2.1 化学反应的方向（讲义）化学鲁科版选择性必修1

第二章 化学反应的方向、 限度与速率 第一节 化学反应的方向 第1课时 化学反应的方向 课标要点 1.认识自发过程与自发反应，理解化学反应具有方向性，明白自发不等于反应一定快速发生。 2.了解焓变、熵变两个影响因素，知道焓判据、熵判据各自存在局限性，不能单独用来判断反应方向。 3.认识化学反应方向由焓变和熵变共同决定，能够结合实例简单分析反应自发进行的趋势。 学习重难点 重点： 1.理解焓变、熵变对化学反应方向的影响，学会简单判断熵增、熵减过程。 2.认清单一判据的局限，知道要综合焓变与熵变共同分析反应的自发性。 难点： 1.理解熵、混乱度的抽象含义，区分自发反应与反应速率的不同概念。 2.初步建立复合判据思维，体会温度对反应自发性带来的影响。 知识点 反应焓变与反应方向 1．自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部力量就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 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 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH<0的反应。 (2)有些ΔH>0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 随学随练 1．对于化学反应的自发性，下列判断依据错误的是 A．焓变是决定反应自发性的唯一因素 B．自发反应的判断依据为 C．熵增且放热的反应一定能自发进行 D．焓变和熵变共同决定反应能否自发 【答案】A 【详解】A．化学反应自发性由焓变、熵变和反应温度共同决定，焓变不是唯一决定因素，A错误； B．等温等压条件下，反应自发进行的判据为，B正确； C．熵增反应，放热反应，代入判据可得任意温度下均小于0，反应一定能自发进行，C正确； D．焓变和熵变是决定反应自发性的核心内因，二者共同决定反应能否自发，D正确； 故选A。 2．下列关于自发过程的说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．的反应均是自发进行的反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的反应 D．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 【答案】D 【详解】A．能够自发进行的反应不一定是放热反应，部分吸热反应在高温下也可满足自发进行，A错误； B．的反应若伴随熵减，高温下可能，无法自发进行，B错误； C．能够自发进行的反应不一定是熵增的反应，熵减的放热反应在低温下可满足自发进行，C错误； D．冰在室温下融化成水，固态变为液态，体系混乱度增大，属于熵增过程，D正确； 故选 D。 知识点 反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系无序程度的一个物理量，符号为S，单位是J·mol－1·K－1。 (2)特点：体系无序程度越大，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)＞S(l)＞S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越大。 ③S(混合物)＞S(纯净物)。 2．反应熵变 （1）概念：反应产物的总熵与反应物的总熵之差。 （2）计算式：ΔS=S(反应产物）-S(反应物） （3）嫡增加反应：产生气体、气体物质的量增大的反应 3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系 自发进行的化学反应大多数是嫡增加的反应，也有些是嫡减小的反应。 (2)结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。 随学随练 1．下列说法完全正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．ΔS为正值的反应均能自发进行 C．物质的量增加的反应，ΔS为正值 D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)的过程ΔS>0 【答案】D 【详解】A．反应自发进行的判据为，熵减的放热反应在低温下也可自发进行，并非自发反应均为熵增反应，A错误； B．为正值时，若反应为吸热反应且足够大，低温下可能大于0，反应不能自发进行，B错误； C．熵衡量体系混乱度，熵变主要与物质状态有关，若反应中气体物质的量减少，即使总物质的量增加，也可能为负值，C错误； D．该反应中反应物为固体，生成物有气体，体系混乱度增大，因此，D正确； 故选D。 2．按下图装置进行实验。边搅拌边滴加浓硫酸，预期现象及其相应推理均正确的是 A．试管外壁变热，说明浓硫酸与蔗糖反应 B．品红溶液褪色，说明有产生，产生过程熵增 C．酸性溶液和紫色石蕊试液褪色，说明具有漂白性 D．溶液中有黄色沉淀生成，说明具有还原性 【答案】B 【详解】A．试管外壁变热包含浓硫酸溶解放热的热量，无法单独说明浓硫酸与蔗糖的反应，A错误； B．具有漂白性可使品红溶液褪色，说明有产生，生成的反应为固体碳与浓硫酸反应生成多种气体，体系混乱度增大，过程熵增，B正确； C．