2.3 化学反应的方向（知识解读）-2024-2025学年高二化学同步教学知识解读与分层特训（人教版2019选择性必修1）

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 课程学习目标 1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 学科核心素养 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 【新知学习】 水总是自发地从高处流向低处 液溴挥发 铁生锈 铁置换出铜 以上这些变化，均不需外界条件可自发进行。 一．自发过程和自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 1．不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 2．不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。 3．反应能否自发进行与反应速率无关。 以下反应均可自发进行，这是为什么？ H2(g)＋F2(g)＝2HF(g) ΔH＝－546.6 kJ·mol－1 2K(s)＋2H2O(l)＝2KOH(aq)＋H2(g) ΔH＝－393.62 kJ·mol－1 4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648.4 kJ·mol－1。 放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 那么，对于吸热反应能否自发进行？ 以下两反应，也能自发进行：2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋31.4 kJ·mol－1。 【典例1】下列不属于自发进行的变化是 A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈 二．焓变与反应的方向 1．多数放热反应可以自发进行。 2．有些吸热反应也可以自发进行。 部分反应不具有自发性，如2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)、H2(g)＋MgO(s)＝Mg(s)＋H2O(l)等，CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)在常温下不能发生，但在高温下可自发进行。 故只用焓判据判断反应是否自发不全面。 为什么有些吸热过程也能自发进行？ 气体扩散 水中滴加红墨水 硫酸铜溶于水 火柴盒里火柴散落 以上过程，以自发进行，都是从混乱度小(有序)向混乱度大(无序)的方向进行。 对于反应如2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)、NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，也是伴随着体系混乱度的增大。 这个混乱度科学家命名为“熵”。 【典例2】判断下列说法的正误。 ①的反应一定能自发进行 _______ ②的反应一定不能自发进行 _______ ③常温下，晶体与晶体的反应可自发进行 ________ ④常温下，反应可自发进行 _______ ⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素 ______ 三．熵变与反应的方向 1．熵、熵变的概念 熵 定义 度量体系混乱程度的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小) 符号 S 熵变 定义 物质发生变化时，体系的熵的变化 符号 ΔS 意义 混乱度增加的过程或反应为熵增，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行 2．熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 3．熵判据 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是自发的，如2KClO32KCl＋3O2↑、CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑等。 有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)＝CaCO3(s)＋H2O(l)、NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)。 故只用熵判据判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。 【典例3】下列反应△S>0的是 A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s) B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 四．自由能与化学反应的方向 1．自由能变化 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 2．自由能变化与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与温度有关。 3．反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 【典例4】已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应一定能自发进行的是 A．2O3(g)=3O2(g) ∆H<0 B．2CO(g)=2C(s)+O2 (g) ∆H>0 C．N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ∆H<0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ∆H>0 【知识进阶】 1．焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，反应具有自发进行的倾向。 2．熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。 3．复合判据 (1)判据 (2)温度对反应方向的影响 【效果检测】 1．“冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是 A．△H>0，△S>0 B．△H>0，△S<0 C．△H<0，△S>0 D．△H<0，△S<0 2．以下说法中正确的是 A．所有∆H<0的反应均是自发反应 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 D．自发进行的反应一定能迅速进行 3．下列说法正确的是 A．放热反应均是自发反应 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值 D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释 4．下列说法错误的是 A．一定温度下，反应MgCl2(l) Mg(l)+ Cl2(g)的△H＞0，△S＞0 B．△H＜0，△S＞0的反应在温度低时不能自发进行 C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0 D．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 5．下列说法正确的是 A．吸热反应不可以自发进行 B．