化學反應的方向 同步練習題 選擇性必修1

2.1化學反應的方向同步練習題一、單選題1．在常溫下為固體，結構和白磷類似，呈正四面體形，與互為同素異形體。已知：斷裂和所需要的能量分別為和，下列說法錯誤的是A．含有，而且分子的熔沸點比高B．反應放熱，故比穩(wěn)定C．分解生成在任何溫度下均能自發(fā)進行D．和的相互轉化為氧化還原反應2．下列反應均可在室溫下自發(fā)進行，其中△H＞0，△S＞0的是A．4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)B．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D．2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)3．下列有關說法錯誤的是（

）A．活化能接近為0的反應速率極快B．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57kJ/mol，能自發(fā)進行，原因是△S>0C．決定化學反應速率的主要因素是溫度、濃度、壓強、催化劑D．同溫同壓下，反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH相同4．在常溫常壓下用氮氣和水生成氨，原理如圖所示：

下列說法正確的是A．圖中能量轉化方式只有2種B．氮氣和水生成氨氣的反應是一個自發(fā)的氧化還原反應C．b極發(fā)生的電極反應為D．a(chǎn)極上每產(chǎn)生，流過的電子數(shù)為5．反應X(s)+Y(g)=3Z(g)的能量變化如圖所示。下列判斷錯誤的是A．加入催化劑，活化分子的百分數(shù)增大，E1和E2均減小B．△H=+(E1-E2)kJ·mol-1C．該反應在低溫下能自發(fā)進行D．升高溫度，活化分子的百分數(shù)增大6．在25℃，101kPa條件下，下列熵值的大小比較正確的是A．S(1molH2)>S(1molSO2) B．S(2molH2)>S(3molH2)C．S(2molNaCl)<S(1molCl2) D．S(1molCaO)>S(1molCaCO3)7．對于反應2X(g)+Y(g)2Z(g)

△H＜0的自發(fā)性判斷正確的是A．任何時候都不自發(fā) B．低溫時自發(fā) C．高溫時自發(fā) D．任何時候都自發(fā)8．科研人員利用Cu/ZnO作催化劑，在光照條件下實現(xiàn)了CO2和H2合成CH3OH，該反應歷程示意圖如下：下列說法錯誤的是A．過程I中光能為化學鍵的斷裂提供能量 B．過程Ⅱ中存在極性共價鍵的斷裂與形成C．經(jīng)歷反應Ⅴ后，氫原子的總數(shù)減少 D．在常溫常壓下，總反應的ΔS＜09．運用相關化學知識進行判斷，下列結論錯誤的是A．反應NH4HCO3（s）＝NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g）

ΔH＝＋185.57kJ·mol－11能自發(fā)進行，是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉變的傾向。B．增大反應物濃度可加快反應速率，因此用濃硫酸與鐵反應可以加快反應速率。C．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放在玻璃試劑瓶中。D．CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）＝CH3COONa（aq）＋H2O（l）

