第04讲 化学反应的方向（暑假预习讲义）新高二化学沪科版

第04讲 化学反应的方向 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学反应的方向 一、化学反应的方向 1. 自然界中发生的变化会有一定的方向性。 （1）特点：①高能状态→ 状态（对外做功或释放热量）；②有序→ （无序体系更加稳定）。 （2）实例：高山流水，自由落体，冰雪融化。 2．化学反应也具有方向性。 （1）自发反应：在给定的条件下，能“自己”进行的化学反应。如： 。 （2）特点：具有___ __，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。 （3）说明：自发反应不是在任何条件下都自发，而是“在给定的条件下”的自发，如：碳酸钙的分解反应在高温下是自发的，H2和O2的反应在点燃条件下自发的。 3. 化学反应的方向与焓变 (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 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)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数 反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以 进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 4. 化学反应的方向与熵变 (1)熵 ①定义：衡量一个体系 的物理量，其符号为 。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就 。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系 的变化，记为ΔS。 ②计算式：ΔS＝ 。 ③熵的比较 a.同种物质的 S(g) S(l) S(s)；同类物质的摩尔质量越大，熵越 ，如甲烷的熵小于乙烷。 b.对于有气体参加的反应，若反应后气体分子数增加，该反应的 ΔS 0；若反应后气体分子数减少，该反应的ΔS 0；若反应前后气体分子数不变，该反应的 ΔS 变化很小。 (3)熵判据 体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 事实上有些熵减的反应在一定条件下也可以自发进行。例如： 4Fe(OH)2 (s) + 2H2 O(l) + O2 (g)=4Fe(OH)3 (s) ΔS = —278 J·K—1 ·mol—1; Fe2O3 (s) + 2Al(s)=2Fe(s) + Al2O3 (s) ΔS = —38 J·K—1·mol—1 结论：熵变是反应能否自发进行的又一个因素，但与焓变一样，它也不能作为化学反应方向的独立判据。 知识点二 焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．化学反应方向的判据 在温度、压强一定的条件下，对于除了体积功以外不做其他功的化学反应，把焓变、熵变以能量的形式组合在一起，以ΔH－TΔS为判据。 ΔH－TΔS<0　 ； ΔH－TΔS＝0　 ； ΔH－TΔS>0　 。 2．对“ΔH－TΔS”的讨论： （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。 【归纳总结】 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，ΔH、ΔS与反应方向的关系如图所示。 教材习题01（P30） 1. 研究反应过程自发性的目的是（　　）。 （A） 判断一定条件下反应的方向 （B） 确定反应是否一定发生 （C） 判断反应过程发生的速率 （D） 判断反应过程的热效应 解题方法 判定一个化学反应在指定条件下能否发生或在什么条件下可能发生，这就是化学反应的方向问题。如果能从理论上找到一个化学反应发生方向的判据，人们就可以更科学地设计化学反应路线，避免盲目实验所造成的浪费，这对科学研究和生产实践都具有十分重要的意义。 【答案】 教材习题04（P31） 4. 关于化学反应自发进行方向的影响因素，下列判断正确的是（　　）。 （A） 所有反应的焓变对反应自发进行的方向都起决定性作用 （B） 所有反应的熵变对反应自发进行的方向都起决定性作用 （C） 焓变和熵变同是判断反应自发进行方向的两个主要因素 （D） 根据焓变或熵变都能独立地判断反应是否自发进行 解题方法 焓变大于0或小于0，都有反应能自发进行；而熵增或熵减，都有反应能自发进行，所以，单独从焓变或者熵变均不能作为判断反应进行方向的依据。 【答案】 考点一 化学反应的方向 1．化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰 2．下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 3．下列说法正确的是 A．ΔH>0的反应一定不能自发进行 B．2mol (g)的混乱度和1mol (g)的混乱度相同 C．化学反应室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 4．下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 考点二 焓变与熵变对反应方向的共同影响 5．汽车尾气处理系统中发生的反应为，对该反应的判断正确的是 A．   B．   C．   D．   6．下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 它一定是非自发反应 B 能自发反应 一定小于0 C ，能自发反应 a可能等于1或3 D 常温下，能自发反应 A．A B．B C．C D．D 7．下列说法不正确的是 A．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在高温时才能自发进行，说明该反应熵变ΔS＞0 B．常温下，若反应A(s)+B(g)C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)  ΔH＞0，高温能自发进行 8．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个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：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是 A． B． C． D． 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.知道化学反应是有方向的，认识研究化学反应方向的理论价值和现实意义。 2.知道化学反应自发进行的方向和反应的焓变和熵变有关，能运用相关的模型决定特定条件下化学反应方向的判断问题。 3.在探究化学反应方向的过程中，体会到事物发展变化常常受到多种因素的制约，形成全面分析问题的意识。 