2.3 化学反应的方向（分层作业）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修1）

“高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单 基本信息 单元名称 化学反应速率与化学平衡 年级 高二年级 学期 秋季 课时题目 2.3 化学反应的方向 作业目标 通过作业检测进一步巩固对化学反应的方向的理解和进一步检测对化学反应的方向判断掌握情况。 作业设计 精选题目 设计意图 基础巩固（必做题建议五分钟完成） 一、选择题 1．下列说法正确的是(　　) A．非自发反应就是一定不能实现的反应 B．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据 C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s) 能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1 能自发进行，原因是熵增效应大于焓增效应 2.下列变化中，ΔS<0的是(　　) A.2NO2(g)===N2O4(g) B.H2(g)＋F2(g)===2HF(g) C.2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D.(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) 3．已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)  ΔH<0 B．C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH<0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)  ΔH>0 D．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)  ΔH<0 4．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是(　　) A．1mol在不同状态时的嫡值： B．反应  能否自发进行与温度有关 C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同 D．常温下，反应能自发进行，则该反应的 5.下列内容与结论相对应的是(　　) 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0 B 常温下，硝酸铵固体溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0，ΔS>0 反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1，ΔS＝＋8 J·mol－1·K－1 反应在任意温度下都不能 自发进行 通过完成本组习题让学生对化学反应具有方向性更加清晰。 综合运用（必做题，建议五分钟时间完成） 6．以下说法中正确的是(　　) A．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．放热过程(△H＜0)或熵增加(△S＞0)的过程一定是自发的 D．自发进行的反应一定能迅速进行 7．现有两个热化学反应方程式：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 8．甲醇是可再生的清洁能源，可利用CO2与H2合成甲醇，已知：①一定量CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)，当消耗1molCO2(g)时，放出的能量是49.6kJ；②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1；③CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g)  ∆H2=-90.8kJ/mol。下列说法正确的是(　　) A．①中反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(l)  ∆H=-49.6kJ/mol B．在恒温恒容的密闭容器中发生反应②，气体压强不变时表明反应达到平衡 C．∆H1=+41.2kJ/mol D．反应③在高温下能自发进行 9.在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　) A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化过程，即熵增大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此过程从有序到无序，混乱度增大 10.灰锡结构松散，不能用于制造器皿；而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)(　　) A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡 C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡 通过本组的训练更好地检测学生对用焓判据、熵判据和复合判据判断反应方向的掌握程度。 拓展提升（选做题，建议十五分钟时间完成） 二、问答题 1．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。 (1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)0；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS________0。 (2)电子工业中清洗硅片上SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1、ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。 2．地下水中的氮污染主要是由NO引起的，人们对NO的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母)。 A．氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B．在酸性条件下，活泼金属与NO反应属于自发反应 C．Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2NO(aq)＋5H2(g)N2(g)＋2OH－(aq)＋4H2O(l)的ΔH＝＋a kJ·mol－1，ΔS＝＋b J· mol－1·K－1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。 3. 回答下列问题： (1)催化剂在一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(填“>”或“<”，下同)0，ΔS________0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 ①常温下，该反应________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________成为反应进行方向的决定因素。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 (4)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 4.(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.9 kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由 。 (2)(将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为： ①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＞0 ②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)　ΔH2＜0 ③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)　ΔH3 已知体系自由能变ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是 ；相同温度下，反应②比反应①的ΔG小，主要原因是 。 5.已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据： 反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ/mol，ΔS(298 K)＝＋80.674 J/(mol·K) 反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ/mol，ΔS(298 K)＝＋220.211 J/(mol·K) 已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题： (1)反应①在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 (2)反应①能否自发进行是由 (填“焓变”或“熵变”决定的)。 (3)制取炭黑的允许温度范围： 。 (4)为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是 (填标号)。 A.905.2 K B.927 K C.1 273 K D.2 000 K 检测新情境下对知识的迁移应用、综合思维能力。 作业展示与评估 1.展示要求：以图片形式展示学生所完成的典型作业，图片内容清晰，布局均衡、排版合理。 2.