第第頁【解析】高中化學人教版（2023）選擇性必修1第二章第三節(jié)化學反應的方向登錄二一教育在線組卷平臺助您教考全無憂

高中化學人教版（2023）選擇性必修1第二章第三節(jié)化學反應的方向

一、單選題

1．（2023高二下·桂林期中）下列說法正確的是（）

A．非自發(fā)反應一定不能實現(xiàn)

B．同種物質氣態(tài)時熵值最小，固態(tài)時熵值最大

C．反應NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的△H0的反應一定不能自發(fā)進行

【答案】C

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】A.反應是否自發(fā)進行，由熵變、焓變、溫度共同決定，非自發(fā)反應在改變條件下可以發(fā)生，A不符合題意；

B.熵是指體系的混亂度，同種物質氣態(tài)熵大于液態(tài)大于固態(tài)，即同種物質氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小，B不符合題意；

C.反應能自發(fā)進行說明：△H-T△S＜0，由方程式NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）可知該反應的S＜0，要使：△H-T△S＜0，所以必須滿足△H＜0，C符合題意

D.恒溫恒壓下，△H＜0且△S＞0的反應的△H-T△S＜0，反應一定可以自發(fā)進行，D不符合題意。

故答案為：C

【分析】判斷反應能否自發(fā)進行由該公式確定：△G=△H－T△S，△G為吉布斯自由能變，△H為焓變，△S為熵變，T為開氏溫度。

在溫度、壓強一定的條件下，化學反應的判讀依據(jù)為：

ΔH-TΔS0反應不能自發(fā)進行。

注意：（1）ΔH為負，ΔS為正時，任何溫度反應都能自發(fā)進行；

（2）ΔH為正，ΔS為負時，任何溫度反應都不能自發(fā)進行。

2．（2023高二上·蕪湖期末）25℃和1.01×105Pa時，反應2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.76kJ·mol－1，自發(fā)進行的原因是（）

A．吸熱反應B．放熱反應

C．熵減少的反應D．熵增大效應大于熱效應

【答案】D

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】該反應的ΔH>0，為吸熱反應；該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，為熵增反應；該反應能自發(fā)進行，說明熵增效應大于熱效應，D符合題意；

故答案為：D

【分析】根據(jù)反應自發(fā)進行的條件進行分析，反應自發(fā)進行，則該反應為焓減、熵增反應。

3．（2023高二上·東遼期中）下列反應中熵顯著增加的是（）

A．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)B．Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)

C．C(s)+O2(g)=CO2(g)D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

【答案】A

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】A.該反應中，反應后氣體分子數(shù)增多，熵顯著增加，A符合題意；

B.該反應中，反應后氣體分子數(shù)減少，熵顯著減小，B不符合題意；

C.該反應中，反應前后氣體分子數(shù)不變，熵不變，C不符合題意；

D.該反應中，反應后氣體分子數(shù)減少，熵顯著減小，D不符合題意；

故答案為：A

【分析】反應過程中熵顯著增加，則反應后氣體分子數(shù)增加，據(jù)此結合選項所給反應進行分析。

4．（2023高二上·齊齊哈爾期中）金屬錫的冶煉常用焦炭作還原劑：SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反應過程中能量的變化如圖所示。下列有關該反應的ΔH、ΔS的說法中正確的是()

A．ΔH0；SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反應由固體生成部分氣體，混亂度增大，△S>0；

故答案為：D。

【分析】熵變和焓變是判斷反應進行方向的兩個判據(jù)。

5．（2023·江蘇）反應可用于純硅的制備。下列有關該反應的說法正確的是（）

A．該反應、

B．該反應的平衡常數(shù)

C．高溫下反應每生成1molSi需消耗

D．用E表示鍵能，該反應

【答案】B

【知識點】鍵能、鍵長、鍵角及其應用；焓變和熵變；化學平衡常數(shù)