【学习重难点】 焓变与熵变对反应方向的共同影响 1、 单选题 1．下列属于非自发过程的是 A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 2．下列说法正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程 C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0 D．吸热反应一定不能自发进行 3．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 4．下列叙述错误的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，但改变条件可以自发进行 5．下列说法正确的是 A．、 的反应在温度低时不能自发进行 B．已知 ，则含 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于 C．已知 ，则 D．反应 在高温时能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 6．反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 7．在一定温度下，利用催化剂将分解为和。已知该反应的ΔH=+90.8kJ/mol，ΔS=198.9J·mol-1·K-1，哪个温度下反应能自发进行 A．30℃ B．90℃ C．140℃ D．200℃ 8．下列反应在任何温度下一定不能自发进行的是 A． B． C． D． 9．现有两个热化学方程式： ①(l)+H2(g)(l) ②(l)+2H2(g)(l) 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： 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 10．下列对反应  ，自发性判断正确的是 选项 已知条件 判断结果 A 任何温度下都能自发进行 B 任何温度下都不能自发进行 C 较高温度下能自发进行 D 较低温度下能自发进行 A．A B．B C．C D．D 11．下列关于焓判据和熵判据的说法中，正确的是 A．吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B．的反应均是自发进行的反应 C．碳酸钙分解为吸热反应，该反应在任何温度下都不能自发进行 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵减的过程 12．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A 室温下不能自发进行 该反应的 B ，低温下自发反应 x可以等于3 C 常温下能自发反应 该反应一定有 D ，能自发反应 该反应的 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 13．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题： 已知：①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1=-99.0kJ•mol-1 ②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2 ③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)    ΔH3=+41.0kJ•mol-1 (1)反应①熵变ΔS 0，该反应自发进行的条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。 (2)CH3OH的燃烧热为726kJ•mol-1，计算16g甲醇燃烧放出的热量为 kJ。 (3)反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l)的ΔH ΔH3(填“>”“<”“=”)。 (4)根据盖斯定律计算反应②的ΔH2= kJ•mol-1，上述①②③反应中符合如图能量变化的是 (填序号)。 14．某一化学反应　，一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。 请回答下列问题： (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应 自发进行；若改为其他不变，该反应 自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。 (4)反应物键能之和数值 生成物键能之和(填“>”“<”或“=”) (5)该反应 氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”) 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 化学反应的方向 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学反应的方向 一、化学反应的方向 1. 自然界中发生的变化会有一定的方向性。 （1）特点：①高能状态→低能状态（对外做功或释放热量）；②有序→无序（无序体系更加稳定）。 （2）实例：高山流水，自由落体，冰雪融化。 2．化学反应也具有方向性。 （1）自发反应：在给定的条件下，能“自己”进行的化学反应。如：钢铁生锈，氢气燃烧。 （2）特点：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。 （3）说明：自发反应不是在任何条件下都自发，而是“在给定的条件下”的自发，如：碳酸钙的分解反应在高温下是自发的，H2和O2的反应在点燃条件下自发的。 3. 化学反应的方向与焓变 (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)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 4. 化学反应的方向与熵变 (1)熵 ①定义：衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系熵值的变化，记为ΔS。 ②计算式：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。 ③熵的比较 a.同种物质的 S(g)>S(l)>S(s)；同类物质的摩尔质量越大，熵越大，如甲烷的熵小于乙烷。 b.对于有气体参加的反应，若反应后气体分子数增加，该反应的 ΔS>0；若反应后气体分子数减少，该反应的ΔS<0；若反应前后气体分子数不变，该反应的 ΔS 变化很小。 (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。 事实上有些熵减的反应在一定条件下也可以自发进行。