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课时小练10　化学反应的方向　化学平衡状态
夯实基础
1 [常州一中检测]某化学反应的ΔH＝－125 kJ/mol，ΔS＝－8 kJ/(mol·K)，则此反应在下列哪种情况下可自发进行(　　)
A. 在任何温度下都能自发进行
B. 在任何温度下都不能自发进行
C. 仅在高温下自发进行
D. 仅在低温下自发进行
2 下列说法正确的是(　　)
A. ΔH>0，ΔS>0的反应一定可以自发进行
B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C. 可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，ΔH一定小于零
D. 常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH>0
3 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. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
C. 自发进行的反应一定能快速进行
D. 温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
4 下列化学反应与能量变化相关的叙述正确的是(　　)
A. 若反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，放热反应在任何条件下都能自发进行
B. 水凝结成冰的过程中，ΔH＜0，ΔS＞0
C. 已知2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ/mol、ΔS＝＋494.4 J/(mol·K)，此反应在任何温度下都能自发进行
D. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程
5 下列说法正确的是(　　)
A. 用焓判据和熵判据可解释NaHCO3与盐酸反应在低温下能自发进行
B. 放热过程(ΔH＜0)或熵增过程(ΔS＞0)一定是自发的
C. 1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]>S[H2O(g)]
D. 自发反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0可用焓判据来解释
6 [连云港中学月考]50 ℃时，在容积固定的密闭容器中先放入催化剂，然后向其中充入等物质的量的氮气和氢气发生合成氨反应，该反应达到平衡状态的标志不可能的是(　　)
A. 氮气的体积分数保持不变
B. 氢气的物质的量浓度保持不变
C. 单位时间内3 mol H—H断裂的同时有6 mol的N—H断裂
D. 容器内的气体总压强保持不变
7 [宿迁期中]搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射，并顺利完成与天和核心舱对接。火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机，核心舱电源系统由锂离子蓄电池组以及三结砷化镓(GaAs)太阳电池翼组成。氮化硼(BN)陶瓷基复合材料应用于核心舱电推进系统，碳化硅(SiC)颗粒增强铝基复合材料应用于太阳电池翼伸展机构关键部件，表面处理后镁合金部件应用在核心舱医学样本分析与高微重力科学实验柜中。偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机中使用的N2O4存在着N2O4(g) 2NO2(g)平衡。下列说法不正确的是(　　)
A. 恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态
B. 当v(N2O4)正＝2v(NO2)正时，该反应达到平衡状态
C. 恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的N2O4，N2O4转化率将减小
D. 该反应在一定条件下能自发进行的原因是ΔH＞0，ΔS＞0
8 [南通海安期末]在T ℃时，煤炭催化重整反应为C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol。在T ℃时，向恒容密闭容器中充入一定量C(s)和H2O(g)，则下列相关说法正确的是(　　)
A. 该反应的熵变ΔS＝0
B. 当c(H2)＝c(CO)时，该反应达到平衡状态
C. 其他条件不变时，加入少量C(s)，制取H2(g)的速率不变
D. 在T ℃时，1 mol C(s)和1 mol H2O(g)的能量和大于1 mol CO(g)和1 mol H2(g)的能量和
9 [南通海安中学月考]下列有关表述正确的是(　　)
A. 2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
B. NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C. 若ΔH>0，ΔS<0，则该化学反应在任何温度下都不能自发进行
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
10 [无锡南菁高级中学调研]工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A. 恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B. 两个H—O断裂的同时有两个C===O断裂
C. 在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
提升素养
11 现有两个热化学方程式：
①(l)＋H2(g)―→(l)　ΔH＞0
②(l)＋2H2(g)―→(l)　ΔH＜0
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. 从焓变的角度看，反应①能自发进行
D. 从熵变的角度看，反应②能自发进行
12 下列对反应aX2(g)＋Y2(g)===3Z2(g)　ΔH，自发性判断正确的是(　　)
选项 已知条件 判断结果
A a＝1，ΔH<0 任何温度下都能自发进行
B a＝2，ΔH<0 任何温度下都不能自发进行
C a＝3，ΔH>0 较高温度下能自发进行
D a＝1，ΔH>0 较低温度下能自发进行
13 [无锡四校学情调研]对于反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－904 kJ/mol，下列有关说法不正确的是(　　)
A. 该反应一定能自发进行
B. 该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能