【解析】【解答】A．SiCl4、H2、HCl為氣體，且反應前氣體系數(shù)之和小于反應后氣體系數(shù)之和，因此該反應為熵增，即△S>0，A不符合題意；

B．根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，該反應的平衡常數(shù)K=,B符合題意；

C.題中說的是高溫，不是標準狀況下，因此不能直接用22.4L·mol－1計算，C不符合題意；

D．△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl)－2E(Si－Si)，D不符合題意；

故答案為：B

【分析】A．氣體增加，所以混亂度增加，熵增加；

B．注意固體不考慮濃度；

C.標況下才能用氣體摩爾體積衡量；

D．△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和。

6．（2023高二上·臨高期中）對于溫度與反應方向的關系，下列判斷不正確的是（）

A．△H＜0，△S＞0，所有溫度下反應自發(fā)進行

B．△H＞0，△S＞0，所有溫度下反應自發(fā)進行

C．△H＜0，△S＜0，低溫下反應自發(fā)進行

D．△H＞0，△S＜0，所有溫度下反應不能自發(fā)進行

【答案】B

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】A.當ΔH0時，任意溫度下都能滿足ΔH-TΔS0，ΔS>0時，只有高溫下才能滿足ΔH-TΔS0，ΔS0，ΔH>0

B．用標準NaOH溶液滴定濃度約為0.01molL－1HCN，可用甲基橙做指示劑

C．0.2molL－1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL－1NaOH溶液，則該溶液呈堿性

D．0.2molL－1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL－1NaOH所得的混合溶液中：2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)

【答案】B

【知識點】焓變和熵變；弱電解質在水溶液中的電離平衡；溶液酸堿性的判斷及相關計算；中和滴定

【解析】【解答】A．弱電解質的電離過程是吸熱過程，則HCNH++CN-的ΔS>0、ΔH>0，A不符合題意；

B．用標準NaOH溶液滴定濃度約為0.01molL-1HCN，完全中和時生成NaCN，溶液顯堿性，則應選擇酚酞做指示劑，B符合題意；

C.0.2molL-1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL-1NaOH溶液，溶液中溶質HCN和NaCN的物質的量相等，因CN-的水解常數(shù)Kh==10-4＞Ka，說明溶液中CN-的水解程度大于HCN的電離程度，即該溶液呈堿性，C不符合題意；

D.0.2molL-1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL-1NaOH溶液，溶液中溶質HCN和NaCN的物質的量相等，溶液中的電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)，物料守恒式為2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)，則2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)，D不符合題意。

故答案為：B

【分析】A．電離過程是熵變增加的吸熱過程；

B．NaCN強堿弱酸鹽，溶液水解顯堿性，則應選擇酚酞做指示劑；

C．等濃度的HCN和NaCN混合溶液顯堿性，說明溶液中CN-的水解程度大于HCN的電離程度；

D．根據(jù)溶液中的電荷守恒和物料守恒進行計算。

二、綜合題

9．（2023高二上·杭州期中）進入冬季北方開始供暖后，霧霾天氣愈發(fā)嚴重，各地PM2.5、PM10經(jīng)?！氨怼?。引發(fā)霧霾天氣的污染物中，最為常見的是機動車尾氣中的氮氧化物和燃煤產(chǎn)生的煙氣。

I、用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。反應原理為：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。

（1）該反應的△S0(填“>”、“=”或“

（2）ad

（3）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-844kJ/mol

（4）0.0125mol/(Lmin)；減小

【知識點】熱化學方程式；蓋斯定律及其應用；化學反應速率；焓變和熵變；化學平衡的影響因素

【解析】【解答】（1）由于反應前后氣體分子數(shù)增大，因此ΔS>0；

（2）a、氣體顏色不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)，透光率不再改變，a符合題意；

b、ΔH是表示反應的熱效應，只與物質具有能量的相對大小有關，ΔH不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，b不符合題意；

c、根據(jù)反應速率之比等于化學計量系數(shù)之比可得，當反應達到平衡狀態(tài)時，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合題意；

d、當N2O4的轉化率不再改變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，此時透光率不再改變，d符合題意；