例如： 4Fe(OH)2 (s) + 2H2 O(l) + O2 (g)=4Fe(OH)3 (s) ΔS = —278 J·K—1 ·mol—1; Fe2O3 (s) + 2Al(s)=2Fe(s) + Al2O3 (s) ΔS = —38 J·K—1·mol—1 结论：熵变是反应能否自发进行的又一个因素，但与焓变一样，它也不能作为化学反应方向的独立判据。 知识点二 焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．化学反应方向的判据 在温度、压强一定的条件下，对于除了体积功以外不做其他功的化学反应，把焓变、熵变以能量的形式组合在一起，以ΔH－TΔS为判据。 ΔH－TΔS<0　反应正向能自发进行； ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0　反应正向不能自发进行。 2．对“ΔH－TΔS”的讨论： （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，　温度　对反应的方向起决定性作用。 ①当ΔH<0，ΔS<0时，　低温　　　下反应能自发进行； ②当ΔH>0，ΔS>0时，　高温　　　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，焓变对反应方向起决定性作用。 ②常温下的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。 【归纳总结】 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，ΔH、ΔS与反应方向的关系如图所示。 教材习题01（P30） 1. 研究反应过程自发性的目的是（　　）。 （A） 判断一定条件下反应的方向 （B） 确定反应是否一定发生 （C） 判断反应过程发生的速率 （D） 判断反应过程的热效应 解题方法 判定一个化学反应在指定条件下能否发生或在什么条件下可能发生，这就是化学反应的方向问题。如果能从理论上找到一个化学反应发生方向的判据，人们就可以更科学地设计化学反应路线，避免盲目实验所造成的浪费，这对科学研究和生产实践都具有十分重要的意义。 【答案】A 教材习题04（P31） 4. 关于化学反应自发进行方向的影响因素，下列判断正确的是（　　）。 （A） 所有反应的焓变对反应自发进行的方向都起决定性作用 （B） 所有反应的熵变对反应自发进行的方向都起决定性作用 （C） 焓变和熵变同是判断反应自发进行方向的两个主要因素 （D） 根据焓变或熵变都能独立地判断反应是否自发进行 解题方法 焓变大于0或小于0，都有反应能自发进行；而熵增或熵减，都有反应能自发进行，所以，单独从焓变或者熵变均不能作为判断反应进行方向的依据。 【答案】C 考点一 化学反应的方向 1．化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰 【答案】D 【解析】A．墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A不符合题意； B．水的凝固点为0℃，水在常温下是液体，水在0℃以下结为冰，是自发进行的物理变化，B不符合题意； C．水从高处往低处流，是能量降低的过程，是自发进行的变化，C不符合题意； D．石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程不是自发进行的，D符合题意； 故选D。 2．下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 【答案】C 【解析】A．在室温下分解产生氨气等气体，体系中气体分子数增多，混乱度增大，即熵增大，根据熵增原理，该反应能自发进行，A选项正确； B．反应是气体分子数减少的反应，即熵减反应（），根据自发反应的判断公式（反应自发进行），要使，在（该反应为放热反应）的情况下，低温时较小，更有利于，即低温更有利于反应自发进行，B选项正确； C．钠和水在常温下能自发反应，该反应是放热反应，但自发反应与反应是放热还是吸热没有必然的因果关系，有些吸热反应在一定条件下也能自发进行，不能仅根据反应能自发进行就判定一定是放热反应 ，C选项错误； D．对于反应，该反应是气体分子数增多的反应，熵增（），低温下不能自发进行，即低温时，因为，T为低温，所以只有时才满足条件，D选项正确； 综上所述，正确答案是Ｃ。 3．下列说法正确的是 A．ΔH>0的反应一定不能自发进行 B．2mol (g)的混乱度和1mol (g)的混乱度相同 C．化学反应室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 【答案】D 【解析】A．的反应能自发进行，故ΔH>0的熵增反应可能能自发进行，A错误； B．2mol (g)的物质的量大于1mol (g)，则2mol (g)的混乱度大于1mol (g)的混乱度，B错误； C．化学反应为熵增反应，室温下不能自发进行，说明该反应为吸热反应，ΔH>0，C错误；   D．熵代表混乱度，液体混乱度＞固体混乱度，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，D正确； 故选D。 4．下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【答案】A 【解析】A．同一物质气态时的熵值最大，液态时的次之，固态时的最小，A正确； B．固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误； C．能够自发进行的反应不一定是熵增加的过程，要考虑焓变，C错误； D．能够自发进行的反应可能是吸热反应，如，在高温下，可自发进行，D错误； 故选A。 考点二 焓变与熵变对反应方向的共同影响 5．汽车尾气处理系统中发生的反应为，对该反应的判断正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】A 【解析】反应为，根据反应前后气体的物质的量变化可知，，反应能自发进行，，则必须为放热反应，。 故答案选A。 6．下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 它一定是非自发反应 B 能自发反应 一定小于0 C ，能自发反应 a可能等于1或3 D 常温下，能自发反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．为气体系数增大的反应，，，所以在高温条件下能自发进行，A错误。 B．为气体系数增大的反应，，所以当时，一定满足，反应一定能够自发进行，当时，高温下，成立，也可以自发进行，B错误。 C．时，若a=1，则，任意温度自发进行；若a=3，则，低温自发进行，C正确； D．为气体系数减小的反应，，若，则，一定不能自发进行，D错误。 故选C。 7．下列说法不正确的是 A．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在高温时才能自发进行，说明该反应熵变ΔS＞0 B．