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2025鲁科版化学选择性必修1
分层作业8　化学反应的方向
A级必备知识基础练
题组1.焓变和熵变的判断
1.水的三态的熵值的大小关系正确的是(　　)
A.S(s)>S(l)>S(g)
B.S(l)>S(s)>S(g)
C.S(g)>S(l)>S(s)
D.S(g)>S(s)>S(l)
2.(2021·浙江6月选考)相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是(　　)
A.1 mol CH4(g)<1 mol H2(g)
B.1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g)
C.1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l)
D.1 mol C(s,金刚石)>1 mol C(s,石墨)
3.关于如图所示反应的下列说法,正确的是(　　)
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0
4.已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1,仅在高温下能自发进行;②氯酸钾的分解2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH2,在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据,其中可能正确的是(　　)
A.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1　ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
B.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1　ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
C.ΔH1=-178.32 kJ·mol-1　ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
D.ΔH1=+178.32 kJ·mol-1　ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
题组2.化学反应方向的判断
5.对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),下列结论正确的是(　　)
A.若此反应为放热反应,则该反应在任何条件下均可自发进行
B.若m+n0
C.若此反应的ΔH>0、ΔS<0,则该反应在任何条件下均可自发进行
D.无论m+n与p+q的大小关系如何,该反应过程均是熵增加的过程
6.汽车尾气(含CO与NO等)是城市空气的主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器,在其作用下NO与CO反应可生成参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法中正确的是(　　)
A.该反应是熵增加的反应
B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
C.该反应常温下能自发进行,催化剂只是加快反应的速率
D.该反应常温下能自发进行,因为该反应是吸热反应
7.下列说法正确的是(　　)
A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0
8.已知H2O2分解成H2O和O2,其中ΔH=-196.1 kJ·mol-1,ΔS=125.8 J·mol-1·K-1,下列说法正确的是(　　)
A.该反应在常温下不能自发进行
B.该反应在常温下能自发进行
C.该反应前后熵值减小
D.该反应反应物的总能量低于反应产物的总能量
B级关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
9.煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)　ΔH1=+218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)　ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)
下列有关说法正确的是(　　)
A.反应Ⅰ在较低的温度下可自发进行
B.反应Ⅱ在较低的温度下可自发进行
C.用生石灰固硫的反应为4CaO(s)+4SO2(g)3CaSO4(s)+CaS(s)　ΔH3,则ΔH3<ΔH2
D.由反应Ⅰ和反应Ⅱ可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变
10.橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图,在其拉伸过程中有放热现象。25 ℃、101 kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是(　　)
A.CaCO3CaO+CO2↑
B.NaOH的溶解
C.2H2+O22H2O
D.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O
11.反应CH3OH(l)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下才能自发向右进行,若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1,该温度下|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1,则下列选项正确的是(　　)
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
12.下列内容与结论不对应的是(　　)
选项 内容 结论
A CO2(g)变成干冰 该过程的ΔS>0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS<0
C 一个反应的ΔH>0、ΔS<0 该反应一定不能自发进行
D H2(g)+F2(g)2HF(g) ΔH=-271 kJ·mol-1 ΔS=8 J·mol-1·K-1 该反应在任何温度下均能自发进行
13.现有两个热化学方程式:
(l)+H2(g)(l)　ΔH>0①
(l)+2H2(g)(l)　ΔH<0②
下列说法正确的是(　　)
A.反应①②中都存在:ΔS>0
B.反应①一定不能自发进行
C.在通常情况下,①②都能自发进行
D.反应②低温时,可自发进行
14.有A、B、C、D四个反应:
反应 A B C D
+10.5 +1.80 -126 -11.7
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　　　。
(4)在温度低于　　　　 ℃时可自发进行的反应是　　　。