故答案為：ad

（3）CH4(g)燃燒熱的熱化學方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=-890KJ/mol，H2O(l)轉化為H2O(g)的熱化學方程式為：H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44Kj/mol；

CH4催化還原NO2反應的化學方程式為CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，根據(jù)蓋斯定律可得，該反應的反應熱，因此該反應的熱化學方程式為：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH=-844kJ/mol；

（4）①由表格數(shù)據(jù)可知，0~20min內(nèi)，參與反應的n(NO2)=0.5mol，根據(jù)反應的化學方程式可知，參與反應的n(CH4)=0.25mol，則0~20min內(nèi)，用CH4表示的反應速率；

②達到平衡后，再充入0.5molCH4和1.2molNO2，由于溫度和容器的體積均不變，因此反應體系的壓強增大，平衡逆向移動，因此CH4的轉化率減??；

【分析】（1）根據(jù)反應前后氣體分子數(shù)的變化確定ΔS的大??；

（2）透光率不再變化，則說明反應達到平衡狀態(tài)，據(jù)此結合選項進行分析；

（3）根據(jù)題干信息確定反應物和生成，結合蓋斯定律計算反應熱，從而寫出反應的熱化學方程式；

（4）①根據(jù)公式，結合表格數(shù)據(jù)計算反應速率；

②根據(jù)平衡移動進行分析；

10．（2023高二上·黑龍江期末）天然氣是一種清潔的化石燃料，也是引起溫室效應的一種物質。天然氣的綜合利用對節(jié)能減排、高效利用能源、減少二氧化碳排放有重大意義。作為化工原料，合成甲醇是天然氣綜合利用的重要途徑。

CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H=+247.3kJ·mol-1①

CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ·mol-1②

（1）Ⅰ、合成甲醇的主要反應為：2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=-90.8kJ·mol-1

該反應熵變△S0（填“＞、＝或＜”)，該反應在（填“高溫”或“低溫”）條件下能自發(fā)進行。

（2）生產(chǎn)過程中，合成氣要循環(huán)，其目的是：。

（3）T℃下此反應的平衡常數(shù)為160。某時刻測得各組分的濃度如下，比較此時正、逆反應速率的大小：v（正）v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）

物質H2COCH3OH

濃度/(mol·L—1)0.200.100.40

（4）在恒溫恒容條件下，充入一定量的H2和CO，發(fā)生反應上述反應，則該反應達到平衡狀態(tài)的標志有（）

A．混合氣體的密度保持不變B．混合氣體的總壓強保持不變

C．甲醇的濃度保持不變D．v正（H2）=v逆（CH3OH）

（5）在恒溫恒容條件下，要提高反應2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）中CO的轉化率，可以采取的措施是（）

A．升溫

B．加入催化劑

C．增加CO的濃度

D．增加H2的濃度

E．充入惰性氣體

F．分離出甲醇

（6）Ⅱ、合成甲醇的另一反應為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H＝－akJ·mol－1（a＞0）。

在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中，通入2molCO2和3molH2，發(fā)生的反應為：測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

下列措施中能使增大的是______（填編號）。

A．升高溫度

B．恒溫恒容下充入He(g)

C．將H2O(g)從體系中分離

D．恒溫恒容再充入2molCO2和3molH2

（7）經(jīng)計算該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=0.20L2·mol-2。若改變條件（填選項），可使K＝1。

A．增大壓強B．增大反應物濃度C．降低溫度

D．升高溫度E．加入催化劑

（8）10min內(nèi)，用H2表示的該反應的化學反應速率為=mol-1·L-1·min-1

【答案】（1）0的反應一定不能自發(fā)進行

2．（2023高二上·蕪湖期末）25℃和1.01×105Pa時，反應2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.76kJ·mol－1，自發(fā)進行的原因是（）

A．吸熱反應B．放熱反應

C．熵減少的反應D．熵增大效應大于熱效應

3．（2023高二上·東遼期中）下列反應中熵顯著增加的是（）

A．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)B．Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)