常温下，若反应A(s)+B(g)C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)  ΔH＞0，高温能自发进行 【答案】C 【解析】A．化学反应自发进行说明∆G=∆H−T∆S<0，高温时该反应能自发进行，说明高温时∆G<0，则∆S>0，A项正确； B．反应不能自发进行，说明：∆H−T∆S>0，该反应是一个气体体积增大的反应，所以∆S>0，要使∆H−T∆S>0，则∆H一定大于0，B项正确； C．反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的∆S＜0，常温下该反应能自发进行，则∆G=∆H−T∆S＜0，该反应∆H＜0，C项错误； D．该反应ΔH＞0，∆S>0，∆H−T∆S<0时反应才可以自发进行，故需高温条件，该反应才可自发进行，D项正确。 答案选C。 8．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个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：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应；正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即，，故选C。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.知道化学反应是有方向的，认识研究化学反应方向的理论价值和现实意义。 2.知道化学反应自发进行的方向和反应的焓变和熵变有关，能运用相关的模型决定特定条件下化学反应方向的判断问题。 3.在探究化学反应方向的过程中，体会到事物发展变化常常受到多种因素的制约，形成全面分析问题的意识。 【学习重难点】 焓变与熵变对反应方向的共同影响 1、 单选题 1．下列属于非自发过程的是 A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 【答案】D 【解析】A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选； B．蔗糖在水中溶解常温下可自发进行，故B不选； C．常温下天然气燃烧生成二氧化碳和水，反应放热ΔH＜0，△S＜0，ΔH-T△S＜0，属于自发进行的过程，故C不选； D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应，故D选； 答案选D。 2．下列说法正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程 C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0 D．吸热反应一定不能自发进行 【答案】B 【解析】A．自发进行的化学反应是指在给定条件下，不需要外力作用就能自动进行的反应，但不一定是熵增反应，A不正确； B．蔗糖在水中溶解时，温度变化不大，但熵值增大，则是一个自发过程，B正确； C．NaHCO3固体受热分解，生成Na2CO3固体、CO2气体和水蒸气，则该过程：△S＞0，C不正确； D．熵值增大的吸热反应，在高温下也能自发进行，D不正确； 故选B。 3．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值，A正确； B．CO2和O2物质的量相同，且均为气态，CO2含有的原子总数多，CO2的摩尔质量大，所以熵值，B错误； C．等量的同物质，熵值关系为：S(g)>S(l)>S(s)，所以熵值，C错误； D．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，D错误； 故选A。 4．下列叙述错误的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，但改变条件可以自发进行 【答案】C 【解析】A．根据△G=ΔH-TΔS＜0可以自发进行，自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断，故A正确； B．反应是NaCl的电解，属于吸热反应，则ΔH＞0，反应后气体分子数增多，是熵增加的过程，则ΔS＞0，故B正确； C．催化剂改变反应速率，不改变反应进行的程度和方向，故C错误； D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件能自发进行，如降温可发生，故D正确； 答案选C。 5．下列说法正确的是 A．、 的反应在温度低时不能自发进行 B．已知 ，则含 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于 C．已知 ，则 D．反应 在高温时能自发进行，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】D 【解析】A．△H-T△S<0反应能自发进行，△H＜0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行，A错误； B．醋酸为弱酸，电离过程中会吸收热量，则含即0.5molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于28.65kJ，B错误； C．等质量的碳完全燃烧放出的热量要高于不完全燃烧放出的热量，放热越多，△H越小，则，C错误； D．该反应>0，焓判据不利于反应自发进行，但反应高温下仍能发生，是因为△S>0，即体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，D正确； 故选D。 6．反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【答案】B 【解析】当时，反应能自发进行，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，则在高温下反应能自发进行，故选B。 7．在一定温度下，利用催化剂将分解为和。已知该反应的ΔH=+90.8kJ/mol，ΔS=198.9J·mol-1·K-1，哪个温度下反应能自发进行 A．30℃ B．90℃ C．140℃ D．200℃ 【答案】D 【解析】若反应自发进行，则需， ，即温度应高于，故答案为：D。 8．下列反应在任何温度下一定不能自发进行的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG＜0，可自发进行； 【解析】A．该反应的ΔH＜0，ΔS＞0，该反应在任何温度下都能自发进行，A错误； B．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温时能自发进行，B错误； C．该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温时能自发进行，C错误； D．该反应的ΔH＞0，ΔS＜0，该反应在任何温度下都不能自发进行，D正确； 故选D。 9．