第2章 第1节 化学反应的方向(配套课件PPT)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版)
2026-08-14
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
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| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1节 化学反应的方向 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市,广东省,福建省,河南省,宁夏回族自治区,陕西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 1008 KB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-14 |
| 作者 | 山东金榜苑文化传媒有限责任公司 |
| 品牌系列 | 步步高·学习笔记 |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59210433.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦化学反应方向,从自发反应实例导入,通过分析焓变(如钠与水反应放热)、熵变(如碳酸钙分解熵增)的单独作用,逐步建构ΔG=ΔH-TΔS综合判据,形成从具体到抽象的认知支架。
其亮点在于以科学思维为核心,通过“思考交流”中自发过程判断、焓熵变实例分析等活动,培养证据推理与模型建构能力,结合题组训练巩固化学观念。学生能深化反应规律理解,教师可依托结构化资源提升教学效率。
内容正文:
化学反应的方向
第1节
第
2
章
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。
核
心
素
养
发
展
目
标
课时对点练
内
容
索
引
一、自发反应 反应焓变与反应方向
二、反应熵变与反应方向
三、用焓变与熵变综合判断反应方向
< 一 >
自发反应 反应焓变与反应方向
1.自发反应
(1)含义:在给定的条件(通常指温度、压强)下,无需外界帮助,一经引发即能自动进行的反应,称为自发反应。例如钢铁生锈。
(2)非自发反应:不能自发进行,必须借助某种外力才能进行的反应。
2.反应焓变与反应方向
(1)观察下列四个自发反应
①钠与水反应:2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g) ΔH=-368 kJ·mol-1
②铁生锈:2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH=-824 kJ·mol-1
③氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
④2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)===2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) ΔH=+37.3 kJ·mol-1
分析上述自发反应,得出的结论:_________________________________
。
多数放热反应(ΔH<0)能自发进行,有些吸热反应(ΔH>0)也能自发进行
(2)CaCO3在室温下不能自发分解,但在高温下能自发分解,分解热化学方程式如下:
CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH(298 K)=+178.2 kJ·mol-1
ΔH(1 200 K)=+176.5 kJ·mol-1
由此可得出的结论: 。
不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行
多数放热反应是自发进行的,有些吸热反应也可以自发进行,只用放热或者吸热(ΔH)判断反应是否自发是不全面的。
归纳总结
将地下水抽至地面需要持续做功,电解熔融的氯化钠要在直流电作用下才能进行,均不属于自发过程。
1.下列过程中属于自发过程的是 (填序号)。
①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ④将地下水抽至地面 ⑤Mg在空气中燃烧 ⑥铝热反应 ⑦墨水在水中的扩散
⑧电解熔融的氯化钠
①②③⑤⑥⑦
思考交流
2.已知:①2H2+O2 2H2O;②2H2O 2H2↑+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 自发反应也需要一定条件引发反应,一旦反应后即可自发进行。
(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。
思考交流
3.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法理解正确的是
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
√
自发进行的反应不都是放热反应,B错误;
焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素,但不是唯一因素,C正确、D错误。
思考交流
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。
特别提醒
返回
< 二 >
反应熵变与反应方向
1.熵、熵变的概念
无序程度
S
ΔS
2.影响熵值大小的因素
(1)纯物质熵值的大小与物质的 、 、 以及 、
等因素有关。
(2)同一物质的熵值:S(g) S(l) S(s),在同一条件下,不同物质的熵不同。
(3)相同条件下的不同物质:分子结构越复杂,熵值越大。
种类
数量
聚集状态
温度
压强
>
>
3.熵变正负判断依据
(1)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,是熵增加的过程。
(2)气体体积增大的反应,通常ΔS>0,是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应,通常ΔS<0,是熵减小的反应。
4.反应熵变与化学反应方向
熵 有利于反应的自发进行,有些熵 的反应在一定条件下也能自发进行。不能只根据熵变来判断反应能否自发进行。
增加
减小
食盐溶于水是典型的熵增加过程;2C(s)+O2(g)===2CO(g),气体的物质的量增大,为熵增加的反应;气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程,为熵减小的过程;CaCO3(s)的分解产生了气体,为熵增加的反应。
1.下列对熵变的判断不正确的是
A.少量的食盐溶于水中:ΔS>0
B.碳和氧气反应生成CO(g):ΔS>0
C.气态水变成液态水:ΔS>0
D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):ΔS>0
√
思考交流
2.(1)反应CaCO3+2HCl===CaCl2+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的反应Ca(OH)2(aq)+CO2(g)===CaCO3(s)+
H2O(l) 自发进行,其ΔS 0。
>
能
>
能
<
能
<
返回
思考交流
< 三 >
用焓变与熵变综合判断反应方向
1.自发反应的方向与焓变和熵变有关,但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。要判断反应自发进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。
2.在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断,判据为ΔG=ΔH-TΔS(ΔG为反应的吉布斯自由能变)。
ΔG=ΔH-TΔS 0,反应正向能自发进行;
ΔG=ΔH-TΔS 0,反应达到平衡状态;
ΔG=ΔH-TΔS 0,反应正向不能自发进行。
提醒 ΔH-TΔS<0,只能说明反应有发生的可能性,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。
<
=
>
(1)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
(2)自由能变化ΔG<0的化学反应一定能迅速发生
(3)由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
(4)Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
(5)反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可正向自发进行,则该反应的ΔH<0
×
√
√
×
√
正误判断
1.查阅资料可知室温(298 K)下2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=
-746.8 kJ·mol-1、ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。试着分析该反应室温下能否自发进行?
