2.1 化学反应的方向（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1（鲁科版2019，单选）

化学反应的方向、限度与速率 第2章 第1节 化学反应的方向 学习目标 重点难点 1.了解熵变的概念及化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变的关系。 2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。 3.能根据定量关系式ΔH－TΔS判断化学反应进行的方向。 重点 综合判断化学反应的方向 难点 化学反应方向的判断 目 录 01 02 新知探究(一)——化学反应的方向 新知探究(二)——化学反应方向的判断 03 课时跟踪检测 01 新知探究(一)——化学反应的方向 (一)反应焓变与反应方向 1．反应焓变与反应方向的关系 2．结论 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 (二)反应熵变与反应方向 1．熵 概念 描述体系的无序程度，其符号为S 意义 熵值越大，体系的无序程度越大 影响因素 ①纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。 ②同一种物质，S(g)>S(l)>S(s)，同一条件下，不同物质的熵不同。 ③固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散以及气体的扩散过程，都是体系无序程度增大的过程，即熵______的过程 增加 2．熵变 概念 反应产物总熵与反应物总熵之差，符号为ΔS 正负判断论据 气体体积增大的反应，ΔS___0 气体体积减小的反应，ΔS___0 熵变与 反应方向 熵_____有利于反应的自发进行 有些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行 结论 熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素 ＞ ＜ 增加 [微思考]　冬季马路上的冰雪融化直至消失的过程中，水的状态由“固体→液体→气体”该过程中焓和熵如何变化？ 提示：该过程是能量增加和熵增加的过程。 (三)用焓变与熵变综合判断反应方向 1．综合判据文字表述 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS___0的方向进行，直至达到平衡状态。 < 2．判断依据 < = > 3．ΔH－TΔS判据的局限性 (1)只能用于判断等温、等压条件下的反应，不能用于判断其他条件(如等温、等容)下的反应。 (2)只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应正向自发进行的趋势，即反应发生的可能性，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这是因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。 [微点拨]　在利用ΔH－TΔS作为判据判断反应方向时，给出ΔH的单位通常为kJ·mol－1，ΔS的单位通常是J·mol－1·K－1，进行计算时应将二者的单位统一。 [题点多维训练] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)吸热反应都是不能自发的反应。( ) (2)自发进行的反应其反应速率一定很大。( ) (3)熵增加的反应在常温、常压下一定能自发进行，而熵减小的反应一定不能自发进行。( ) × × × (4)同种物质不同状态时熵值不同，气态时最大。( ) (5)一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。( ) √ √ 2．ΔH－TΔS作为判断化学反应自发性的判据，它的适用条件是(　 ) A．温度、压强一定 B．压强一定 C．温度、体积一定 D．体系中物质的状态一定 解析：ΔH－TΔS只能用于在温度、压强一定的条件下的化学反应自发性的判断。 √ √ 3．关于如图所示反应的下列说法中，正确的是(　 ) A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 解析：由图像可知，该反应为气体体积减小的放热反应，即ΔH＜0，ΔS＜0 。 4．某实验小组同学在研究反应热时向锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体，在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上，再向其中加入约40 g Ba(OH)2·8H2O，如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。 回答下列问题： (1)拿起木块时发现锥形瓶粘在木块上，证明该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。 (2)写出该反应的化学方程式：_____________________ ______________________________________________________________________________________________________________________，该反应中有________生成，可证明ΔS________(填“>”或“<”)0。 (3)下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是________(填字母)。 A．NH4NO3溶于水 B．CaCO3的分解反应 C．NaOH溶于水 D．甲烷的燃烧 解析：(3)该实验中反应方程式的特点为ΔH＞0，ΔS＞0，因此A、B符合，C、D项中反应的ΔH＜0。 答案：(1)＞　(2)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　气体　＞　(3)AB 02 新知探究(二)——化学反应方向的判断 导学设计　 墨是我国传统“文房四宝”之一，与笔、纸、砚齐名。 一锭佳墨应具有质坚如玉、色泽黑润、落纸如漆、 历久不褪并香味浓郁等特点。 墨按原料可分为油烟墨、松烟墨和炭黑墨三类，其中炭黑可以由烷烃分解制备，已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应： ①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)， ②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。 某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到了如下热力学数据： 反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol－1·K－1 反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·mol－1·K－1已知焓变和熵变随温度变化很小。 1．判断反应②高温自发还是低温自发？ 2．通过计算判断反应①在常温下能否自发进行？ 提示：反应①在常温下时，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×298 K≈50.807 kJ·mol－1＞0，所以该反应在常温下不能自发进行。 3．制取炭黑的允许温度范围是多少？ 