第二章 第三节 化学反应的方向-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（人教版 单选）

第三节　化学反应的方向 　 第二章　化学反应速率与化学平衡 1.知道化学反应是有方向的，通过宏观事实推理，建构化学反应的 方向与反应的焓变和熵变的关系的认知模型。　 2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 学习目标 任务一　自发过程和自发反应 1 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务二　化学反应进行方向的判据 2 任务一　自发过程和自发反应 返回 新知构建 1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程。 (2)特征：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______________。 (3)举例：高山流水，自由落体，冰雪融化，电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动，钢铁生锈。 方向性 不能自发进行 2.自发反应 (1)含义：在温度和压强一定的条件下______________就能自发进行的反应称为自发反应。 (2)特点 ①体系趋向于从______状态转变为______状态(体系______热量)。 ②在密闭条件下，体系从_______转变为_______的倾向性(无序体系更加稳定)。 (3)举例：钢铁生锈，Zn与CuSO4溶液反应生成Cu。 无需借助外力 高能 低能 释放 有序 无序 交流研讨 已知：①2H2＋O22H2O；②2H2O2H2↑＋O2↑。①是自发反应，②是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考： (1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？ 提示：有些自发反应也需要一定条件引发反应，一旦引发后即可自发 进行。 (2)非自发反应一定不能发生吗？ 提示：非自发反应在一定条件下能发生。 应用评价 1.判断正误 (1)在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程。 提示：正确。 (2)室温下冰变成水，属于自发过程。 提示：正确。 (3)自发过程不需要任何条件就能发生。 提示：错误，有些自发过程是需要条件的，如燃烧。 (4)能自发进行的反应，反应速率一定很大。 提示：错误，反应是否自发与反应速率没有任何关系。 2.下列过程属于非自发过程的是 A.水由高处向低处流 B.室温下水结成冰 C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.加热铁棒一端，热量传向另一端 √ 水由高处向低处流势能减小，自发进行，A不符合题意；水结成冰必须在某一温度(0 ℃)以下才能自发进行，室温下不能自发进行，B符合题意；气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程，C不符合题意；加热铁棒一端，热量传向另一端是自发过程，D不符合题意。 1.自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。 2.某些自发反应需要在一定条件才能自发进行，非自发反应具备一定条件也能发生。 3.一般地，如果一个过程是自发的，其逆过程在相同条件下就是非自发的。 题后总结 返回 任务二　化学反应进行方向的判据 返回 新知构建 一、化学反应方向与焓变的关系 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______来判断反应进行的方向，这就是________。 2.焓变与化学反应进行方向的关系 (1)大多数放热反应是可以自发进行的。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。 3.结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 降低 自发 焓变 焓判据 二、化学反应方向与熵变的关系 1.熵、熵变的概念 (1)熵：衡量体系_________的物理量，符号为__，单位为____________。 (2)熵变：生成物与反应物熵值之____，符号为____。 混乱程度 S J·mol－1·K－1 差 ΔS 2.熵值大小 (1)同一条件下，不同的物质熵值______。 (2)体系的熵值：体系的__________越大，体系的熵值就______。 (3)同一物质的熵值：S(g)____S(l)____S(s)，同一物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 (4)物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越____，熵值越____。 (5)对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 不同 混乱程度 越大 ＞ ＞ 大 大 3.熵变与反应的方向 (1)反应熵变的计算式： ΔS＝S(生成物)－S(反应物) 变化过程 熵变 反应类型 体增反应 ΔS____0 熵____反应 体减反应 ΔS____0 熵____反应 盐的溶解 ΔS____0 熵____反应 电离过程 ΔS____0 熵____反应 ＞ 增 ＜ 减 ＞ ＞ 增 增 (2)熵判据：体系有自发地向混乱度______(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用______来判断反应进行的方向。 (3)有些熵减的反应也能自发进行，如铝热反应，故只用熵变来判断反应方向也不全面，只有孤立体系或绝热体系，才能用熵变来判断反应方向。 增加 熵变 三、化学反应方向与自由能 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＝______________。ΔG不仅与____________有关，还与______有关。 3.反应方向与自由能的关系：化学反应总是向着____________的方向进行，直到体系达到______。 (1)当ΔG＜0时，反应____________； (2)当ΔG＝0时，反应______________； (3)当ΔG＞0时，反应______________。 ΔH－TΔS 焓变和熵变 温度 自由能减小 平衡 能自发进行 处于平衡状态 不能自发进行 交流研讨 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ· mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)根据焓判据分析298 K下该反应是否能自发进行？熵判据呢？ 提示：根据焓判据可知该反应能自发进行，但是根据熵判据可知该反应不能自发进行。 (2)我们如何判断反应的方向？ 提示：焓判据和熵判据均有局限性，判断化学反应的方向时，需要同时考虑焓判据和熵判据。所以，判断一个反应是否能自发进行，应用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS来分析。 应用评价 1.判断正误 (1)O2转变为O3时，熵减小。 提示：正确。 (2)同种物质气态时熵值最大。 提示：正确。 (3)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)是熵减(ΔS＜0)的反应，因此不能自发进行。 提示：错误；应用ΔG＝ΔH－TΔS＜0来判断反应是否能自发进行。 (4)汽车的尾气处理装置中都使用了催化剂。其他条件不变，使用催化剂能改变化学反应的方向。 提示：错误；使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但是不能改变反应进行的方向。 (5)NH4HCO3(s)＋HCl(aq)NH4Cl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝＋31.4 kJ/mol，该反应的ΔH＞0，反应不能自发进行。 提示：错误；焓变不是唯一判据，该反应能自发进行。 2.(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：________________________________________________________。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反应能够自发进行，则反应的ΔH____(填“＞”“＜”或“＝”)0。理由是__________________________________ ___________________________________。 不能实现，因为该反应的ΔH＞0，ΔS＜0，反应不可能自发进行 ＜ 该反应的ΔS＜0，若该反应能自发进行， 根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，可知ΔH＜0 返回 随堂演练 返回 能使焓减小的过程不一定能自发进行，如在高温下的熵减反应，不能自发进行，故A错误；化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，故B错误；当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行，故C正确；ΔH＞0，ΔS＞0，反应能否自发进行取决于反应的温度，较高温度有利于反应自发进行，故D错误。 1.下列有关化学反应方向的描述中正确的是 A.任何能使焓减小的过程都能自发进行 B.自发反应一定是熵增加，非自发反应一定是熵不变或减少 C.ΔH＜0，ΔS＞0，在通常状况下均可自发进行 D.ΔH＞0，ΔS＞0，较低温度有利于反应自发进行 √ 2.研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A.ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 B.在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应方向 C.冰在室温下自动熔化成水是一个熵增的过程 D.一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＜0、ΔS＞0 √ ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任意温度下都能自发进行，故A错误；在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，不能改变产生尾气的反应方向，故B错误；相同物质的量的同种物质熵值：液体＞固体，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，故C正确；一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的气体体积增大，反应条件是电解，Mg在氯气中燃烧为放热反应，则该反应ΔH＞0、ΔS＞0，故D错误；答案选C。 3.下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是 A.放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B.放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的 C.碳酸钙分解反应在室温下不能自发进行，但在较高温度下可能自发 进行 D.4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ· mol－1　ΔS＝－280.1 J·mol－1·K－1在常温常压下能自发进行 √ 反应自发进行的判断依据是ΔH－TΔS＜0，放热的自发过程中ΔH＜0，ΔS可能小于0也可能大于0，所以放热的自发过程可能是熵减小的过程；吸热的自发过程中ΔH＞0、ΔH－TΔS＜0，则ΔS必须大于0，所以吸热的自发过程一定为熵增加的过程，A正确。当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应自发，仅ΔH＜0或ΔS＞0无法确 保ΔG＜0，即不一定自发，B错误。碳酸钙分解的方程式为CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，其中ΔH＞0，ΔS＞0，高温时才能满足反应自发进行的条件ΔH－TΔS＜0，所以碳酸钙的分解在室温下不能自发进行，但在较高温度(1 200 K)下能自发进行，C正确。常温下T＝298 K，则－444.3 kJ·mol－1－298 K×(－280.1 ×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－360.830 2 kJ/mol＜0，即ΔH－TΔS＜0，所以该反应在常温常压能自发进行，D正确。 ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG ＜0可自发进行，ΔG＝ΔH－TΔS＝－90.645 kJ· mol－1－T×(－221.381×10－3 kJ·mol－1·K－1)＜0，T＜409.45 K。 4.生物质合成气可用于合成燃料甲醇。已知： CO(g)＋2H2(g) ⥫⥬CH3OH(g)　 ΔH＝－90.645 kJ·mol－1。 已知该反应的ΔS＝－221.381 J·mol－1·K－1，该反应的焓变和熵变随温度变化很小，可视为常数，则此反应自发进行的温度范围是______________ (保留两位小数)。 T＜409.45 K 返回 课时测评 返回 √ 题点一　自发过程和自发反应 1.下列关于自发反应的叙述正确的是 A.自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的 B.铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 C.自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程 D.自发反应与外界条件无关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 钠与水在常温下能够自发的进行反应，A错误；氢气和氧气反应虽然需要点燃或加热，但反应一旦发生，就能自发地进行下去，B错误；水分解变成氢气和氧气需要持续不断的通电，所以水分解变成氢气和氧气是非自发的反应，C正确；氨气与氯化氢相遇变成氯化铵，在常温条件下能够自发进行，D错误；故选C。 2.下列属于非自发反应的是 A.钠与水反应 B.氢气在氧气中燃烧生成水 C.水分解变成氢气和氧气 D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 自发反应是指在一定温度和压强下，不需要外界帮助即可自发进行的化学反应，故A错误；非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，如碳酸钙受热分解的反应是熵增的吸热反应，属于在高温下进行的自发过程，故B错误；使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，故C错误；碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应是熵增的反应，由常温下该反应不能自发进行可知，反应ΔH－TΔS＞0，则该反应的焓变ΔH＞0，故D正确。 3.下列说法正确的是 A.自发反应是指不需要条件就能发生的反应 B.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 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.