同种物质固态时，熵值最大 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的 6．化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有及其重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是 A．ΔH＜0，ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0 7．下列反应在任何温度下都不能自发进行的是 A． B． C． D． 8．将和通入密闭容器中发生反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数与温度和压强的关系如图。下列关于该反应的的判断正确的是 A． B． C． D． 9．在相同的温度和压强下，下列关于物质熵的大小排序正确的是 A． B． C． D． 10．下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是 A．Fe(s)→ Fe(g) B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g) C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s) D．NaOH(s)= Na＋(aq)＋OH-(aq) 11．关于化学反应进行的方向叙述正确的是 A．，时，反应自发进行，如金属钠和水的反应 B．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小 D．过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能迅速发生 12．下列与熵有关的叙述中不正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵越大 B．自发进行的化学反应都是熵增的过程 C．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 D． 13．下列说法正确的是 A．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行 B．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 C．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 D．反应在室温下可自发进行，则该反应的 14．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是 A．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)       ΔH =+185.57kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据 D．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 15．相关规律 (1)ΔH____0，ΔS____0的反应，任何温度下都能自发进行。 (2)ΔH____0，ΔS____0的反应任何温度下都不能自发进行。 (3)ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，____对反应的方向起决定性作用。 ①当ΔH<0，ΔS<0时，____下反应能自发进行。 ②当ΔH>0，ΔS>0时，____下反应能自发进行。 (4)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 ①常温下的放热反应，____对反应方向起决定性作用。 ②常温下的吸热反应，____对反应方向起决定性作用。 15．根据所学知识和已有生活经验，分析以下反应在给定温度下能否正向自发进行，将这些反应的焓变和熵变“>0”或“＜0”填入表格。 化学反应 正向是否自发 ΔH ΔS 常温Zn(s)＋2HCl(aq)=ZnCl2(aq)＋H2(g) ______ ______ ______ 常温6CO2(g)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)＋6O2(g) ______ >0 ＜0 常温NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s) ______ ______ ______ 常温C(s)＋CO2(g)=2CO(g) ______ ______ ______ 16．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。 (1)实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化： 下列关于该反应的说法正确的是_____________(填序号)。 A．，       B．， C．，       D．， (2)将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下_____________(填“能”或“不能”)自发进行。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 课程学习目标 1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 学科核心素养 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 【新知学习】 水总是自发地从高处流向低处 液溴挥发 铁生锈 铁置换出铜 以上这些变化，均不需外界条件可自发进行。 一．自发过程和自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 1．不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 2．不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。 3．反应能否自发进行与反应速率无关。 以下反应均可自发进行，这是为什么？ H2(g)＋F2(g)＝2HF(g) ΔH＝－546.6 kJ·mol－1 2K(s)＋2H2O(l)＝2KOH(aq)＋H2(g) ΔH＝－393.62 kJ·mol－1 4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648.4 kJ·mol－1。 放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 那么，对于吸热反应能否自发进行？ 以下两反应，也能自发进行：2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋31.4 kJ·mol－1。 【典例1】下列不属于自发进行的变化是 A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈 【答案】C 【解析】 A．扩散现象，是熵增加的自发过程，A不符合题意； B．冰的熔点为0℃，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是熵增加的自发过程，B不符合题意； C．电解饱和食盐水，是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发过程，C符合题意； D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了自发的氧化还原反应，属于电化学腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意； 综上所述答案为C。 