C．C(s)+O2(g)=CO2(g)D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

4．（2023高二上·齊齊哈爾期中）金屬錫的冶煉常用焦炭作還原劑：SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反應過程中能量的變化如圖所示。下列有關該反應的ΔH、ΔS的說法中正確的是()

A．ΔH0，ΔH>0

B．用標準NaOH溶液滴定濃度約為0.01molL－1HCN，可用甲基橙做指示劑

C．0.2molL－1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL－1NaOH溶液，則該溶液呈堿性

D．0.2molL－1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL－1NaOH所得的混合溶液中：2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)

二、綜合題

9．（2023高二上·杭州期中）進入冬季北方開始供暖后，霧霾天氣愈發(fā)嚴重，各地PM2.5、PM10經(jīng)?！氨怼?。引發(fā)霧霾天氣的污染物中，最為常見的是機動車尾氣中的氮氧化物和燃煤產(chǎn)生的煙氣。

I、用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。反應原理為：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。

（1）該反應的△S0(填“>”、“=”或“0反應不能自發(fā)進行。

注意：（1）ΔH為負，ΔS為正時，任何溫度反應都能自發(fā)進行；

（2）ΔH為正，ΔS為負時，任何溫度反應都不能自發(fā)進行。

2．【答案】D

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】該反應的ΔH>0，為吸熱反應；該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，為熵增反應；該反應能自發(fā)進行，說明熵增效應大于熱效應，D符合題意；

故答案為：D

【分析】根據(jù)反應自發(fā)進行的條件進行分析，反應自發(fā)進行，則該反應為焓減、熵增反應。

3．【答案】A

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】A.該反應中，反應后氣體分子數(shù)增多，熵顯著增加，A符合題意；

B.該反應中，反應后氣體分子數(shù)減少，熵顯著減小，B不符合題意；

C.該反應中，反應前后氣體分子數(shù)不變，熵不變，C不符合題意；

D.該反應中，反應后氣體分子數(shù)減少，熵顯著減小，D不符合題意；

故答案為：A

【分析】反應過程中熵顯著增加，則反應后氣體分子數(shù)增加，據(jù)此結合選項所給反應進行分析。

4．【答案】D

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】反應物的總能量小于生成物總能量，該反應吸熱；△H>0；SnO2（s）＋2C(s)=Sn(s)＋2CO(g)，反應由固體生成部分氣體，混亂度增大，△S>0；

故答案為：D。

【分析】熵變和焓變是判斷反應進行方向的兩個判據(jù)。

5．【答案】B

【知識點】鍵能、鍵長、鍵角及其應用；焓變和熵變；化學平衡常數(shù)

【解析】【解答】A．SiCl4、H2、HCl為氣體，且反應前氣體系數(shù)之和小于反應后氣體系數(shù)之和，因此該反應為熵增，即△S>0，A不符合題意；

B．根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，該反應的平衡常數(shù)K=,B符合題意；

C.題中說的是高溫，不是標準狀況下，因此不能直接用22.4L·mol－1計算，C不符合題意；

D．△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl)－2E(Si－Si)，D不符合題意；

故答案為：B

【分析】A．氣體增加，所以混亂度增加，熵增加；

B．注意固體不考慮濃度；

C.標況下才能用氣體摩爾體積衡量；

D．△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和。

6．【答案】B

【知識點】焓變和熵變

【解析】【解答】A.當ΔH0時，任意溫度下都能滿足ΔH-TΔS0，ΔS>0時，只有高溫下才能滿足ΔH-TΔS0，ΔS0、ΔH>0，A不符合題意；

B．用標準NaOH溶液滴定濃度約為0.01molL-1HCN，完全中和時生成NaCN，溶液顯堿性，則應選擇酚酞做指示劑，B符合題意；

C.0.2molL-1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL-1NaOH溶液，溶液中溶質HCN和NaCN的物質的量相等，因CN-的水解常數(shù)Kh==10-4＞Ka，說明溶液中CN-的水解程度大于HCN的電離程度，即該溶液呈堿性，C不符合題意；