教师评估：鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价，例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对学生作业的评价维度和角度，实现教师对学情的精准把握，为进一步完善教学设计进行创新性探索。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ “高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单 基本信息 单元名称 化学反应速率与化学平衡 年级 高二年级 学期 秋季 课时题目 2.3化学反应的方向 作业目标 通过作业检测进一步巩固对化学反应的方向的理解和进一步检测对化学反应的方向判断掌握情况。 作业设计 精选题目 设计意图 基础巩固（必做题建议五分钟完成） 一、选择题 1．下列说法正确的是(　　) A．非自发反应就是一定不能实现的反应 B．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据 C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s) 能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1 能自发进行，原因是熵增效应大于焓增效应 【答案】D 【详解】A．改变反应条件可使非自发反应转化为自发反应，如碳酸钙的分解在低温条件下是不能自发的反应，但在高温条件下是自发进行的反应，故A错误； B．焓变和熵变都与反应的自发性有关，ΔG＝ΔH-TΔS为判断反应自发性的判据，焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，故B错误； C．反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的ΔS＜0，该反应能自发进行，应满足ΔH-TΔS＜0，则ΔH<0，故C错误； D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1的ΔS>0，ΔH>0，反应能自发进行，应满足ΔH-TΔS＜0，因此该反应能自发进行的原因是熵增效应大于焓增效应，故D正确； 故答案选D。 2.下列变化中，ΔS<0的是(　　) A.2NO2(g)===N2O4(g) B.H2(g)＋F2(g)===2HF(g) C.2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D.(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) 【答案】A 【详解】A.该反应气体体积减小，则反应的ΔS<0，故A符合题意；B.该反应气体体积不变，不能判断熵变是否小于零，故B不符合题意；C.该反应气体体积增大，则反应的ΔS>0，故C不符合题意；D.该反应气体体积增大，则反应的ΔS>0，故D不符合题意。 3．已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是(　　) A．2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)  ΔH<0 B．C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH<0 C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)  ΔH>0 D．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)  ΔH<0 【答案】C 【详解】A．反应2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故A正确； B．反应C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) 是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故B正确； C．反应2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)  △H＞0，是吸热反应，要使△H-T△S＜0，则△S必须大于0，所以反应能否自发进行主要取决于熵判据，故C错误； D．反应2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)是一个熵减小的反应，△S＜0，要使△H-T△S＜0，则△H必须小于0，所以反应能否自发进行主要取决于焓判据，故D正确； 故答案为C。 4．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是(　　) A．1mol在不同状态时的嫡值： B．反应  能否自发进行与温度有关 C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同 D．常温下，反应能自发进行，则该反应的 【答案】C 【详解】A．物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：，故A正确； B．△H＞0，△S＞0，能否自发进行，△H−T△S＜0与温度有关，故B正确； C．反应自发只能说明△H−T△S＜0，不能说明和的变化相同，故C错误； D．反应物有4mol固体、2mol液态物质、1mol气体物质，生成物只有固体，△S＜0，若能自发进行，△H−T△S＜0，则△H必须小于0，故D正确；故答案选C。 5.下列内容与结论相对应的是(　　) 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0 B 常温下，硝酸铵固体溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0，ΔS>0 反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1，ΔS＝＋8 J·mol－1·K－1 反应在任意温度下都不能 自发进行 【答案】　B 【详解】物质由气态变为液态，体系混乱度减小，即ΔS<0，A项不符合题意；硝酸铵固体溶于水是吸热过程，可自发进行，说明ΔS>0，B项符合题意；ΔH>0，ΔS>0，根据复合判据可知，高温时ΔH－TΔS<0，即高温条件下，反应能自发进行，C项不符合题意；由ΔH<0，ΔS>0知，ΔH－TΔS<0，故该反应在任意温度下都能自发进行，D项不符合题意。 通过完成本组习题让学生对化学反应具有方向性更加清晰。 综合运用（必做题，建议五分钟时间完成） 6．以下说法中正确的是(　　) A．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程 B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 C．放热过程(△H＜0)或熵增加(△S＞0)的过程一定是自发的 D．自发进行的反应一定能迅速进行 【答案】A 【详解】A．冰自动熔化成水，同一物质的相同质量的固态转化为液态，是熵增的过程，A正确； B．高锰酸钾加热分解生成三种物质，是固体反应生成气体，属于熵增大的过程，B错误； C．放热过程或熵增过程可能需要达到某一条件才能自发进行，C错误； D．自发进行的反应可能是很慢的，比如食物的腐败，D错误； 故选A。 7．现有两个热化学反应方程式：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 【答案】B 【详解】A．由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A错误； B．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，B正确； C．反应①ΔH＞0，为吸热反应，吸热不利于反应自发进行，C错误； D．反应②ΔS＜0，熵减的反应不利于自发进行，D错误； 故选B。 8．甲醇是可再生的清洁能源，可利用CO2与H2合成甲醇，已知：①一定量CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)，当消耗1molCO2(g)时，放出的能量是49.6kJ；②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1；③CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g)  ∆H2=-90.8kJ/mol。下列说法正确的是(　　) A．①中反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(l)  ∆H=-49.6kJ/mol B．在恒温恒容的密闭容器中发生反应②，气体压强不变时表明反应达到平衡 C．∆H1=+41.2kJ/mol D．反应③在高温下能自发进行 【答案】C 【详解】A．由题意知，反应①生成的为气态水，选项所写的为液态水，A错误； B．由于反应前后气体分子数不变，且恒温恒容，故气体压强一直不变，不能用来判断平衡状态，B错误； C．反应①对应的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H= -49.6 kJ/mol，由盖斯定律：③-①可得方程式②，故△H1=△H -△H2=+41.2kJ/mol，C正确； D．反应③为气体分子减少的反应，故△S＜0，根据自发反应要求：△G=△H-T△S＜0，则该反应自发对温度的要求为：T＜，故反应③在低温下能自发进行，D错误；故答案选C。 9.在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　　) A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化过程，即熵增大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此过程从有序到无序，混乱度增大 【答案】C 【详解】气体扩散过程是熵增加的过程，A、D正确；该过程不伴随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，C不正确。 10.