酸性溶液褪色是因为具有还原性，不能漂白酸碱指示剂，仅能使紫色石蕊试液变红色，但不会褪色，C错误； D．溶液中黄色沉淀为，中元素化合价从降低为，得电子，发生还原反应，为氧化剂，体现氧化性，D错误； 故选B。 知识点 用焓变与熵变综合判断反应方向 1．综合判断 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ΔH－TΔS。 (1)判断方法 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 特别提醒 自发只是趋势，不等于反应实际一定发生！自发和反应速率无关。比如氢气氧气常温自发化合，但放一起几乎看不到反应，因为速率太慢。 (2)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．用ΔG＝ΔH－TΔS判断反应自发进行的可能性（假设反应的焓变、熵变不随温度的改变而变化） 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ΔG的大小 能否正向自发进行 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) －78.03 ＋494.4 ΔG一定小 于0 任何温度下都能正 向自发进行　　　 CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ＋110.5 －89.4 ΔG一定 大于0 任何温度下都不能 正向自发进行　　 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=== 4Fe(OH)3(s) －444.3 －280.1 低温时 ΔG＜0 低温下能正向自发进行　　 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ＋178.2 ＋169.6 高温时 ΔG＜0 高温下能正向自发进行　　 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，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。 特别提醒 1、T是热力学温度（开尔文K），永远大于0，T>0，不能取负值！ 2、ΔH 单位kJ﹡mol-1；ΔS 单位J﹡mol-1﹡ K-1，做题计算一定要换算单位！1 kJ=1000 J。 随学随练 1．当一个化学反应中反应物的总能量为，生成物的总能量为，下列叙述正确的是 A．物理量的单位是kJ B．和同时影响着一个反应的自发性 C．若该化学反应的时，说明 D．一个化学反应中的是一个定值，与反应式中的系数无关 【答案】B 【详解】A．为焓变，单位是，不是，A错误； B．反应自发性由吉布斯自由能变判断，和共同影响反应的自发性，B正确； C．焓变，若，则，即，C错误； D．的数值与热化学方程式的化学计量数成正比，与反应式中的系数有关，D错误； 故选B。 2．邹志刚院士团队首次发现非水相中，氮还原过程中的多米诺效应。如图所示，一旦完成反应①，反应②③将自发完成。下列说法错误的是 A．多米诺过程中仅步骤①的 B．全过程都可以在水溶液中实现 C．步骤②中还原剂与氧化剂之比为6∶1 D．过程总反应方程式： 【答案】B 【详解】A．自发反应的，题干说明反应②③自发，故②③，仅反应①非自发，，A正确； B．Li是活泼金属，可与水反应生成和，且中间产物也会与水反应，题干明确该过程在非水相中实现，无法在水溶液中进行，B错误； C．步骤②的反应为，还原剂为（共6mol），氧化剂为（共1mol），二者物质的量之比为6:1，C正确； D．将三步反应加和，消去中间产物、、，可得总反应为，D正确； 故选B。 拓展 化学反应的方向的判断 1.自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 2.反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 活学活用 1．对反应  能自发进行的原因分析不正确的是 A．因为该反应符合离子反应发生的条件 B．因为盐酸的酸性强于碳酸 C．因为该反应的自由能变 D．因为该反应的熵变 【答案】C 【详解】A．该反应生成气体和弱电解质，符合离子反应发生的条件，故A正确； B．该反应属于强酸制弱酸的反应，盐酸酸性强于碳酸，反应可以发生，故B正确； C．恒温恒压下反应能自发进行的判断依据是，而非，故C错误； D．反应前无气体，反应后生成气体，体系混乱度增大，故，故D正确； 选C。 2．下列说法中，正确的是 A．的反应均是自发进行的反应 B．能够自发进行的反应一定是放热反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 【答案】D 【详解】A．反应自发进行的判据为，仅无法保证一定小于0，反应不一定自发，A错误； B．能够自发进行的反应满足，若，部分的吸热反应在高温下也可自发进行，不一定为放热反应，B错误； C．能够自发进行的反应满足，若，部分的熵减反应在低温下也可自发进行，不一定是熵增的过程，C错误； D．同种物质的熵值：液态大于固态，冰室温下熔化成液态水的过程混乱度增大，属于熵增的过程，D正确； 故选D。 题型 考查自发过程 ▌例1 以下关于反应方向判断正确的是 A．已知反应：在室温下不能自发进行，则一定有 B．