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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 题点二　焓变和熵变与反应进行方向的判断 4.下列对化学反应预测正确的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)X(g)＋Y(s) ΔH＞0 它是非自发反应 B W(s)＋xG(g)2Q(g) ΔH＜0，自发反应 x可能等于1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 反应中气体分子数增大，则ΔS＞0，又因ΔH＞0，则反应高温时自发，A错误；反应ΔH＜0，且能自发进行，则可能ΔS＞0、ΔS＝0或ΔS＜0，反应中气体分子数可能增大、不变或减小，B正确；反应中气体分子数增大，ΔS＞0，反应能自发，则ΔH＞0、ΔH＝0或ΔH＜0都有可能，C错误；反应中气体分子数减小，ΔS＜0，常温自发，则必有ΔH＜0，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 5.下列说法正确的是 A.在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行 B.NH4HCO3(s)NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ· mol－1，能自发进行的原因是ΔS＞0 C.焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据 D.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ΔH－TΔS＜0的反应可自发进行，则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行，故A错误；ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1，能自发进行的原因是ΔS＞0，可满足ΔH－TΔS＜0，故B正确；焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据，不够准确，故C错误；使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 6.以下判断正确的是 A.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.5 kJ·mol－1，该反应低温才能自发 B.通常化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行，所以ΔS＞0时反应必能自发 C.常温下，反应A(s)＋B(g)2X(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D.化学反应的速率越大，表明反应的活化能越小，故反应进行的程度就越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.5 kJ·mol－1，该反应ΔS＞0，ΔH＞0，根据吉布斯自由能判断该反应高温才能自发，A错误；通常化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行，但一个反应能否自发进行还要结合ΔH判断，所以ΔS＞0时反应未必能自发，B错误；常温下，反应A(s)＋B(g)2X(g)不能自发进行，因其熵变ΔS＞0根据ΔH－TΔS＞0，则ΔH＞0，C正确；化学反应的速率越大，表明反应的活化分子浓度越大，活化能决定活化分子能量大小，与反应进行的程度无关，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 题点三　自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 7.已知反应2CO(g)2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，下列正确的是 A.低温下能自发进行 B.高温下能自发进行 C.任何温度下都不能自发进行 D.任何温度下都能自发进行 根据吉布斯自由能ΔG＝ΔH－TΔS可判断反应能否自发进行，当ΔG＜0时，反应能自发进行。反应2CO(g)2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，因为T＞0，则ΔG＝ΔH－TΔS一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，C项符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 8.闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　ΔH＝＋180.50 kJ·mol－1，ΔS＝247.3 J·mol－1·K－1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是 A.在1 000 ℃时，此反应能自发进行 B.在1 000 ℃时，此反应不能自发进行 C.该反应能自发进行的最低温度约为730 ℃ D.该反应能自发进行的最高温度约为730 K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ΔH＝＋180.50 kJ·mol－1，ΔS＝247.3 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS＝0时，T＝≈730 K，即温度高于730 K(457 ℃)时，ΔH－TΔS＜0，反应能够自发进行，故A正确、B错误；根据A选项分析该反应能自发进行的最低温度约为457 ℃，故C错误；该反应能自发进行的最低温度约为730 K，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态，因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH－TΔS＝－2 180.9 J/mol－273 K×[－6.61 J/(mol·K)]＝－376.37 J/mol ＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡，A正确。 9.灰锡结构松散，不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0 ℃、100 kPa 环境下存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用呢？(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS＜0时能自发反应) A.会变 B.不会变 C.不能确定 D.升高温度才会变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 10.可用焓变和熵变来判断化学反应进行的方向，下列都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反应后熵增的是 A.2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ B.3Fe＋2O2Fe3O4 C.(NH4)2CO3NH4HCO3＋NH3↑ D.NaOH＋HClNaCl＋H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑为放热反应，A不符合题意；3Fe＋2O2Fe3O4为放热反应，B不符合题意；(NH4)2CO3NH4HCO3＋NH3↑为吸热反应，反应后熵增加，C符合题意；NaOH＋HClNaCl＋H2O为放热反应，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 11.