ΔH＝akJ·mol－1，HCl（aq）＋NaOH（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝bkJ·mol－1，因醋酸電離吸熱，所以a>b10．下列說法中正確的是A．若△H<0，△S>0，該化學反應在任何溫度下都不能自發(fā)進行B．焓變是決定反應能否自發(fā)進行的唯一因素C．水結冰的過程不能自發(fā)進行的原因是該過程為熵減的過程，改變條件也不可能自發(fā)進行D．常溫下反應能自發(fā)進行，則該反應的二、填空題11．回答下列問題：(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解，發(fā)生反應：，該反應的?H(填“>”或“<”，下同)0，?S0，在低溫下，該反應(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式為。反應在常溫下能夠自發(fā)進行，則反應的?H(填“>”或“<”)0。(3)已知在、時石灰石分解反應的、。①常溫下，該反應(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。②據(jù)本題反應數(shù)據(jù)分析，溫度(填“能”或“不能”)成為反應進行方向的決定因素。(4)已知，該反應能夠自發(fā)進行的反應條件是。(5)某吸熱反應能自發(fā)進行，則該反應的?S(填“>”或“<”)0。12．如圖是500℃時，1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。若在溫度恒定，體積不變的容器中反應達到平衡，再充入NO2則，ΔH(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：。該反應能自發(fā)進行的主要原因為。13．煤電工業(yè)產(chǎn)生的煙氣或汽車尾氣中常含有NOx、CO等污染大氣的氣體，其中的NOx來源于如下反應：反應Ⅰ：反應Ⅱ：(1)反應Ⅱ在常溫下就能自發(fā)進行，則a0。(填“>”或“<”)(2)煤電工業(yè)煙氣中的NO可利用“氨法脫硝”處理，其反應為①反應中，生成時，被氧化的的質量為。②工業(yè)上可利用尿素[]水解制得，該反應的化學方程式為。(3)為避免汽車尾氣中的NOx和CO直接排放到大氣中，可利用“三元催化轉換器”將其轉化為和。①已知含碳物質參與反應的能量變化如所示，則NO(g)和CO(g)轉化為和的熱化學方程式為。②“三元催化轉換器”中用到了金屬鉑，如圖為金屬鉑的晶胞結構示意圖。金屬鉑晶體中，鉑原子周圍與之緊鄰的其他鉑原子數(shù)目為。若A原子的分數(shù)坐標為(0，0，0)，則B原子的分數(shù)坐標為。14．光催化是新發(fā)展的一個催化技術，TiO2是目前研究成功的應用廣泛的光催化劑，它是由金紅石礦(主要成分為TiO2)先制備為TiCl4，再轉化為純TiO2。物種TiO2(s)TiCl4(g)Cl2(g)O2(g)C(s)CO(g)ΔrΗΘm/kJ?molˉ1–944.7–763.2000–110.5SΘm/J?molˉ1?Kˉ155.02354.9223.1205.15.74197.7請根據(jù)表中數(shù)據(jù)作答：(1)計算反應：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，該反應能否正向進行？(2)計算反應2C(s)+O2(g)=2CO(g)298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判據(jù)反應在298K進行的方向。(3)為得到純的TiCl4，有人設計如下方案：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)。計算該反應298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判據(jù)反應進行的方向。15．將1mol水在100℃，101.3kPa下全部蒸發(fā)為水蒸氣，再沿著p/V=a(常數(shù))的可逆過程壓縮，終態(tài)壓力為152.0kPa．設水蒸氣為理想氣體，在此過程溫度范圍內(nèi)，它的摩爾等壓熱容Cpm=33.20Jmol-1K-1.水的氣化熱為40.66J·mol-1(假設-定溫度范圍內(nèi)水的氣化熱不變)。(1)計算整個過程終態(tài)的熱力學溫度T2。(2)通過計算，判斷終態(tài)時體系中是否存在液態(tài)水，若存在，液態(tài)水的量是多少。(3)計算整個過程發(fā)生后，體系的焓變ΔH。(4)若整個過程的熵變?yōu)?32.5JK-1，推算可逆過程的熵變ΔS。16．已知298K時有下列數(shù)據(jù)：物質(1)上述反應在298K時能否自發(fā)進行？。(2)該反應能自發(fā)進行的溫度范圍是。參考答案：1．D【解析】A．由信息可知，兩者都為分子構成的物質，則分子量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高，A正確；B．為反應放熱，則后者能量低，能量越低越穩(wěn)定，故故比穩(wěn)定，B正確；C．N4(g)分解生成N2的熱化學方程式為N4(g)=2N2(g)ΔH=6×154kJ/mol-2×945kJ/mol=-968kJ/mol，ΔH<0，為氣體增多的反應，所以ΔS>0，任何溫度下都可以滿足ΔH-TΔS<0，即任何溫度下均能自發(fā)進行，C正確；D．與轉化過程沒有化合價改變，不是氧化還原反應，D錯誤；故選D。2．C【解析】A.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的氣體物質的量減少，△S<0，A錯誤；B.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的氣體物質的量減少，△S<0，B錯誤；C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)分解反應是吸熱反應，△H>0，反應后氣體的物質的量增大，△S>0，C正確；D.2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)反應后氣體物質的量減小，△S<0，D錯誤；故合理選項是C。3．C【解析】A．活化能越低，反應速率越快，因此活化能接近為0的反應速率極快，故A正確；B．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