提示 该反应室温时,ΔG=ΔH-TΔS≈-687.9 kJ·mol-1<0,能自发进行。
思考交流
(1)根据表中数据判断:在任何温度下都能正向自发进行的反应是 (填序号,下同),在任何温度下都不能正向自发进行的反应是 。
2.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,根据下表数据,思考并回答下列问题:
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
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) +178.2 +169.6
①
②
思考交流
(2)利用综合判据,计算反应③能正向自发进行的温度范围。
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
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) +178.2 +169.6
答案 ΔH-TΔS<0,则-176 kJ·mol-1+0.285 kJ·mol-1·K-1×T<0,T<617.5 K≈
344.5 ℃,即低于344.5 ℃时反应③能正向自发进行。
思考交流
(3)利用综合判据,计算CaCO3分解的温度条件。
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
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) +178.2 +169.6
答案 CaCO3分解的条件是ΔH-TΔS<0,代入数据,+178.2 kJ·mol-1-
0.169 6 kJ·mol-1·K-1×T<0,解得T>1 051 K≈778 ℃,即当温度高于778 ℃时,CaCO3开始分解。
思考交流
综合判断反应自发进行的四种类型
归纳总结
返回
类型 ΔH ΔS ΔG 反应的自发性
1 <0 >0 <0 一定能自发
2 >0 <0 >0 一定不能自发
3 <0 <0 正负决定于温度 低温能自发
4 >0 >0 高温能自发
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C C C C A D C
题号 9 10 11 12
答案 A B B C
对一对
答案
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14.
Ⅰ.(1)C
(2)无法判断是否能
Ⅱ.CD
13.
(1)小于 大于
(2)T<1 240 K
答案
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题组一 自发反应
1.下列关于自发过程的叙述正确的是
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.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
√
对点训练
答案
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在一定条件下,不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程,所以自发过程也需要特定的条件,A、B项错误;
可逆反应在不同的条件下,可以向不同方向自发进行,C项正确;
改变条件,可以使某些非自发过程转变为自发过程,D项错误。
答案
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2.下列反应属于非自发反应的是
A.铁与稀盐酸反应
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
√
答案
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焓变与反应的方向性有关,A项错误;
化学反应的焓变不能直接决定化学反应的方向,还要结合熵变等条件,B、D项错误。
题组二 反应焓变与反应方向
3.下列关于化学反应的焓变的叙述正确的是
A.化学反应的焓变与反应的方向性无关
B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C.焓变为正的反应都是吸热反应
D.焓变为正的反应都能自发进行
√
答案
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从焓变的角度分析,化学反应由高能状态向低能状态转化,有使体系能量降低的趋势,表现为放热反应较易进行。
4.下列自发反应可用焓判据来解释的是
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ·mol-1
√
答案
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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。
题组三 反应熵变与反应方向
5.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
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B项反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)有气体参与反应,但反应前后气体分子数没有变化,熵没有增加,错误;
C、D项反应中均有气体参与反应,反应后气体分子数减少,变化过程为熵减,错误。
6.下列变化过程为熵增的是
A.2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)
B.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
D.3O2(g)===2O3(g)
√
答案
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题组四 自由能与反应进行方向的判断
7.(2024·洛阳高二检测)下列说法正确的是
A.自发进行的反应不需要任何条件就可以发生反应
B.能够自发进行的反应一定是熵增的反应
C.ΔH<0的反应均是自发进行的反应
D.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行
√
答案
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由图可知C选项的反应在600 ℃时ΔG>0,不能自发进行。
8.(2024·日照高二检测)根据下图判断:600 ℃时,下列反应不能自发进行的是
A.C(s)+O2(g)===CO2(g)
B.2C(s)+O2(g)===2CO(g)
C.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)
D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+CO2(g)
√
答案
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选项 内容 原因或结论
A H2O(g)变成H2O(l) 该过程ΔS>0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0
C 一个反应的ΔH>0、ΔS<0 该反应不能自发进行
D H2(g)+F2(g) 2HF(g)的ΔH=-271 kJ·
mol-1、ΔS=+8 J·mol-1·K-1 该反应在任何温度下均可自发进行
9.下列内容与原因或结论不对应的是
√
答案
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H2O(g)变成H2O(l),体系混乱度减小,则ΔS<0,A错误;
常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程,硝酸铵溶解生成自由移动的离子,是熵增大的过程,ΔS>0,B正确;
一个反应的ΔH>0、ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所以该反应不能自发进行,C正确;
ΔH=-271 kJ·mol-1,ΔS=+8 J·mol-1·K-1,由ΔH-TΔS<0的反应可自发进行可知,该反应在任何温度下都能自发进行,D正确。
答案
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10.(2024·山东泰安一中月考)下列说法正确的是