D.0.2molL-1的HCN溶液中加入等體積的0.1molL-1NaOH溶液，溶液中溶質HCN和NaCN的物質的量相等，溶液中的電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)，物料守恒式為2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)，則2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-)，D不符合題意。

故答案為：B

【分析】A．電離過程是熵變增加的吸熱過程；

B．NaCN強堿弱酸鹽，溶液水解顯堿性，則應選擇酚酞做指示劑；

C．等濃度的HCN和NaCN混合溶液顯堿性，說明溶液中CN-的水解程度大于HCN的電離程度；

D．根據(jù)溶液中的電荷守恒和物料守恒進行計算。

9．【答案】（1）>

（2）ad

（3）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-844kJ/mol

（4）0.0125mol/(Lmin)；減小

【知識點】熱化學方程式；蓋斯定律及其應用；化學反應速率；焓變和熵變；化學平衡的影響因素

【解析】【解答】（1）由于反應前后氣體分子數(shù)增大，因此ΔS>0；

（2）a、氣體顏色不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)，透光率不再改變，a符合題意；

b、ΔH是表示反應的熱效應，只與物質具有能量的相對大小有關，ΔH不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，b不符合題意；

c、根據(jù)反應速率之比等于化學計量系數(shù)之比可得，當反應達到平衡狀態(tài)時，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合題意；

d、當N2O4的轉化率不再改變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，此時透光率不再改變，d符合題意；

故答案為：ad

（3）CH4(g)燃燒熱的熱化學方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=-890KJ/mol，H2O(l)轉化為H2O(g)的熱化學方程式為：H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44Kj/mol；

CH4催化還原NO2反應的化學方程式為CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，根據(jù)蓋斯定律可得，該反應的反應熱，因此該反應的熱化學方程式為：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH=-844kJ/mol；

（4）①由表格數(shù)據(jù)可知，0~20min內(nèi)，參與反應的n(NO2)=0.5mol，根據(jù)反應的化學方程式可知，參與反應的n(CH4)=0.25mol，則0~20min內(nèi)，用CH4表示的反應速率；

②達到平衡后，再充入0.5molCH4和1.2molNO2，由于溫度和容器的體積均不變，因此反應體系的壓強增大，平衡逆向移動，因此CH4的轉化率減小；

【分析】（1）根據(jù)反應前后氣體分子數(shù)的變化確定ΔS的大??；

（2）透光率不再變化，則說明反應達到平衡狀態(tài)，據(jù)此結合選項進行分析；

（3）根據(jù)題干信息確定反應物和生成，結合蓋斯定律計算反應熱，從而寫出反應的熱化學方程式；

（4）①根據(jù)公式，結合表格數(shù)據(jù)計算反應速率；

②根據(jù)平衡移動進行分析；

10．【答案】（1）<；低溫

（2）提高原料利用率

（3）＞

（4）B；C

（5）D；F

（6）C；D

（7）C

（8）0.075

【知識點】焓變和熵變；化學平衡的影響因素；化學平衡狀態(tài)的判斷

【解析】【解答】（1）該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，故ΔS<0；反應自發(fā)進行，則要求ΔH-TΔS＜0，由于該反應的ΔS<0，ΔH<0，故反應在低溫條件下自發(fā)進行；

（2）合成氣要循環(huán)，可增大原料的利用率；

（3）該時刻下，故反應正向進行，因此正反應速率大于逆反應速率；

（4）A、反應在恒容條件下進行，故混合氣體的體積不變，由于反應物和生成物都是氣體，根據(jù)質量守恒定律，混合氣體的質量保持不變，結合密度公式可知，混合氣體的密度一直不變，因此密度保持不變不能判斷反應達到平衡狀態(tài)，A不符合題意；

B、該反應為氣體體積減小的反應，故反應過程中混合氣體的壓強發(fā)生變化，當其不變時，可確定反應達到平