灰锡结构松散，不能用于制造器皿；而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)(　　) A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡 C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡 【答案】A 【详解】在0 ℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 通过本组的训练更好地检测学生对用焓判据、熵判据和复合判据判断反应方向的掌握程度。 拓展提升（选做题，建议十五分钟时间完成） 二、问答题 1．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。 (1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时，ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)0；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS________0。 (2)电子工业中清洗硅片上SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1、ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。 【答案】(1)小于　大于　(2)T＜1 240 K 【详解】(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH＞0，则2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH＜0，且该反应ΔS＜0，则当T＜980 K时，ΔH－TΔS＜0，T＞980 K时，ΔH－TΔS＞0。 (2) 由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH－TΔS＜0，即－94.0 kJ·mol－1－T×(－75.8×10－3 kJ·mol－1·K－1)＜0，则T＜≈1 240 K。 2．地下水中的氮污染主要是由NO引起的，人们对NO的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母)。 A．氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B．在酸性条件下，活泼金属与NO反应属于自发反应 C．Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2NO(aq)＋5H2(g)N2(g)＋2OH－(aq)＋4H2O(l)的ΔH＝＋a kJ·mol－1，ΔS＝＋b J· mol－1·K－1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。 【答案】(1)C　(2)无法判断是否能 【详解】(1)NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；活泼金属易失去电子，酸性条件下NO具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误。 (2)ΔH－TΔS＝a kJ·mol－1－b×10－3 kJ·mol－1·K－1×T K，由于无法判断a和bT×10－3值的相对大小，故无法确定ΔH－TΔS是大于0还是小于0，所以无法判断该反应 3. 回答下列问题： (1)催化剂在一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(填“>”或“<”，下同)0，ΔS________0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 ①常温下，该反应________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________成为反应进行方向的决定因素。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 (4)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 【答案】　(1) > 　>　 不能 　 (2)①不能　②能　 (3)高温　 (4) > 【详解】　(1)由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，ΔH>0，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。(2)①ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，已知ΔH>0，ΔS>0，则常温下不能自发进行；②该反应的ΔH>0、ΔS>0，高温条件下能使ΔG＝ΔH－TΔS<0，而低温条件下ΔG＝ΔH－TΔS>0，则该反应中温度是决定反应进行方向的因素。(3)该反应的ΔS>0、ΔH>0，则高温时ΔG＝ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 (4)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG＝ΔH－TΔS<0，ΔH>0，则ΔS>0。 4.(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.9 kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由 。 (2)(将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为： ①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＞0 ②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)　ΔH2＜0 ③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)　ΔH3 已知体系自由能变ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是 ；相同温度下，反应②比反应①的ΔG小，主要原因是 。 【答案】(1)任何温度下都能自发，是因为ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔG＝ΔH－TΔS<0 (2)1 000 ℃　ΔH2＜ΔH1导致反应②的ΔG小 【详解】(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2的反应为Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.9 kJ·mol－1，由于该反应ΔH＜0、ΔS＞0，因此该反应在任何温度下都能自发进行。 (2)ΔG<0时，反应能自发进行，故反应①自发进行的最低温度为1 000 ℃。由于ΔG＝ΔH－TΔS，反应②的ΔH2<0，而反应①的ΔH1>0，ΔH2<ΔH1，ΔS1>ΔS2，因此相同温度下，反应②比反应①的ΔG小的主要原因为ΔH2<ΔH1。 5.已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据： 反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ/mol，ΔS(298 K)＝＋80.674 J/(mol·K) 反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ/mol，ΔS(298 K)＝＋220.211 J/(mol·K) 已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题： (1)反应①在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 (2)反应①能否自发进行是由 (填“焓变”或“熵变”决定的)。 (3)制取炭黑的允许温度范围： 。 (4)为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是 (填标号)。 A.905.2 K B.927 K C.1 273 K D.2 000 K 【答案】(1)高温　(2)熵变　(3)927.8～1 709.4 K　(4)C 【详解】(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在高温下才会有ΔH－TΔS<0，所以反应①在高温下能自发进行。 (2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定。 (3)天然气裂解为炭黑时，ΔH－TΔS＝74.848 kJ/mol－80.674×10－3 kJ/(mol·K)×T<0，得T>927.8 K，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。天然气裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝376.426 kJ/mol－220.211×10－3 kJ/(mol·K)×T<0，得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度需控制在927.8～1 709.4 K之间。 检测新情境下对知识的迁移应用、综合思维能力。 作业展示与评估 1.展示要求：以图片形式展示学生所完成的典型作业，图片内容清晰，布局均衡、排版合理。 2.教师评估：鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价，例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对学生作业的评价维度和角度，实现教师对学情的精准把握，为进一步完善教学设计进行创新性探索。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$