专题2 第二单元 第1课时 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同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦化学反应方向的判断这一核心知识点，从自发过程与自发反应的概念切入，结合生活实例（如花香扩散、食盐溶解）和实验探究（如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应），通过分析焓变、熵变单一判据的局限性，最终构建ΔH-TΔS复合判据的思维模型，形成“概念认知-单一判据分析-综合判据应用”的完整学习支架。 该资料亮点在于以真实情境和实验活动激发探究兴趣（科学探究与实践），通过对比讨论（如放热与吸热反应的自发性）引导学生进行证据推理（科学思维），帮助建立“物质变化遵循能量和熵变规律”的化学观念。课中辅助教师引导学生逐步深入理解，课后测评题层次分明，助力学生巩固知识、查漏补缺。

第二单元　化学反应的方向与限度 第1课时　化学反应的方向 [学习目标]　1.了解判断化学反应进行方向的判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 任务一　自发过程和自发反应 1.自发过程 (1)定义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自发进行的过程。例如高山流水、自由落体。 (2)生活中的自发过程 ①花香四溢； ②酒香扩散(酒香不怕巷子深)； ③食盐在水中溶解； ④石头在水中会自动沉底； ⑤墨汁在水中扩散等。 2.自发反应 (1)概念：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等。 (2)特点：具有方向性，即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。 [交流研讨1]　判断下列反应在室温下能否自动进行，如能自动进行，请写出相应的化学方程式。 ①水分解成氢气和氧气的反应：　　　　　　　。 ②氯气与溴化钾溶液的反应：　　　　　　　。 ③乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应：　　　　　　　　　　　　　。 ④氮气和氧气生成一氧化氮的反应：　　　　　　　　　　　　　。 提示：①不能自动进行　 ②Cl2＋2KBr2KCl＋Br2　 ③CH2CH2＋Br2CH2Br－CH2Br　 ④不能自动进行 [交流研讨2]　(1)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？ ②非自发反应一定不能发生吗？ (2)知道了某个反应是自发反应后，能否预测反应的快慢？ 提示：(1)①自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应开始后即可自发进行。 ②非自发反应在一定条件下也能发生。 (2)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与反应的快慢无关。 对自发反应中“一定条件”的理解 1.包括能加快化学反应速率的条件，如“搅拌、研磨”等。 2.包括反应开始时需要、开始后就不再需要的条件，如“点燃、光照、加热、高温”等。 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 答案：C 2.过程自发性的作用是(　　) A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 答案：A 学生用书⬇第56页 任务二　化学反应进行方向的判据 1.反应焓变与反应方向 (1)下列反应在一定条件下都能自发进行，可能的原因是均是放热反应，ΔH＜0。 ①C3H8(g)＋5O2(g)3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 217.5 kJ·mol－1 ②2Na(s)＋Cl2(g)2NaCl(s)　ΔH＝－822 kJ·mol－1 ③4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648.4 kJ·mol－1 ④H2(g)＋F2(g)2HF(g)　ΔH＝－546.6 kJ·mol－1 (2)实验探究自发反应的可能原因 ①实验操作：向干燥的锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体。在一小木板上洒少量水，将锥形瓶放在木板上。再向其中加入约40 g氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象。 ②实验现象：锥形瓶和木板因水结冰粘在了一起。 ③实验结论：该反应能自发进行，且为吸热反应。 (3)焓变与化学反应的方向 ①多数放热反应是自发进行的。如燃烧反应、中和反应等。 ②有少数吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＞0。 ③还有一些吸热反应在常温条件下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。如CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0。 因此，考查化学反应能否自发进行，不能直接用放热(ΔH＜0)或吸热(ΔH＞0)作为判断依据。 2.反应熵变与反应方向 (1)下列三个过程均吸热 ①硝酸铵的溶解：NH4NO3(s)N(aq)＋N(aq) ②碳酸钙的分解：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) ③氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应：2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l) 这些反应能自发进行的可能原因体系的混乱度增大。 (2)熵 ①熵是衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ③影响因素 a.同一物质：S(高温)＞S(低温)；S(g)＞S(l)＞S(s)。 b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 c.S(混合物)＞S(纯净物)。 (3)熵变 ①定义：反应前后体系熵值的变化，符号：ΔS。 ②熵增或熵减的判断 a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS＞0，是熵增大的过程。 b.气态物质物质的量增大的反应，通常ΔS＞0，是熵增大的反应。 c.气态物质物质的量减小的反应，通常ΔS＜0，是熵减小的反应。 (4)熵变与化学反应的方向 ①ΔS＞0，有利于反应自发进行，但有些ΔS＜0的反应也能自发进行。因此不能只根据ΔS＞0或ΔS＜0来判断化学反应能否自发进行。 ②与环境既没有物质交换又没有能量交换的孤立体系或绝热体系，自发过程总向着熵增加的方向进行。 学生用书⬇第57页 3.焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)分析下列几种变化的方向性 变化 能否自发 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) CO2(s)CO2(g) 能 ΔH＞0 ΔS＞0 2Mg(s)＋O2(g)2MgO(s) 能 ΔH＜0 ΔS＜0 K(s)＋H2O(l)K＋(aq)＋OH－(aq)＋H2(g) 能 ΔH＜0 ΔS＞0 Ag＋(aq)＋Cl－(aq)AgCl(s) 能 ΔH＜0 ΔS＜0 (2)仅利用ΔH或ΔS的数值，都不能判断某反应是否自发，必须综合考虑反应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的大小。 ①当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应一定能自发进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应一定不能自发进行。 ③当ΔH＞0、ΔS＞0或ΔH＜0、ΔS＜0时，反应是否能自发进行与反应的温度有关。 化学反应的自发性的判断依据 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH－TΔS的值 反应能否自发进行 ＜0 ＞0 ＜0 一定自发 ＞0 ＜0 ＞0 一定非自发 ＜0 ＜0 低温时＜0 低温自发 ＞0 ＞0 高温时＜0 高温自发 [交流研讨]　正误判断 (1)放热反应一定能自发进行 (×) (2)O2转化变为O3时，熵减小 (√) (3)熵增的反应一定能自发进行 (×) (4)合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0，高温有利于其自发进行 (×) (5)由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合所有的过程 (√) 1.分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系。 (1)H2(g)＋O2(g)H2O(l)，燃烧反应是　　　　(填“吸”或“放”，下同)热反应，ΔH　　　　(填“＞”或“＜”，下同)0，常温下能自发进行。 (2)Zn(s)＋CuSO4(aq)ZnSO4(aq)＋Cu(s)，该反应是　　　　热反应，ΔH　　　　0，常温下　　　(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 (3)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为　　　　热反应，常温下　　　　自发进行。 (4)2NaHCO3(s)Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)，该反应是　　　　热反应，ΔH　　　　0，　　　　自发进行。 答案：(1)放　＜　(2)放　＜　能　(3)吸　能 (4)吸　＞　能 2.(1)反应CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑的ΔS　　　　(填“＞”“＜”或“＝”，下同)0，常温下　　　　(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 (2)2KClO3(s)2KCl(s)＋3O2(g)，该反应的ΔS　　　　0，常温下　　　　自发进行。 (3)自发反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)4Fe(OH)3(s)的ΔS　　　　0。 (4)二氧化碳通入澄清石灰水中的反应Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)CaCO3(s)＋H2O(l)　　　　自发进行，其ΔS　　　　0。 答案：(1)＞　能　(2)＞　能　(3)＜　(4)能　＜ 3.已知在100 kPa、298.15 K时，石灰石发生分解反应：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，ΔH＝178.3 kJ·mol－1　ΔS＝160.4 J·mol－1·K－1，则 (1)该反应　　　　(填“能”或“不能”)正向自发进行。 (2)若温度能决定反应方向，则该反应正向自发进行的最低温度为　　　　　　　　。 答案：(1)不能　(2)1 111.6 K 解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1≈130.5 kJ·mol－1＞0，所以该反应不能正向自发进行。 (2)根据ΔH－TΔS＜0时，反应可正向自发进行，则有T＞≈1 111.6 K。 学生用书⬇第58页 1.下列判断正确的是(　　) A.一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH＜0 B.反应4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C.反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的ΔH＜0，ΔS＞0 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、B、D中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，根据ΔH－TΔS＜0可知，这三个反应均属于放热反应，故A项正确，B、D项错误；C中反应为熵减反应， ΔS＜0，C项错误。 2.下列对熵的理解错误的是(　　) A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D.25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应 答案：C 解析：C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，错误。 3.下列说法不正确的是(　　) A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B.某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C.碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气是因为外界给予了能量 D.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l)是一个熵减小的反应 答案：C 解析：Na与水的反应是固体与液体反应生成气体，为熵增的反应，ΔS＞0，在反应中钠会熔化成一个闪亮的小球在水面上四处游动，且发出嘶嘶的声音，此反应为放热反应，则ΔH＜0，故ΔH－TΔS＜0，该反应能自发进行，A项正确；B项，该反应是吸热反应，ΔH＞0，要能自发进行ΔH－TΔS＜0，该反应一定是熵增反应，B正确； 碳酸铵自发分解，是因为氨气的生成而使熵增大，C错误；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l)反应后气体分子数减小，所以是一个熵减小的反应，D正确。 4.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　　　　。 (3)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)高温　(3)＞ 解析：(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ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行。(2)ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，该反应的ΔH＞0、ΔS＞0，高温条件下能使ΔH－TΔS＜0。(3)已知某吸热反应能自发进行，即ΔH－TΔS＜0，ΔH＞0，则ΔS＞0。 课时测评15　化学反应的方向 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1－12题，每小题3分，共36分。 