二．焓变与反应的方向 1．多数放热反应可以自发进行。 2．有些吸热反应也可以自发进行。 部分反应不具有自发性，如2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)、H2(g)＋MgO(s)＝Mg(s)＋H2O(l)等，CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)在常温下不能发生，但在高温下可自发进行。 故只用焓判据判断反应是否自发不全面。 为什么有些吸热过程也能自发进行？ 气体扩散 水中滴加红墨水 硫酸铜溶于水 火柴盒里火柴散落 以上过程，以自发进行，都是从混乱度小(有序)向混乱度大(无序)的方向进行。 对于反应如2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)、NaHCO3(s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，也是伴随着体系混乱度的增大。 这个混乱度科学家命名为“熵”。 【典例2】判断下列说法的正误。 ①的反应一定能自发进行 _______ ②的反应一定不能自发进行 _______ ③常温下，晶体与晶体的反应可自发进行 ________ ④常温下，反应可自发进行 _______ ⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素 ______ 【答案】错误 错误 正确 正确 正确 【解析】 ①焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素，大多数放热反应()能自发进行，故①错误； ②部分吸热反应()也能自发进行，故②错误； ③中的反应为吸热反应，但常温下可自发进行，故③正确； ④中的反应为放热反应，常温下可自发进行，故④正确； ⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，故⑤正确。 三．熵变与反应的方向 1．熵、熵变的概念 熵 定义 度量体系混乱程度的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小) 符号 S 熵变 定义 物质发生变化时，体系的熵的变化 符号 ΔS 意义 混乱度增加的过程或反应为熵增，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行 2．熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 3．熵判据 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是自发的，如2KClO32KCl＋3O2↑、CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑等。 有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)＝CaCO3(s)＋H2O(l)、NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)。 故只用熵判据判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。 【典例3】下列反应△S>0的是 A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s) B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 【答案】D 【解析】 A．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意； B．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意； C．该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意； D．该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意； 综上所述答案为D。 四．自由能与化学反应的方向 1．自由能变化 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 2．自由能变化与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与温度有关。 3．反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 【典例4】已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应一定能自发进行的是 A．2O3(g)=3O2(g) ∆H<0 B．2CO(g)=2C(s)+O2 (g) ∆H>0 C．N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ∆H<0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ∆H>0 【答案】A 【解析】 A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都自发，故A正确； B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不自发，故B错误； C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温自发，故C错误； D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温自发，故D错误； 故选：A。 【知识进阶】 1．焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，反应具有自发进行的倾向。 2．熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。 3．复合判据 (1)判据 (2)温度对反应方向的影响 【效果检测】 1．“冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是 A．△H>0，△S>0 B．△H>0，△S<0 C．△H<0，△S>0 D．△H<0，△S<0 【答案】D 【解析】水凝结成冰的过程为放热的气体分子数减小的过程，焓变小于零、熵变小于零； 故选D。 2．以下说法中正确的是 A．所有∆H<0的反应均是自发反应 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 D．自发进行的反应一定能迅速进行 【答案】C 【解析】A．高温条件下熵减的放热反应的∆H—T∆S＞0，反应不能自发进行，故A错误； B．高锰酸钾受热分解生成氧气的反应是一个熵增的反应，故B错误； C．冰在室温下自动熔化成水是一个混乱度增大的熵增的过程，故C正确； D．反应能否自发进行与反应速率无关，则自发进行的反应不一定能迅速进行，如氢气和氧气在常温下化合成水是一个自发反应，但是反应速率非常慢，实际上是不能发生的，故D错误； 故选C。 3．下列说法正确的是 A．放热反应均是自发反应 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知△H>0，△S<0则一定不能自发进行 C．