C. 断裂1 mol N—H的同时断裂1 mol O—H，说明该反应达到平衡状态
D. 达到平衡时，增大容器容积，v正增大、v逆减小
14 [常州中学期中]向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A. c点反应没有达到平衡
B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. 体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态
D. NO2浓度：b点>c点
课时小练10　化学反应的方向　化学平衡状态
1. D　
2. D　熵增的吸热反应在低温条件下反应ΔH－TΔS＞0，不能自发进行，A错误；反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B错误；熵增的吸热反应在高温条件下反应ΔH－TΔS＜0，能自发进行，C错误；该反应是熵增的反应，常温下不能自发进行，说明反应ΔH－TΔS＞0，则反应的焓变大于0，D正确。
3. D　该反应ΔS＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，该反应在常温下能自发进行，说明该反应的ΔH＜0，A错误；反应是否自发进行由反应的焓变、熵变、温度共同决定；非自发过程，改变温度可能变为自发过程，B错误；反应的自发性与速率大小无关，C错误；判断反应自发进行的依据：ΔG＝ΔH－TΔS＜0，说明温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向，D正确。
4. C　反应物总能量高于生成物总能量，该反应属于放热反应，但不一定能自发进行，比如木炭的燃烧，要在一定的条件下才能自发进行，A错误；水凝结成冰的过程中，ΔH＜0，ΔS＜0，B错误；氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH<0，ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0一定成立，此反应在任何温度下都能自发进行，C正确；能够自发进行的反应也有可能是放热、熵减的过程，如合成氨反应，D错误。
5. D　NaHCO3与盐酸反应是吸热反应，用焓判据不能解释其在低温下能自发进行，A错误；反应自发进行的条件是ΔH－TΔS＜0，反应能否自发进行与焓变、熵变和反应温度有关，放热过程(ΔH<0)或熵增过程(ΔS＞0)的过程不一定是自发的，只有满足ΔH－TΔS＜0的过程一定是自发的，B错误；同一物质，固体时的熵小于气态时的熵，即S[H2O(s)]6. A　　　　　N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
起始/mol　　 1　　　1　　　　0
转化/mol　 　x　　　3x　　　 2x
平衡/mol　 1－x　 1－3x　 　2x
氮气的体积分数×100%＝50%，不会随反应而变化，则氮气的体积分数保持不变的状态不一定是平衡状态，A正确；氢气的物质的量分数保持不变，则各组分的物质的量浓度不变，是平衡的特征，B错误；单位时间内3 mol H—H断裂的同时有6 mol N—H 断裂，即消耗3 molH2的同时消耗 6 mol NH3，由于消耗3 mol H2的同时生成 6 mol NH3，说明此时正反应速率等于逆反应速率，该反应达到平衡状态，C错误；反应前后气体分子总数、气体压强会发生变化，所以体系的压强不变的状态是平衡状态，D错误。
7. B
8. C　ΔH－TΔS<0的反应能够自发进行，由于该反应的ΔH为正值，则其反应的ΔS必须大于0，A错误；当c(H2)＝c(CO)时，不能说明反应的正逆反应速率是否相等，故不能判断该反应达到平衡状态，B错误；该反应为吸热反应，则生成物的总能量更大，D错误。
9. C
10. B　CO(g)与H2O(g)的反应是一个反应前后气体物质的量总和不变的反应，在恒温恒容条件下，混合气体的总物质的量始终不变，则混合气体的压强始终不变，A错误；两个 H—O 断裂表示的是正反应速率，两个 C===O 断裂表示的是逆反应速率，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，C错误；该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，则混合气体的平均摩尔质量始终不变，D错误。
11. B　反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A错误；反应①的ΔH＞0、ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，任何温度下该反应都不能自发进行，B正确；反应①的ΔH＞0，吸热不利于反应自发进行，C错误；反应②的ΔS＜0，熵减不利于反应自发进行，D错误。
12. A　若a＝1，该反应气体体积增大，则熵增加，ΔH<0即焓减，由ΔH－TΔS<0，可知熵增、焓减的反应在任何温度下均能自发进行，A正确；若a＝2，该反应前后气体体积不变，熵变接近为0，焓减，在较低温度下能自发进行，B错误；若a＝3，该反应前后气体体积减小，则熵减小，对于熵减、焓增的反应，任何温度下均不能自发进行，C错误；若a＝1，该反应气体体积增大，则熵增加，对于熵增、焓增的反应，在较高温度下能自发进行，D错误。
13. D　ΔH<0、ΔS>0的反应在任意温度下均可自发进行，A正确；ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能<0，则该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能，B正确；该反应达到平衡状态时，每消耗4 mol NH3的同时可消耗6 mol H2O，即断裂1 mol N—H的同时断裂1 mol O—H，C正确；达到平衡时，增大容器容积的瞬间，反应物和生成物的浓度均减小，v正、v逆均减小，然后v正继续减小、v逆开始增大，直至达到新的平衡，D错误。
14. B　绝热恒容密闭容器中，该反应的正反应速率先增大的原因是反应是放热反应，温度升高使正反应速率增大，正反应速率后减小的原因是反应物浓度随反应进行减小，反应物浓度减小使正反应速率减小。图中所示反应一直在正向进行中，c点反应没有达到平衡，A正确；正反应是放热反应，ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能<0，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，B错误；绝热恒容密闭容器中，体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态，C正确；图中所示反应一直在正向进行中，NO2的浓度一直减小，故NO2浓度：b点>c点，D正确。

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