△H=+185.57kJ/mol，能自發(fā)進行，則△G＝△H－△S＜0，反應焓變大于0，則△S＞0，故B正確；C．決定化學反應速率的主要因素是物質本身的性質決定，而溫度、濃度、壓強、催化劑是影響反應速率的因素，故C錯誤；D．ΔH與反應條件無關，只與反應物總能量和生成物總能量有關，故D正確。綜上所述，答案為C。4．C由圖可知，該裝置為電解裝置，其中風能和太陽能轉化為電能，電能又轉化為化學能，a極電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O—4e—=O2↑+4H+，b極為陰極，酸性條件下，氮氣在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成氨氣，電極反應式為N2+6e—+6H+=2NH3。【解析】A．由分析可知，圖中由風能轉化為電能、太陽能轉化為電能、電能轉化為化學能，共有3種能量轉化方式，故A錯誤；B．該電解池工作時，氮氣和水才生成氨氣，故不能據(jù)此判斷該反應是氮氣和水生成氨氣的反應是一個自發(fā)的氧化還原反應，要判斷一個反應是否自發(fā)，應根據(jù)ΔG=ΔH-T·ΔS是否小于0，故B錯誤；C．由分析可知，b極為陰極，酸性條件下，氮氣在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成氨氣，電極反應式為N2+6e—+6H+=2NH3，故C正確；D．缺標準狀況下，無法計算22.4L氧氣的物質的量和轉移的電子數(shù)目，故D錯誤；故選C。5．C【解析】A．加入催化劑，降低反應的活化能，活化分子與反應物、生成物的能量差值都減小，所以E1和E2均減小，A正確；B．此反應中，反應物的總能量低于生成物的總能量，反應為吸熱反應，所以△H=+(E1-E2)kJ·mol-1，B正確；C．雖然ΔS＞0，但反應為吸熱反應，所以該反應在高溫下能自發(fā)進行，C錯誤；D．升高溫度，分子的平均能量增加，活化分子數(shù)增多，活化分子的百分數(shù)增大，D正確；故選C。6．C【解析】A．SO2是化合物，熵值大于單質H2，故A錯誤；B．都是H2，物質的量越大熵值越大，故B錯誤；C．一般氣體的熵值大于固體，故C正確；D．CaCO3和CaO均為固體，CaCO3原子數(shù)更多，熵值更大，故D錯誤；選C。7．B【解析】反應2X(g)+Y(g)2Z(g)

△H＜0，正反應氣體系數(shù)和減小，△S＜0，根據(jù)能自發(fā)進行，可知該反應在低溫時自發(fā)，故選B。8．C【解析】A．由圖可知，在光照條件下，H2分子分解成H原子，過程I中光能為化學鍵的斷裂提供能量，A項正確；B．過程Ⅱ中涉及C-O的斷裂與C-H和H-O的形成過程，且C-O、C-H、H-O均為極性鍵，B項正確；C．過程V中，化學反應中原子守恒，故氫原子總數(shù)不可能減少，C項錯誤；D．在常溫常壓下，反應物是氣體，生成物是液體，總反應為熵減小的過程，故總反應的ΔS＜0，D項正確；答案選C。9．B【解析】A.反應NH4HCO3(s)＝NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)

ΔH＝＋185.57kJ·mol－11能自發(fā)進行，是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉變的傾向，故A正確；B.增大反應物濃度可加快反應速率，鐵與稀硫酸反應本質是與氫離子反應，濃硫酸水的量少，電離的氫離子量少，且濃硫酸具有強氧化性，與鐵發(fā)生鈍化，故不能加快速率，B錯誤；C.NH4F水溶液中含有HF，HF與玻璃會反應，因此NH4F溶液不能存放在玻璃試劑瓶中，故C正確；D.CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)＝CH3COONa(aq)＋H2O(l)