物质的量增加的反应，△S为正值 D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，能用勒夏特列原理解释 【答案】B 【解析】A．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，放热反应不一定为自发进行的反应，与焓变和熵变有关，A错误； B．△G=△H-T△S<0的反应可自发进行，当△H>0，△S<0时，△G>0，反应一定不能自发进行，B正确； C．对于有气体参加的反应，气体体积增大的反应，△S为正值，不能简单分析物质的量增加，需排除固体和液体的化学计量数，C错误； D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深，与浓度增大有关，平衡不移动，则不能用勒夏特列原理解释，D错误； 答案选B。 4．下列说法错误的是 A．一定温度下，反应MgCl2(l) Mg(l)+ Cl2(g)的△H＞0，△S＞0 B．△H＜0，△S＞0的反应在温度低时不能自发进行 C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0 D．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 【答案】B 【解析】A．根据反应方程式物态变化，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS，当反应温度较高时，即使ΔH>0，ΔG也可能小于0，该反应能正向进行ΔG<0，说明熵焓判据可以是选项描述数据，不符题意； B．ΔG=ΔH-TΔS，△H＜0，△S＞0的反应ΔG恒小于0，说明任何温度下该反应均能自发进行，描述错误，符合题意； C．根据物质物态变化，该反应正反应方向ΔS<0，室温下能自发进行，说明ΔG<0，根据ΔG=ΔH-TΔS，可知只有△H＜0时才有可能实现T较小时ΔG<0，描述正确，不符题意； D．根据反应物态变化可知反应正向△S＞0，当T值较大时可推得该反应可以出现ΔG<0，说明在较高温度时可以实现体系自发向混乱度增加的方向转变，描述正确，不符题意； 综上，本题选B。 5．下列说法正确的是 A．吸热反应不可以自发进行 B．同种物质固态时，熵值最大 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的 【答案】D 【解析】A．吸热反应有时也可以自发进行，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，在常温下能够自发进行，A错误； B．同种物质的熵值大小：气态＞液态＞固态，因此同种物质固态时，熵值最小，气态时熵值最大，B错误； C．反应自发进行的条件是△H-T△S＜0，反应能否自发进行与焓变、熵变和反应温度有关，能够自发进行的反应不一定是熵增的过程，只有满足△H-T△S＜0的过程才是自发的，C错误； D．铁在潮湿空气中生锈，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，是自发进行的放热反应，D正确； 故合理选项是D。 6．化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有及其重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是 A．ΔH＜0，ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＜0 【答案】A 【解析】A．△H＜0、△S＞0的反应在任何温度下都满足△H-T△S＜0，即任何温度下该反应均能自发进行，故A错误； B．吸热反应的△H＞0，△H-T△S＜0的反应可自发进行，则该反应是熵增反应，故B正确； C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，则△H-T△S＜0，反应可自发进行，故C正确； D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)中△S＜0，常温下能自发进行，则△H-T△S＜0，则该反应的△H＜0，故D正确； 故选：A。 7．下列反应在任何温度下都不能自发进行的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】ΔH-TΔS<0，可发生自发反应，据此分析解题。 A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0，ΔS>0，任何温度下均有ΔH-TΔS<0，任何温度下均能自发进行，A正确； B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0，ΔS>0，较高温度时，ΔH-TΔS<0，即高温时能自发进行，B正确； C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0，ΔS<0，较低温度时，ΔH-TΔS<0，即较低温度时能自发进行，C正确； D．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0，ΔS<0，任何温度下均有ΔH-TΔS>0，即任何温度下均不能自发进行，D错误； 答案选D。 8．将和通入密闭容器中发生反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数与温度和压强的关系如图。下列关于该反应的的判断正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由图可知，压强相同时升高温度，Z的物质的量分数减小，可知升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，即；温度相同时增大压强，Z的物质的量分数增大，可知增大压强使平衡正向移动，正反应为气体总物质的量减小的反应，可知，答案选B。 9．在相同的温度和压强下，下列关于物质熵的大小排序正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．同分异构体中，支链越多，熵越小， ，故A正确； B．气体物质的量越多，熵越大，，故B错误； C．硫酸钠晶体含有结晶水，相对分子质量大，所以，故C错误； D．相同物质的量的物质，S(g)> S(l)> S(s)，所以，故D错误； 选A。 10．下列过程是吸热，同时体系的混乱度增大的是 A．Fe(s)→ Fe(g) B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g) C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s) D．NaOH(s)= Na＋(aq)＋OH-(aq) 【答案】A 【解析】A．同种物质的熵值气体＞液体＞固体，Fe（s）→Fe（g），物质由固体到气体变化，需要吸收热量，体现混乱度增大，属于熵增大的过程，A项正确； B．C(g)＋ O2(g)= CO2(g)，该反应为化合反应，形成化学键的过程要放出热量，反应前后气体的体积减小，为熵减小的过程，体系混乱程度减小，B项错误； C．CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)，该反应为化合反应，是一个放热反应，C项错误； D．氢氧化钠固体溶解属于放热过程，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程混乱度增大，属于熵增大的过程，D项错误； 故答案选：A。 11．关于化学反应进行的方向叙述正确的是 A．，时，反应自发进行，如金属钠和水的反应 B．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 C．