C级学科素养拔高练
15.已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时,ΔH-TΔS=0。
(1)当反应体系温度低于980 K时,估计ΔH-TΔS　　　(填“>”“<”或“=”)0;当体系温度高于980 K时,估计ΔH-TΔS　　　　(填“>”“<”或“=”)0。
(2)在冶金工业中,以C为还原剂,温度高于980 K时的氧化产物以　　　　为主;温度低于980 K时的氧化产物以　　　　为主。
分层作业8　化学反应的方向
1.C　解析 熵是量度体系无序(或有序)程度的物理量。同一物质,S(g)>S(l)>S(s)。
2.B　解析 CH4(g)和H2(g)物质的量相同,且均为气态,CH4(g)含有的原子总数多,结构更复杂,所以熵值1 mol CH4(g)>1 mol H2(g),A错误;相同状态的相同物质,物质的量越大,熵值越大,所以熵值1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g),B正确;等物质的量的相同物质,熵值关系为S(g)>S(l)>S(s),所以熵值1 mol H2O(s)<1 mol H2O(l),C错误;从金刚石和石墨的结构组成上来看,金刚石的微观结构更有序,熵值更低,所以熵值1 mol C(s,金刚石)<1 mol C(s,石墨),D错误。
3.C　解析 由图可知,该反应为气体体积减小的放热反应,即ΔH<0,ΔS<0。
4.A　解析 反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1,仅在高温下自发进行,该反应的ΔS>0,根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,若ΔH1<0,则在任何温度下反应都自发进行,故ΔH1>0;而反应2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)　ΔH2,在任何温度下都能自发进行,该反应的ΔS>0,根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行可知,ΔH2<0;故A正确。
5.B　解析 放热的熵增反应才能在任何条件下均可自发进行,A、C项错误;气体分子数增加的反应为熵增加的反应,因此m+n0,故B项正确,D项错误。
6.C　解析 该反应是气体分子数减小的反应,故ΔS<0,A错误;反应是否能自发进行,与是否使用催化剂无关,催化剂只是加快反应的速率,B错误,C正确;只使用催化剂便可使尾气发生转化,可知该反应在常温下能自发进行,由于ΔS<0,则反应自发进行说明ΔH<0,D错误。
7.B　解析 A项和B项,反应均自发进行,则ΔH-TΔS<0,即ΔH0,即ΔH>TΔS,又知T>0、ΔS>0,则反应ΔH>0,C、D错误。
8.B　解析 该反应ΔH-TΔS=-196.1 kJ·mol-1-298 K×0.125 8 kJ·mol-1·K-1<0,故该反应在常温下可以自发进行,A错误,B正确;该反应ΔS>0,即反应前后熵值增大,C错误;该反应放热,所以反应物的总能量大于反应产物的总能量,D错误。
9.BC　解析 因反应Ⅰ的ΔH1>0,ΔS>0,根据ΔH-TΔS<0可知,该反应在高温下能自发进行,故A错误;要使反应Ⅱ自发进行,则ΔH-TΔS<0,已知ΔH2<0,由反应方程式可知该反应的熵变不大,反应的自发性主要决定于焓变,所以该反应在低温下即可自发进行,故B正确;根据盖斯定律,(反应Ⅱ)-4×(反应Ⅰ)即得C选项的热化学方程式,所以ΔH3=ΔH2-4ΔH1,已知ΔH1>0,ΔH2<0,所以ΔH3<ΔH2,故C正确;反应Ⅰ和反应Ⅱ中没有SO3(g),所以无法通过反应Ⅰ和反应Ⅱ计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变,故D错误。
10.D　解析 橡皮筋拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态变为收缩状态是吸热过程,无序程度增加,属于熵增加过程,且其在25 ℃、101 kPa时自发进行。CaCO3分解是吸热反应,且熵增加,但CaCO3在25 ℃、101 kPa时不会自发分解,A错误;NaOH溶解时放热,B错误;H2在O2中燃烧放热,C错误;D中反应是吸热反应,且熵增加,在25 ℃、101 kPa时能自发进行,D正确。
11.A　解析 该反应在一定温度下能够自发地向右进行,这说明ΔH-TΔS一定小于0,则ΔH-TΔS=-17 kJ·mol-1,即ΔH=TΔS-17 kJ·mol-1,根据化学方程式可知该反应的ΔS>0,|ΔH|=17 kJ·mol-1,因此该反应的反应热ΔH>0。
12.AB　解析 同种物质S(g)>S(l)>S(s),则CO2(g)变成干冰,该过程的熵减小即ΔS<0,A项错误;硝酸铵固体溶于水为吸热过程,硝酸铵固体溶于水变为液体为熵增过程即ΔS>0,B项错误;反应的ΔH>0、ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,该反应为非自发过程,则该反应一定不能自发进行,C项正确;该反应ΔH<0,ΔS>0,该反应在任何温度下均自发,D项正确。
13.BD　解析 由题中热化学方程式可知,反应①②均为熵减反应,即ΔS<0,A项错误。由题可知,反应①ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,任何温度下反应都不能自发进行,B项正确。反应①在任何温度下都不能自发进行;反应②的ΔH<0,ΔS<0,则在低温条件下,ΔH-TΔS<0,即反应②低温时可自发进行,C项错误,D项正确。
14.答案 (1)C　(2)B　(3)77　A　(4)-161.6　D
解析 放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行,吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行;放热的熵减反应在低温下能自发进行,吸热的熵增反应在高温下可以自发进行,因此C在任何温度下均能自发进行,B在任何温度下均不能自发进行。
A反应ΔH-TΔS=+10.5 kJ·mol-1-T×30.0×10-3 kJ·mol-1·K-1=0,故T=350 K,即t=77 ℃,因此A反应温度高于77 ℃可自发进行。
D反应ΔH-TΔS=-11.7 kJ·mol-1-T×(-105.0)×10-3 kJ·mol-1·K-1=0,故T=111.4 K,即t=-161.6 ℃,因此D反应温度低于-161.6 ℃可自发进行。
15.答案 (1)<　>　(2)CO　CO2
解析 (1)根据反应2CO(g)CO2(g)+C(s)得ΔS<0,由题意T=980 K时,ΔH-TΔS=0,推出ΔH<0即反应是放热反应。当T<980 K时,ΔH-TΔS<0,正反应能够自发进行;当T>980 K时,ΔH-TΔS>0,正反应不能自发进行,逆反应能自发进行。
(2)在冶金工业中,当温度高于980 K时,逆反应的ΔH-TΔS<0,主要氧化产物是一氧化碳;当温度低于980 K时,正反应的ΔH-TΔS<0,主要氧化产物是二氧化碳。
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