ΔH＝akJ·mol－1，HCl(aq)＋NaOH(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝bkJ·mol－1，因醋酸電離吸熱，因此醋酸與氫氧化鈉放出的熱量少，焓變大，所以a>b，故D正確。綜上所述，答案為B。10．D【解析】A．若△H<0，△S>0，該化學反應在任何溫度下都能自發(fā)進行，A錯誤；B．焓變是決定反應能否自發(fā)進行的因素之一，焓變也可以判斷反應是否自發(fā)，兩者復合是判斷是否自發(fā)反應的因素，B錯誤；C．水結冰的過程不能自發(fā)進行的原因是該過程為熵減的過程，改變條件也可能自發(fā)進行，C錯誤；D．常溫下反應能自發(fā)進行，由于該反應為熵減的反應，則該反應的，D正確；故選D。11．>>不能<不能能高溫>【解析】(1)由于在中燃燒生成為放熱反應，則二氧化碳分解生成和氧氣的反應為吸熱反應，，根據(jù)化學方程式可知，反應后氣體的化學計量數(shù)之和增加，，故低溫下，反應不能自發(fā)進行。(2)時反應自發(fā)進行，通過化學方程式可知常溫下，常溫下反應能夠自發(fā)進行，則。(3)①根據(jù)時反應自發(fā)進行，已知，，則常溫下不能自發(fā)進行；②該反應的、，高溫條件下能使，而常溫條件下，則該反應中溫度能成為決定反應進行方向的因素。(4)該反應的、，則高溫時，反應能自發(fā)進行。(5)已知某吸熱反應能自發(fā)進行，即，，則。12．不變NO2(g)＋CO(g)500℃CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1ΔH<0【解析】焓變是與化學反應的起始狀態(tài)、終止狀態(tài)有關，與物質所處環(huán)境的壓強、溫度等因素有關，與化學反應的過程物質的量多少無關。若在溫度恒定，體積不變的容器中反應達到平衡，再充入NO2，ΔH不變；由圖可知，1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO放出熱量368-134=234kJ，反應熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)500℃CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1；根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0，則反應自發(fā)進行，該反應熵變不大，要使ΔH-TΔS<0，，必須ΔH<0，故反應能自發(fā)進行的主要原因為ΔH<0。13．<8.5gCO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)=-746.5kJ/mol12(0，，)【解析】(1)反應Ⅱ是氣體體積減小的反應，屬于熵減反應，該反應在常溫下就能自發(fā)進行說明其為放熱反應，<0，則a<0，故答案為：<；(2)①反應中，N元素化合價既有由氨分子中-3價上升到0價、又有由NO分子中+2價下降到0價，O元素化合價由0價下降到-2價，生成時消耗molO2，O元素得到1.5mol電子，被氧化的的物質的量為=0.5mol，質量為0.5mol17g/mol=8.5g，故答案為：8.5g；②尿素水解成氨氣和二氧化碳，方程式為：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑，故答案為：CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑；(3)①由圖可知，熱化學方程式a.C(s)+O2(g)=CO(g)；b.C(s)+O2(g)=CO2(g)；c.；由蓋斯定律可知，2(b-a)-c可以得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)=(-393.52+2110.5-180.5)kJ/mol=-746.5kJ/mol，故答案為：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)=-746.5kJ/mol；②由晶胞結構可知，鉑原子位于晶胞的頂點和面心，鉑原子周圍與之緊鄰的其他鉑原子數(shù)目為12，若A原子的分數(shù)坐標為(0，0，0)，則B原子的分數(shù)坐標為(0，，)，故答案為：12；(0，，)。14．(1)ΔrΗΘm–TΔrSΘm=163.9kJ?molˉ1?Kˉ1＞0反應正向不能進行(2)ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–274kJ?molˉ1?Kˉ1＜0

反應正向能進行(3)ΔrΗΘm–TΔrSΘm=-113.9kJ?molˉ1

＜0

反應正向能進行【解析】（1）ΔrΗΘm=181.5kJ/mol，ΔrSΘm=58.78J?molˉ1?Kˉ1，TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)，根據(jù)吉布斯自由能，ΔrΗΘm–TΔrSΘm=163.9kJ?molˉ1?Kˉ1＞0反應正向不能進行；故答案為：ΔrΗΘm–TΔrSΘm=163.9kJ?molˉ1?Kˉ1＞0反應正向不能進行；（2）ΔrΗΘm=

–221kJ/mol，ΔrSΘm=

249.7J?molˉ1?Kˉ1，ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–274/J?molˉ1?Kˉ1＜0

反應正向能進行；故答案為：ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–274/