题点1　自发过程与自发反应 1.下列过程是非自发的是(　　) A.加热铁棒一端，热量传向另一端 B.使铁棒上的铁锈转化成单质铁 C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.煤气的燃烧 答案：B 解析：根据自发过程的定义来进行判断。热量从高温处传向低温处、金属的腐蚀、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧都是自发的，其逆向过程都是非自发的。 2.下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B.需加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C.同一反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 答案：C 解析：A项，有的自发反应需要加热才能进行，错误；B项，需要加热才能够进行的过程也可能是自发过程，错误；C项，同一反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能，正确；D项，非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，错误。 3.下列不属于自发进行的过程是(　　) 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.铜在潮湿的空气中生锈 答案：C 解析：A项，扩散现象，是熵增加的自发过程，不符合题意；B项，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，不符合题意；C项，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，符合题意；D项，铜在潮湿的空气中生锈是发生了自发的氧化还原反应，是自发进行的化学过程，不符合题意。 题点2　焓变、熵变与化学反应方向的判断 4.橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25 ℃、101 kPa时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态一致的是(　　) A.2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) B.2C(s)＋O2(g)2CO(g) C.NH4NO3的溶解 D.Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) 答案：A 解析：橡皮筋从收缩状态到拉伸过程中放热，混乱度减小，即熵减过程，且在25 ℃，101 kPa时不自发进行，据此分析。氢气在氧气中燃烧放热，且熵减，按ΔH－T·ΔS ＜0，说明该反应在低温下能够自发进行，但在25 ℃，101 kPa时不自发进行，故A正确；2C(s)＋O2(g)2CO(g)为熵增，故B错误；NH4NO3的溶解吸热，但混乱度增加，熵增，故C错误；该反应为吸热反应，且熵变大于0，在25 ℃，101 kPa时能自发进行，故D错误。 5.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 解析：焓判据是指ΔH＜0有利于反应自发进行，C项反应的ΔH＞0，按焓判据反应不能自发进行，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。 6.已知下列反应都能自发进行，其中不能用“熵判据”解释的是(　　) A.2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) B.2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)CaCl2(s)＋2H2O(l)＋2NH3(g) C.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) D.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 答案：A 解析：当ΔS＞0时，一般反应过程能够自发进行。A中的ΔS＜0，根据熵判据来看，应是不能自发进行的反应。 7.已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是(　　) A.2O3(g)3O2(g)　ΔH＜0 B.2CO(g)2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0 C.N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0 D.CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0 答案：B 解析：该反应的ΔH＜0，根据方程式可知ΔS＞0，则根据ΔH－T·ΔS可知，任何温度下都能满足ΔH－T·ΔS＜0，反应可自发进行，A不符合题意；该反应的ΔH＞0，根据方程式可知ΔS＜0，任何温度下都满足ΔH－T·ΔS＞0，反应不能自发进行，B符合题意；该反应的ΔH＜0，根据方程式可知ΔS＜0，则在较低温度下，可满足ΔH－T·ΔS＜0，反应可自发进行，C不符合题意；该反应的ΔH＞0，根据方程式可知ΔS＞0，所以在较高温度下，可满足ΔH－T·ΔS＜0，反应可自发进行，D不符合题意。 8.下列对化学反应预测正确的是(　　) 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)X(g)＋Y(s) ΔH＞0 它是非自发反应 B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0 C 4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D W(s)＋G(g)2Q(g) ΔH＜0 任何温度都自发进行 答案：D 解析：M(s)X(g)＋Y(s)，反应中气体的化学计量数增大，为熵增大的反应，ΔS＞0，ΔH＞0，根据ΔH－TΔS＜0，在高温条件下能自发进行，A错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，ΔS＜0，当ΔH＞0时，ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行，B错误；4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋6G(g)为气体的化学计量数增大的反应，ΔS＞0，所以当ΔH＜0时，一定满足ΔH－TΔS＜0，反应一定能够自发进行，当ΔH＞0时，高温条件下，ΔH－TΔS＜0成立，可以自发进行，C错误；W(s)＋G(g)2Q(g)为气体的化学计量数增大的反应，ΔS＞0，ΔH＜0，则一定满足ΔH－TΔS＜0，反应能够自发进行，D正确。 9.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.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 C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行 D.