提示：裂解为炭黑和H2时，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×T＜0，得T＞927.8 K，即自发裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝＋376.426 kJ·mol－1－220.211×10－3 kJ·mol－1·K－1×T＜0，解得T＞1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度须控制为927.8 K＜T＜1 709.4 K。 [系统融通知能] 1．放热和熵增加都对ΔH－TΔS＜0有所贡献，因此放热的熵增加反应一定正向能自发进行，吸热的熵减小反应一定正向不能自发进行。 2．当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。 (1)一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。 (2)一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。 3．如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。温度与反应方向的关系。 (1)一般结论 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下均正向自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下均非正向自发进行 ＋ ＋ 低温为正，高温为负 低温时非正向自发，高温时正向自发 － － 低温为负，高温为正 低温时正向自发，高温时非正向自发 (2)象限表示方法 [题点多维训练] 题点(一)　反应方向的判断 1．某化学反应其ΔH＝－125 kJ·mol－1，ΔS＝－8 J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可正向自发进行(　 ) A．仅在低温下正向自发进行 B．仅在高温下正向自发进行 C．在任何温度下都不能正向自发进行 D．在任何温度下都能正向自发进行 √ 解析：ΔH＝－125 kJ·mol－1＜0，ΔS＝－8 J·mol－1·K－1＜0，因此ΔH－TΔS的值由温度决定，当在低温条件下，ΔH－TΔS＜0，该反应可正向自发进行，在高温条件下ΔH－TΔS＞0，该反应不可正向自发进行。 2．下列说法正确的是(　 ) 选项 变化 ΔS ΔH 方向性 A H2O(l)===H2O(g) ＜0 ＞0 非自发 B 2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq) ＞0 ＜0 不自发 C 2NO2(g) N2O4(g) ＜0 ＜0 能自发 D NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g) ＜0 ＞0 非自发 √ 解析：A．该变化为气体物质的量增多的过程，ΔS＞0，可自发进行，故错误； B.ΔH＜0，ΔS＞0，任意温度下都可以满足ΔH－TΔS＜0，反应一定自发进行，故错误； C.ΔH＜0，ΔS＜0，则当温度降低到一定值可以满足ΔH－TΔS＜0，即低温下可以自发进行，故正确； D.该反应为气体分子数增多的反应，ΔS＞0，故ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH－TΔS＜0，即高温下可以自发进行，故错误。 题点(二)　反应焓变或熵变的推断 3．反应CH3OH(g)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在高温下才能自发向右进行，则该反应的ΔH、ΔS应为(　 ) A．ΔH＞0、ΔS＜0 B．ΔH＜0、ΔS＜0 C．ΔH＞0、ΔS＞0 D．ΔH＜0、ΔS＞0 √ 解析：反应CH3OH(g)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在高温下才能自发向右进行，则满足ΔH－TΔS＜0。ΔH＞0、ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行，故A错误； ΔH＜0、ΔS＜0，要保证ΔH－TΔS＜0，则T为低温，故B错误； ΔH＞0、ΔS＞0，要保证ΔH－TΔS＜0，则T为高温，故C正确； ΔH＜0、ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0一定成立，反应在任何温度下一定能够自发进行，故D错误。 4．关于反应3O2(g)===2O3(g)，反应过程中能量的变化如图所示，下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是(　 ) A．ΔH＜0　ΔS＜0 B．ΔH＞0　ΔS＜0 C．ΔH＜0　ΔS＞0 D．ΔH＞0　ΔS＞0 √ 解析：该反应的反应物总能量比反应产物总能量低，为吸热反应，ΔH＞0，该反应是熵减小的反应，ΔS＜0，选B。 题点(三)　反应方向进行温度的计算 5．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋160.4 J·(mol·K)－1，则： (1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。 (3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________________。 答案：(1)不能　(2)能　(3)1 111.6 K 03 课时跟踪检测 1．自发进行的反应一定是(　 ) A．吸热反应 B．放热反应 C．熵增加反应 D．ΔH－TΔS＜0 解析：ΔH－TΔS＜0的反应为自发进行的反应。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 2．下列生活中的自发过程能用熵判据解释的是(　 ) A．自然界中水由高处往低处流 B．低于0 ℃时水变成冰 C．墨水滴到水中会扩散到整个水体 D．铁器暴露在潮湿的空气中会生锈并放出热量 解析：熵变在某种意义上可以理解为体系混乱程度的变化，体系中微粒排列越规则，熵越小，越混乱，熵越大。C项中墨水在水中扩散开是熵增加的过程。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 3．以下自发反应可用焓判据来解释的是(　 ) A．硝酸铵自发溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 解析：焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A过程是吸热过程，反应B、C为吸热反应，显然不能单用焓判据来解释。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 4．下列说法正确的是(　 ) A．放热反应的焓变小于零，熵变大于零 B．放热及熵增加的反应，一定能自发进行 C．放热反应的焓变大于零，熵变小于零 D．放热及熵减小的反应，一定能自发进行 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：放热反应的焓变小于0，熵变不一定大于0，A项和C项错误； 放热及熵增加的反应，ΔH－TΔS<0，一定能自发进行，B项正确； 放热及熵减小的反应，ΔH－TΔS不一定小于零，不一定能自发反应，D项错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 5．在25 ℃、1.01×105 Pa下，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1能自发进行的合理解释是(　 ) A．该反应是分解反应 B．该反应的熵增效应大于焓变效应 C．该反应是熵减反应 D．