于自发反应，A符合；
B． 为熵增反应，B不符合；
C． 为熵增反应，C不符合；
D． 为熵增反应，D不符合；
答案选A。
6．A
解析：A．反应的自发性仅仅是指反应进行的倾向，与反应快慢无关，即自发反应不一定能较快进行的反应，非自发反应改变条件后也可能进行的反应，A错误；
B．根据自由能变可以准确地判断反应的自发性，故自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据，B正确；
C．熵是衡量物体混乱程度的物理量，物体混乱度越大其熵值越大，气态的混乱度大于液体大于固体，故1mol 在不同状态时的熵值：，C正确；
D．已知反应 △H>0，，根据自由能变可知，该反应能否自发进行与温度有关，D正确；
故答案为：A。
7．B
解析：A．根据题意：，，即，A项正确；
B．蒸发的溶液，除了变成水蒸气吸热外，还有，也有热效应，B项错误；
C．由题给信息可知，转变为时吸收热量，C项正确；
D．能自发进行，说明熵增的方向自发，D项正确；
答案选B。
8．C
解析：A．与反应生成和，该反应有气体生成且放热，为熵增的放热反应，能自发进行，A项正确；
B．该反应的，在室温下可自发进行，则，该反应的，B项正确；
C．和都可以催化分解，加快反应速率，但同等条件下二者对分解速率的改变程度不同，C项错误；
D．反应在常温下不能自发进行，则，又因，所以，D项正确。
故选C。
9．B
解析：根据自发过程的定义来进行判断。热量从高温处传向低温处、金属的腐蚀、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧都是自发的，其逆向过程都是非自发的，答案选B。
10．C
解析：A．由C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH>0可知，石墨的能量比金刚石低，能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，A错误；
B．K的金属性比Na强，上述反应能够发生是因为K的沸点比Na低，B错误；
C．醋酸是弱电解质，电离吸热，所以稀醋酸和NaOH溶液反应的中和热小于稀盐酸与NaOH溶液反应的中和热，则ΔH1>ΔH2，C正确；
D．在溶液中，是微粒增多的反应，即ΔS>0，D错误；
故选C。
11．A
解析：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。
12．A
【分析】要使一个反应能自发进行，就要保证△G=△H-T△S<0。
解析：分析该反应的特点，发现是由固体生成了气体，熵是增加的，有利于反应自发的，但反应在低温下仍为非自发反应，说明该反应是吸热的，可以通过升高温度的方式，使△H-T△S<0，所以答案选择A项。
13．D
【分析】△H-T△S＜0的反应可自发进行，即任何温度下均能自发进行，必须是放热反应，且是熵增的过程。
解析：A．反应是吸热反应，△H＞0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行，A错误；
B．反应是放热反应，△H＜0，△S＜0，高温下不能自发进行，B错误；
C．反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0，低温下不能自发进行，C错误；
D．反应是放热热反应，△H＜0，△S＞0，任何温度下能自发进行，D正确；
故选D。
14．D
解析：A．恒压下充入，体积增大，反应体系浓度减小，则反应速率减小，A错误；
B．由反应可知，正反应方向气体分子数减小，，，反应放热，△H<0，反应在，高温下可大于0，反应不一定自发，B错误；
C．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量，发生反应，反应为气体分子数不变的反应，一段时间后达到平衡，再加入一定量，相当于对原平衡加压，加压平衡不移动，达新平衡后的物质的量分数不变，C错误；
D．反应正向气体分子数增大，缩小容器体积，平衡逆向移动，但气体体积减小程度更大，的浓度增大，D正确；
故选D。
15．C
解析：A．使用催化剂不能使平衡发生移动，所以使用催化剂不能提高的平衡脱除率，A项错误；
B．固体和纯液体浓度视为常数，一般不列入平衡常数中，但该反应中H2O为气态，应写入表达式中，则正确的反应平衡常数为：，B项错误；
C．该反应是熵增大的反应，即，且，则，反应一定能自发进行，C项正确；
D．其他条件不变，增大的用量，平衡正向移动，但是的转化量小于投入量，所以NO的转化率降低，D项错误；
答案选C。