现有两个热化学方程式： ①(l)+H2(g)(l) ②(l)+2H2(g)(l) 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： 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 【解析】A．反应①②均为熵减反应，即，A错误； B．反应①的，则，任何温度下该反应都不能自发进行，B正确； C．反应①的，吸热不利于反应自发进行，C错误； D．反应②的，熵减不利于反应自发进行，D错误； 故选B。 10．下列对反应  ，自发性判断正确的是 选项 已知条件 判断结果 A 任何温度下都能自发进行 B 任何温度下都不能自发进行 C 较高温度下能自发进行 D 较低温度下能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．若a=1，该反应气体体积增大，则熵增加，∆H<0即焓减，由∆H-T∆S<0，可知熵增、焓减的反应在任何温度下均能自发进行，A项正确； B．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项错误； C．若a=3，该反应前后气体体积减小，则熵减小，对于熵减、焓增反应，任何温度下均不能自发进行，C项错误； D．若a=1，该反应气体体积增大，则熵增加，对于熵增、焓增反应，在较高温度下能自发进行，D项错误； 故选A。 11．下列关于焓判据和熵判据的说法中，正确的是 A．吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B．的反应均是自发进行的反应 C．碳酸钙分解为吸热反应，该反应在任何温度下都不能自发进行 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵减的过程 【答案】A 【解析】A．由的过程能自发进行可知，吸热的自发过程一定为熵增加的过程，A正确； B．熵减的放热反应在高温条件下反应，不能自发进行，B错误； C．碳酸钙分解为吸热反应，且为熵增的反应，该反应在高温下能自发进行，C错误； D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，D错误； 故选A。 12．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A 室温下不能自发进行 该反应的 B ，低温下自发反应 x可以等于3 C 常温下能自发反应 该反应一定有 D ，能自发反应 该反应的 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】反应能自发进行； 【解析】A．反应能自发进行；反应的，且室温下不能自发进行，则该反应的，A错误； B．若x等于3，该反应为熵减的放热反应，低温下，能自发进行，B正确； C．反应的，常温下能自发反应，不能确定是放热反应还是吸热反应，C错误； D．反应的，且能自发反应，则该反应的，D错误； 故选B。 二、填空题 13．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题： 已知：①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1=-99.0kJ•mol-1 ②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2 ③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)    ΔH3=+41.0kJ•mol-1 (1)反应①熵变ΔS 0，该反应自发进行的条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。 (2)CH3OH的燃烧热为726kJ•mol-1，计算16g甲醇燃烧放出的热量为 kJ。 (3)反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l)的ΔH ΔH3(填“>”“<”“=”)。 (4)根据盖斯定律计算反应②的ΔH2= kJ•mol-1，上述①②③反应中符合如图能量变化的是 (填序号)。 【答案】(1) < 低温 (2)363 (3)< (4) -99.0 ③ 【解析】（1） 反应①为气体分子数减小的反应，熵变ΔS小于0，该反应为熵减的放热反应，自发进行的条件是低温； （2） 燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；CH3OH的燃烧热为726kJ•mol-1，16g甲醇的物质的量0.5mol，燃烧放出的热量0.5mol×726kJ•mol-1=363kJ。 （3） 反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l)，水蒸气变为液体水要放出热量，放热反应焓变小于零，故使得焓变变小，故ΔH<ΔH3 （4） 根据盖斯定律可知，①+③得②，故反应②的ΔH2=-99.0kJ•mol-1+41.0kJ•mol-1=-58kJ•mol-1；图示中生成物能量大于反应物能量，为吸热反应，故上述①②③反应中符合如图能量变化的是③。 14．某一化学反应　，一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。 请回答下列问题： (1)Q 0(填“>”“<”或“=”)。 (2)熵变 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)该反应 自发进行；若改为其他不变，该反应 自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。 (4)反应物键能之和数值 生成物键能之和(填“>”“<”或“=”) (5)该反应 氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”) 【答案】(1)< (2)> (3) 能 可能 (4)< (5)可能是 【分析】通过比较反应物总能量和生成物总能量的大小可以看出反应是吸热反应还是放热反应，图中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量。 【解析】（1）根据反应过程的能量变化可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，所以Q<0. （2）根据方程式可以看出反应后气体总分子数大于反应前气体总分子数，是熵增加的反应，所以熵变大于0。 （3）由于该反应，，所以，反应能自发进行；若改为其他不变，，当温度低时可以使，所以该反应可能自发进行。 （4）由图可知，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量，所以反应物键能之和数值小于生成物键能之和。 （5）该反应没有给出具体元素种类，无法进行明确判断，可能是氧化还原反应。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$