该反应是放热反应 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：该反应是吸热反应，但不能只用焓变来判断反应进行的方向。该反应是熵增反应，且能够自发进行，说明该反应的熵增效应大于焓变效应，B项正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 6．图Ⅰ所示 A、B两容器中分别充满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分布在两个容器中。这是一个不伴随着能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 A．此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程，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．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程是自发可逆的 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：两种互不作用的理想气体等压混合，是一个不伴随着能量变化的过程，是一个熵增加的过程，即ΔH＝0，ΔS＞0，故ΔH－TΔS＜0，所以在任何温度下都是自发的过程，逆过程则不是自发的过程，故D项错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 7．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是(　 ) A．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 B．该反应中熵变、焓变皆大于0 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：该反应是吸热反应，ΔH＞0，ΔS＞0，由ΔH－TΔS＜0知，当高温下反应可以自发进行，故A错误，B正确； 碳酸盐分解反应中熵增加，ΔS＞0，反应是吸热反应，ΔH＞0，当ΔH－TΔS＜0时，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误； 能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是ΔH－TΔS＜0，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 8．(2024·济宁一中阶段练习)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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：A项，该反应能自发进行，则ΔH－TΔS<0，即ΔH<TΔS，而ΔS<0，则ΔH<0，错误； B项，该反应可自发进行，则ΔH－TΔS<0，即ΔH<TΔS，又知T>0、ΔS<0，则ΔH<0，正确； C项，该反应室温下不能自发进行，则ΔH－TΔS>0，即ΔH>TΔS，又知T>0、ΔS>0，则ΔH>0，错误； D项，该反应不能自发进行，则ΔH－TΔS>0，即ΔH>TΔS，又知T>0、ΔS>0，则ΔH>0，错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 10．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－1ΔH2＝－78.3 kJ·mol－1 B．ΔH1＝－178.32 kJ·mol－1ΔH2＝＋78.3 kJ·mol－1 C．ΔH1＝－178.32 kJ·mol－1ΔH2＝－78.3 kJ·mol－1 D．ΔH1＝＋178.32 kJ·mol－1ΔH2＝＋78.3 kJ·mol－1 √ 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。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 11．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列正确的是(　 ) A．ΔH>0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS>0 C．ΔH>0，ΔH－TΔS>0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：该反应在一定温度下能够自发向右进行，这说明ΔH－TΔS一定是小于0，根据方程式可知该反应的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，则该反应在任何温度下都能自发进行，而该反应在一定温度下才能自发向右进行，因此该反应的反应热ΔH＞0，故选A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 12．有A、B、C、D四个反应： (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________； 反应 A B C D ΔH/ (kJ·mol－1) ＋10.5 ＋1.80 －126 －11.7 ΔS/(J·mol－1·K－1) 30.0 －113.0 84.0 －105.0 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 (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________。 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，具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。C在任何温度下均自发进行，B在任何温度下均不能自发进行。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 对于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 ℃；对于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 ℃。 答案：(1)C　(2)B　(3)77　A　(4)－161.6　D 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 13．(2024·山东实验中学月考)回答下列问题。 (1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据：___________________________________________________ _________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 (3)25 ℃和1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g) ===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ· mol－1能自发进行的原因是__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。 (4)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，化学方程式为C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝133.7 J·mol－1·K－1。 