A.常温下反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能正向自发进行,则该反应ΔH<0
B.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能正向自发进行,则该反应ΔH<0
C.2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),该反应低温下能正向自发
进行,则ΔH>0
D.反应SiO2(s)+3C(s)===SiC(s)+2CO(g)常温下不能自发进行,则该反应
的ΔH<0
√
答案
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答案
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14
ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。C(s)+CO2(g)===2CO(g)为熵增反应,常温下反应不能正向自发进行,则该反应ΔH>0,A错误;
反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)为熵减反应,能正向自发进行,则该反应ΔH<0,B正确;
反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)的ΔS<0且反应低温下能正向自发进行,则ΔH<0,C错误;
反应SiO2(s)+3C(s)===SiC(s)+2CO(g)为熵增反应,常温下不能自发进行,则该反应的ΔH>0,D错误。
11.(2025·河南信阳期中)橡皮筋在拉伸和收缩状态时的结构如图所示,在其拉伸过程中有放热现象,反之在收缩过程中吸热。25 ℃、101 kPa时,下列化学反应的焓变、熵变和自发性均与橡皮筋收缩过程变化一致的是
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+
2NH3↑+10H2O
C.2H2+O2 2H2O
D.CaCO3 CaO+CO2↑
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答案
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综合强化
橡皮筋收缩过程吸热,熵变大于0,且可以自发进行。钠与水反应放热,A项不符合题意;
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应吸热,熵变大于0,且能自发进行,B项符合题意;
氢气燃烧放热,C项不符合题意;
碳酸钙分解吸热,熵变大于0,常温下不能自发进行,D项不符合题意。
答案
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12.焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g)===2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g),反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是
A.反应②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的ΔS<0,ΔH<0
B.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点
C.L1对应反应①
D.当温度低于983 K时,过量焦炭的氧化产
物以反应②生成CO2为主
√
答案
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根据化学方程式可知,反应②的ΔS<0,则-TΔS>0,根据273 K时,ΔG=ΔH-TΔS<0,可知ΔH<0,A正确;
ΔG越小,说明反应能够发生的趋势越大,983 K时两反应的ΔG相等,之后两反应的ΔG大小关系发生变化,则反应主次趋势发生变化,B正确;
反应①的ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,ΔG和T成反比,所以斜率小于0,L2对应反应①,L1对应反应②,C错误;
当温度低于983 K时,L1的ΔG更小,所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主,D正确。
答案
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14
13.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。
小于
答案
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14
大于
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,T=980 K时,ΔH-TΔS=0,则当T<980 K时,ΔH-TΔS<0,T>980 K时,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 。
T<1 240 K
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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。
14.Ⅰ.地下水中的氮污染主要是由N引起的,人们对N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:2N+5H2 N2+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N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
C
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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N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。
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ΔH-TΔS=a-bT,由于无法判断a和bT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是否能自发进行。
(2)已知:2N+5H2 N2+2OH-+4H2O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。
无法判断是否能
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Ⅱ.治理汽车尾气排放的NO、CO的办法是在汽车排气管上安装催化转化器,使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-746.8 kJ·
mol-1,ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。下列说法错误的是 (填字母)。
A.该反应为熵减小的反应
B.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量
C.该反应在298 K、100 kPa下不能自发进行
D.其他条件不变时,加入催化剂,可以改变化学反应的方向
CD
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该反应的ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1<0,为熵减小的反应,A项正确;
该反应是放热反应,反应物的总能量高于反应产物的总能量,B项正确;
ΔH-TΔS=-746.8 kJ·mol-1-298 K×(-197.5×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-687.945 kJ·
mol-1<0,故298 K、100 kPa下该反应能自发进行,C项错误;
催化剂只能改变反应速率,不能改变反应方向,D项错误。
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