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小 D．过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能迅速发生 【答案】A 【解析】A．金属钠和水的反应放热、熵增大，，，，所以反应自发进行，故A正确； B．熵变、焓变共同决定反应方向，放热反应不一定都能自发进行，吸热反应不一定不能自发进行，故B错误； C．熵变、焓变共同决定反应方向，自发反应不一定熵增大，非自发反应不一定熵减小，故C错误； D．过程的自发性能用于判断过程的方向，但自发反应过程不一定能迅速发生，故D错误； 选A。 12．下列与熵有关的叙述中不正确的是 A．粒子无规则排列程度越大，体系的熵越大 B．自发进行的化学反应都是熵增的过程 C．绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行 D． 【答案】B 【解析】A．熵是衡量体系混乱度的物理量，粒子无规则排列程度越大，混乱度越大，熵越大，A正确； B．反应倾向于向熵增方向进行，只要满足吉布斯自由能小于零，如放热反应，熵减也可能满足吉布斯自由能小于零，反应自发进行，B错误； C．反应倾向于向熵增方向进行，故绝热状态下体系会自发趋向混乱度增大方向进行，C正确； D．相同状况下的不同分子原子数越多越乱，乙烷中原子数多，混乱度大，熵大，D正确； 故选B。 13．下列说法正确的是 A．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行 B．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 C．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 D．反应在室温下可自发进行，则该反应的 【答案】D 【解析】A．恒温恒压下，且的反应在任何条件下均有，则且的反应一定能自发进行，A项错误； B．非自发的反应，改变条件，不会改变结果，则通过改变条件不能使其成为自发反应，B项错误； C．同一种物质的熵：气态>液态>固态，即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，C项错误； D．反应的，在室温下可自发进行，则，即该反应的，D项正确； 答案选D。 14．下列有关化学反应方向及判据的说法中不正确的是 A．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)       ΔH =+185.57kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据 D．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 【答案】D 【解析】A．ΔH＜0、ΔS>0，则ΔH-TΔS＜0，在任何温度下反应都能自发进行，故A正确； B．该反应的ΔH>0，ΔS>0才可能自发进行，因此NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH =+185.57kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确； C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据，应综合焓变和熵变判断反应的自发性，故C正确； D．反应能否自发进行与反应的速率大小无关，有些反应能自发进行，但反应速率很小，如金属的腐蚀，非自发反应在一定条件下可进行，故D错误； 故答案选D。 15．相关规律 (1)ΔH____0，ΔS____0的反应，任何温度下都能自发进行。 (2)ΔH____0，ΔS____0的反应任何温度下都不能自发进行。 (3)ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，____对反应的方向起决定性作用。 ①当ΔH<0，ΔS<0时，____下反应能自发进行。 ②当ΔH>0，ΔS>0时，____下反应能自发进行。 (4)当反应的焓变和熵变的影响相反时，且大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 ①常温下的放热反应，____对反应方向起决定性作用。 ②常温下的吸热反应，____对反应方向起决定性作用。 【答案】(1)     <     > (2)     >     < (3)     温度     高温     低温 (4)     焓变     熵变 15．根据所学知识和已有生活经验，分析以下反应在给定温度下能否正向自发进行，将这些反应的焓变和熵变“>0”或“＜0”填入表格。 化学反应 正向是否自发 ΔH ΔS 常温Zn(s)＋2HCl(aq)=ZnCl2(aq)＋H2(g) ______ ______ ______ 常温6CO2(g)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)＋6O2(g) ______ >0 ＜0 常温NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s) ______ ______ ______ 常温C(s)＋CO2(g)=2CO(g) ______ ______ ______ 【答案】     自发     ＜0     >0     非自发     自发     ＜0     ＜0     非自发     >0     >0 【解析】反应Zn(s)＋2HCl(aq)=ZnCl2(aq)＋H2(g)为放热反应,且有气体生成，ΔH<0，ΔS>0，在常温下ΔH-TΔS<0，则该反应在常温下正向自发进行，故答案为：自发；<0；>0； 由表可知，反应6CO2(g)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)＋6O2(g)的ΔH>0，ΔS<0，在常温下ΔH-TΔS>0，则该反应在常温下正向非自发进行，故答案为：非自发； 反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)为放热反应,且气体反应生成固体，ΔH<0，ΔS<0，在常温下ΔH-TΔS<0，则该反应在常温下正向自发进行，故答案为：自发；<0；<0； 反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)为吸热反应,且气体体积增大，ΔH>0，ΔS>0，在常温下ΔH-TΔS>0，则该反应在常温下正向非自发进行，故答案为：非自发；>0；>0。 16．节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放。 (1)实现“节能减排”和“低碳经济”的项重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，如图所示为该反应过程中的能量变化： 下列关于该反应的说法正确的是_____________(填序号)。 A．，       B．， C．，       D．， (2)将煤加工成水煤气可降低污染并提高燃料的利用率。将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，反应方程式为，该反应的，。该反应在常温下_____________(填“能”或“不能”)自发进行。 【答案】     C     不能 【解析】(1)由图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则，故答案为C； (2)由，所以该反应在常温下不能自发进行。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$