该反应在低温下能否自发进行？____________(填“能”或“不能”)。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 解析：(1)该反应ΔH>0、ΔS<0，根据ΔH－TΔS>0，故不能实现该反应。 (2)a、b、c、d的ΔH>0，b、c、d反应的ΔS>0，ΔH－TΔS<0时，反应才能自发进行，所以在高温下才能自发进行。a项ΔS<0，ΔH－TΔS>0，所以在高温时该反应不能自发进行。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 答案：(1)该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，任何温度下均不能自发进行　(2)a　(3)该反应是熵增反应，且高温下熵变ΔS对反应的方向起决定作用　(4)不能 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 高阶思维训练 14．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： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：因反应Ⅰ的ΔH1>0，ΔS>0，根据综合判据ΔH－TΔS<0可知，该反应在高温下能自发进行，故A正确； 要使反应Ⅱ自发进行，则综合判据ΔH－TΔS<0，已知ΔH2<0，由反应方程式可知该反应的熵变化不大，反应的自发性主要决定于焓变，所以该反应在低温下可自发进行，故B正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 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； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 15．(2024·杭州高二检测)氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛应用。1 mol O2随温度升高时的熵(S)的变化示意图如图，下列说法不正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 A．由图可知，1 mol O2(g)的熵值不是定值 B．物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关 C．熵值由94 J·K－1·mol－1→170 J·K－1·mol－1的过程：O2由液态转化为气态 D．相同温度和压强下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 √ 解析：由图可知，1 mol O2(g)的熵值随着温度的升高而增大，即其熵值不是定值，故A正确； 其他条件相同时，混合物的熵值大于纯净物；当物质的组成和物质的量相同时，熵值：气态＞液态＞固态；当物质的组成、物质的量和状态相同时，温度越高，熵值越大，即物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关，故B正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 图像中出现的熵值由59 J·K－1·mol－1→67 J·K－1·mol－1、94 J·K－1·mol－1 →170 J·K－1·mol－1的两个突变，是氧气状态的改变导致的，其中熵值由59 J·K－1·mol－1→67 J·K－1·mol－1是氧气由固态变为液态，94 J·K－1·mol－1 →170 J·K－1·mol－1是氧气由液态变为气态，故C正确； 在同温同压下，物质的熵值的大小和其物质的量成正比，而由于三者的物质的量大小关系未知，故其熵值大小无法比较，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 提示：ΔH－TΔS＜0时反应才能自发进行，由于反应②的ΔH＞0、ΔS＞0，所以该反应自发进行所需要的温度条件为T＞＝≈1 709.4 K。所以反应②在高温下才能自发进行。  解析：(1)ΔH－TΔS＝＋178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·(mol·K)－1≈＋130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。 (2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。 (3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>≈1 111.6 K。 9．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　 ) A．N2H4(l)＋N2O4(l)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－546.45 kJ·mol－1 B．Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s) 　 ΔH＝－64.4 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1 D．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163 kJ·mol－1 解析：当ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行。N2H4(l)＋N2O4(l)===N2(g)＋2H2O(l)是熵增加且放热的反应，在任何温度下都能自发进行，A项正确； Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s)是熵减小且放热的反应，在低温下可自发进行，B项错误； CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)是熵增加且吸热的反应，在高温下可自发进行，C项错误； 2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)是熵减小且吸热的反应，在任何温度下都不能自发进行，D项错误。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是______(填字母)。 a．CO(g)===C(s)＋O2(g) b．2N2O5(g) ===4NO2(g)＋O2(g) c．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) d．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g) (3)该反应能自发进行，说明ΔH－TΔS＜0，而该反应的ΔH＞0，ΔS>0。 (4)根据ΔH－TΔS<0为自发反应知，现ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝133.7 J·mol－1·K－1＝0.133 7 kJ·mol－1·K－1，解得在T>≈982.0 K时该反应能自发进行，由此可知该反应在低温下不能自发进行。 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) 下列有关说法不正确的是(　 ) A．反应Ⅰ在较高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 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。 $$