放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的 答案：D 解析：放热的自发过程可能熵减小，吸热的自发过程一定是熵增加的过程，A项正确；根据ΔH－TΔS＝－444.3 kJ·mol－1－298 K×(－280.1×10－3 kJ·mol－1·K－1)≈－360.83 kJ·mol－1＜0，此时焓变对反应的方向起决定性作用，常温常压下能自发进行，B项正确；碳酸钙分解反应的ΔH＞0且ΔS＞0，同样根据ΔH－TΔS＜0可知在高温下可自发进行，C项正确；焓减小或熵增的过程不一定都是自发进行的，D项错误。 10.工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化，关于该反应的下列说法中，正确的是(　　) A.高温下自发进行 B.任何温度都不自发进行 C.低温下自发进行 D.任何温度都能自发进行 答案：C 解析：由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，正反应为放热反应，正反应为气体化学计量数减小的反应，则为熵减的反应，即ΔH＜0，ΔS＜0，当T较小时，才能保证ΔH－T·ΔS＜0，即该反应在低温下自发进行。 11.已知反应：CH3OH(l)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，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 答案：A 解析：该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明ΔH－TΔS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是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的反应热ΔH＞0，故选A。 12.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常温(25 ℃)、100 kPa的室内，它会不会变成灰锡而不能再继续使用[已知：在25 ℃、100 kPa压力下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2.18 kJ·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1](　　) A.会变成灰锡 B.无法确定 C.只有继续降低温度才会变成灰锡 D.只有继续升高温度才会变成灰锡 答案：A 解析：ΔH－TΔS＝－2 180 J·mol－1－298 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－210.22 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 13.(10分)(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)CaSO3(s)的ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol－1，若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度低于　　　　。 (2)已知：H2O(l)⥫⥬H2O(g)的ΔH＝44.0 kJ·mol－1，ΔS＝＋118.8 J·mol－1·K－1。则水的沸点是　　　　。 (3)已知在298 K时，C(石墨，s)C(金刚石，s)　ΔH＝1.895 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝2.866 kJ·mol－1，又已知石墨的熵S石＝＋5.694 J·mol－1·K－1，则金刚石的熵S金＝　　　　　　　(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是　　　　。 答案：(1)2 127 K　(2)370.4 K　 (3)＋2.436 J·mol－1·K－1　金刚石 解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给的反应的ΔH＝－402.0 kJ·mol－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol－1，则有ΔS＝(－402.0 kJ·mol－1＋345.7 kJ·mol－1)/298 K≈－0.189 kJ·mol－1·K－1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS＜0，即－402.0 kJ·mol－1－T×(－0.189 kJ·mol－1·K－1)＜0，得T＜2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度低于2 127 K。(2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0，则T＝ΔH÷ΔS＝44.0×103 J·mol－1÷118.8 J·mol－1·K－1≈370.4 K。(3)石墨转化为金刚石的反应为C(石墨，s)C(金刚石，s)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金－S石)＝2.866 kJ·mol－1，即1.895 kJ·mol－1－298 K×(S金－5.694×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝2.866 kJ·mol－1，解得S金≈＋2.436×10－3 kJ·mol－1·K－1＝＋2.436 J·mol－1·K－1。混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过计算知S金＜S石，则金刚石比石墨更有序。 14.(14分)已知甲烷隔绝空气在不同温度下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。请帮助这位同学考虑如下问题： (1)反应①属于　　　　(填“高温”或“低温”)自发反应。 (2)判断反应①自发进行是由　　　　(填“焓变”或“熵变”)决定的。 (3)通过计算判断反应①在常温下能否自发进行。 　　　　　　　　　　　　　。 (4)求算制取炭黑的允许温度范围：　　　　　　　　　　　　　　　 。 (5)为了提高甲烷的炭化程度，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 答案：(1)高温　(2)熵变 (3)ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×298 K≈50.807 kJ·mol－1＞0，所以反应①在常温下不能自发进行　 (4)927.8～1 709.4 K　(5)C 解析：(1)由于用天然气制取炭黑的反应是一个吸热、熵增的反应，只有在高温下才会有ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行，所以反应①在高温时能自发进行； (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)ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×298 K≈50.807 kJ·mol－1＞0，所以反应①在常温下不能自发进行； (4)天然气裂解为炭黑时，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－1－220.211×10－3 kJ·mol－1·K－1×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。 学科网（北京）股份有限公司 $