下列内容与结论相对应的是 选项 内容 结论 A N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g) 该过程的ΔH＜0，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 2Mg(s)＋CO2(g)C(s)＋2MgO(s)能自发进行 则该反应的ΔH＞0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)为熵减反应，即ΔS＜0，A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不符合题意；反应2Mg(s)＋CO2(g) ⥫⥬C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则ΔH－TΔS＜0，因ΔS＜0，则ΔH＜0，D不符合题意；答案选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12.(15分)化学反应方向的综合判据是判断反应能否自发进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化。 (1)根据表中数据可知：反应①在___________下(填“高温”“低温”或“任何温度”)正向能自发进行。 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g) －98 57.2 ②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g) 393.5 －2.86 ③HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) －176 －285 任何温度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由表中数据可知，反应①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＜0，ΔS＞0，在任何温度下都有ΔH－TΔS＜0，所以反应①在任何温度下都能正向自发进行。 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g) －98 57.2 ②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g) 393.5 －2.86 ③HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) －176 －285 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？___(填“是”或“否”)。阐述判断的理由_______ ________________________________________________________。 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g) －98 57.2 ②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g) 393.5 －2.86 ③HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) －176 －285 否 该反应 为吸热、熵减的化学反应，在任何温度下都不能正向自发进行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由表中数据可知，反应②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，在任何温度下都有ΔH－TΔS＞0，所以在任何温度下都不能正向自发进行。 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g) －98 57.2 ②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g) 393.5 －2.86 ③HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) －176 －285 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围_____________ __________________________________________________________________________________________________________________(写出过程)。 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ①2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g) －98 57.2 ②CO2(g)C(s，石墨)＋O2(g) 393.5 －2.86 ③HCl(g)＋NH3(g)NH4Cl(s) －176 －285 ΔH－TΔS＜0， 则－176 kJ·mol－1＋0.285 kJ·mol－1·K－1×T＜0，解得T＜617.5 K≈ 344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能正向自发进行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13.(12分)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： ①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝80.674 J·mol－1·K－1 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。请帮助这位同学考虑如下问题： (1)判断反应②是高温自发还是低温自发：____(填“高温”或“低温”)。 高温 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，由题给数据可知，反应②自发进行时反应温度T＞≈1 709.4 K，则该反应在高温下才能自发进行； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行：_____________。 不能自发进行 由题给数据可知，常温下时，反应①ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×295 K≈50.807 kJ·mol－1＞0，则该反应常温下不能自发进行； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)计算制取炭黑的允许温度范围：__________________。 927.8～1 709.4 K ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，由题给数据可知，反应①自发进行时温度T＞≈927.8 K，反应②自发进行时反应温度T＞≈1 709.4 K，则利用甲烷制取炭黑温度须控制在927.8～1 709.4 K范围内； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (4)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是_____(填字母)。 A.905.2 K B.927 K C.1 273 K D.2 000 K C 利用甲烷制取炭黑温度须控制在927.8～1 709.4 K范围内，则为了提高甲烷的碳化程度，最合适的温度为1 273 K。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 谢 谢 观 看 第三节　化学反应的方向 返回 $