二、填空题
16．ΔH―TΔS=-92.2-298×(-198.2)×10-3=-33.1<0，所以，合成氨反应是自发反应
解析：ΔH-TΔS<0的反应能自发进行，ΔH-TΔS=-92.2-298×(-198.2)×10-3=-33.1<0，所以，合成氨反应是自发反应。
17．(1) 2NH3(g) + CO2(g)NH2CONH2(s) + H2O(g) ΔH = -134kJ·mol-1 低温
(2)NH2CONH2+3Cl2+H2O = N2+CO2+6HCl
(3) / CD
解析：（1）根据盖斯定律反应I+反应II得△H=(-272+138)kJ/mol=-134kJ/mol；该反应△H＜0，该反应是气体分子数减小的反应，则△S＜0，△H-T△S＜0，反应才能自发进行，该反应自发进行的条件是低温，故答案为：△H=-134kJ/mol；低温；
（2）尿素溶液可吸收尾气中的氯气，生成两种无污染气体，其中一种气体是空气的主要成分，且溶液pH明显降低，说明生成物为N2、CO2和HCl，该反应的化学方程式为H2O+3Cl2+H2NCONH2=N2+CO2+6HCl，故答案为：H2O+3Cl2+H2NCONH2=N2+CO2+6HCl；
（3）①该反应的平衡常数表达式或；
②A．恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，故A错误；
B．该反应是放热反应，降低温度能使平衡向正反应方向进行且平衡常数增大，故B错误；
C．合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH(298K)=-46.2kJ mol-1，反应的△H＜0，反应气体分子数减少，可知△S＜0，故C正确；
D．工业上制备氮气就是采用分离液态的空气，甲烷和水蒸气可反应生成H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，故D正确；
故选：CD。
18．5(Q3-Q2+3Q1) C(s)和CO(g)的燃烧热 等于 小于 吸收 增大 2b=c+d-2a
解析：(1)设已知三个方程式分别为a、b、c，则据盖斯定律，c-b+3a得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)，反应热ΔH=-Q3-(-Q2)+3(-Q1)= -(Q3-Q2+3Q1)kJ·mol-1，所以23 g(即0.5 mol)液态乙醇完全燃烧生成液态H2O时放出热量为：0.5(Q3-Q2+3Q1)kJ；
(2)C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1 CO(g)+ O2(g)CO2(g) ΔH2
两式相减得C(s)+ O2(g)CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2，故所需数据为C(s)和CO(g)的燃烧热；
(3)等量的丙烷燃烧，生成物均是CO2(g)、H2O(l)，由盖斯定律知途径Ⅱ经过三步反应放出的热量与途径Ⅰ放出的热量相等；
(4)ΔH>0，所以该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应时，反应物需要吸收能量转化为生成物，该反应是气体体积增大的反应，所以熵增大；
(5)由盖斯定律推知：-a=b+()+(),即2b=c+d-2a。
19．(1)＜
(2)
(3)＞
(4) ＜ 温度越高，平衡时甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以合成甲醇的反应为放热反应，则
(5)增大
(6)不能判断
解析：（1）由图可知，T2温度下到达平衡的时间较短，反应速率较快，故温度T2>T1；
（2）根据题给反应知，该反应的平衡常数K=；
（3）由题给图象可知，温度为T1时，平衡时甲醇的物质的量比T2时大，故该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，则K(T1)>K(T2)；
（4）温度越高，平衡时甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以合成甲醇的反应为放热反应，则ΔH<0；
（5）由题给图象知，处于A点的反应体系从T1变到T2，平衡逆向移动，达到平衡时，增大；
（6）T1时该反应中，ΔH<0，由反应式知：反应的气体分子数减小，则ΔS<0，故无法判断ΔG=ΔH-T1ΔS与0的大小关系，因此不能判断该反应能否自发进行