已知反应：   在高温下不能自发进行，则x可以等于3 C．  ，该反应高温才能自发 D．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 【答案】B 【详解】A．该反应生成气体，，室温下不自发则，可推知，A错误； B．若，反应中气体计量数左4右2，，结合，可知在高温时正值足够大，导致，反应不能自发，B正确； C．该反应气体计量数减小，，结合，可知低温下即可自发，高温下反而不能自发，C错误； D．该反应气体计量数减小，，若反应能自发则需，可推知，D错误； 故选B。 解题贴士 1、看选项描述：区分自发性（趋势）和反应速率，看到 “自发就一定很快” 直接判错 2、判断ΔH正负（放热/吸热）、ΔS正负（熵增还是熵减，看气体分子数变化，气体增多一般熵增） 3、对照四种组合分析温度对自发性的影响 4、注意题干条件：是否等温等压，警惕偷换条件的选项 ▌对点练1-1 关于化学反应进行的方向，下列叙述正确的是 A．液态水凝结成冰的过程中，， B．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 C．自由能变化的化学反应一定能迅速进行 D．能自发进行的反应一定是熵增的过程 【答案】A 【详解】A．液态水凝结成冰的过程放出热量，因此；液态变为固态，体系混乱度减小，熵减小，因此，A正确； B．反应能否自发需要结合焓变、熵变、温度共同判断，多数放热反应可自发，但部分吸热反应也能自发，比如和的反应，B错误； C．仅说明反应在热力学上具备自发的可能性，和反应速率无关，无法判断反应能否迅速进行，C错误； D．根据时反应可自发，当、时，低温下反应也能自发，因此自发进行的反应不一定是熵增过程，D错误； 故选A。 ▌对点练1-2 反应，下列判断正确的是 A．该反应为放热反应，因此一定能够自发 B．该反应为一个熵增的反应，即 C．该反应在较低温度下可以自发进行 D．该反应在较高温度下可以自发进行 【答案】C 【详解】A．反应自发进行的判据为，该反应，仅无法判断反应一定自发，A错误； B．该反应反应物气体总物质的量为4 mol，生成物气体总物质的量为3 mol，气体分子数减少，属于熵减反应，即，B错误； C．该反应、，根据自发判据，较低温度下可满足，反应能自发进行，C正确； D．温度较高时，的正值较大，会导致，反应无法自发进行，D错误； 题型 焓变、熵变的判断 ▌例2 现有两个热化学方程式 (l)+H2(g)(l)     ① (l)+3H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 【答案】D 【详解】A．反应①②均消耗气态，反应后气体物质的量减小，混乱度降低，，A错误； B．反应②、，根据，低温时，反应可自发，高温时，无法自发，B错误； C．反应①、，则恒大于0，任何温度下都无法自发，C错误； D．反应①、，始终大于0，一定不能自发进行，D正确； 故选D。 解题贴士 一、焓变△H判断技巧 △H<0放热；△H>0吸热 技巧1：根据反应常识判断 1. 常见放热（ΔH＜0）：燃烧、中和、大多数化合、金属与酸反应。 2. 常见吸热（ΔH＞0）：大多数分解反应、Ba(OH)2﹡8H2O + NH4Cl反应、C和水蒸气、C和CO2反应、 碳酸钙分解。 技巧2：从键能判断ΔH=反应物总键能-生成物总键能 反应物断键消耗能量＞生成物成键放出能量：吸热 ΔH＞0 反应物断键消耗能量＜生成物成键放出能量：放热 ΔH＜0 技巧3：图像法（能量图） 反应物总能量＞生成物总能量：放热 ΔH＜0 反应物总能量＜生成物总能量：吸热 ΔH＞0 二、熵变ΔS判断技巧 熵S代表混乱度；△S>0熵增，混乱度变大；ΔS<0}\)熵减，混乱度减小 技巧1：物态优先判断（混乱度：气态＞液态＞固态） 固体→液体→气体：ΔS>0；气体→液体→固体：ΔS<0 技巧2：化学反应优先看气体物质的量变化（最常用） 反应后气体分子数目增大：一般ΔS>0熵增 反应后气体分子数目减小：一般ΔS<0熵减 注意：只看气体，固体、液体物质的量变化对熵影响很小。 技巧3：溶解过程：固体溶解电离，混乱度增大，大多ΔS>0 ▌对点练2-1现有两个热化学方程式： ①(l)+H2(g)(l) ① ②(l)+2H2(g)(l)②下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．反应②一定不能自发进行 C．在通常情况下，反应①②都能自发进行 D．反应②在低温时易自发进行 【答案】D 【详解】A．反应①、②均有气体参与反应，生成物为液体，反应后气体物质的量减少，体系混乱度降低，均有，A错误； B．反应②，低温时的绝对值较小，可使，所以并非一定不能自发进行，B错误； C．反应①，则始终大于0，任何温度下都不能自发进行，不能说反应①、②在通常情况下都能自发进行，C错误； D．反应②，低温时项较小，，反应易自发进行，D正确； 故选D。 ▌对点练2-2下列有关焓变()和熵变()说法正确的是 A．能够自发进行的反应一定是的反应 B．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 C．反应中，其、 D．水凝结成冰的过程中，其， 【答案】B 【详解】A．反应自发的判据为，当、时，高温条件下也可满足发生自发反应，因此自发反应不一定，A错误； B．该反应中气体总物质的量从3 mol变为2 mol，混乱度减小，即，反应能自发说明，因此必须才能抵消的正值使，B正确； C．该反应中气体总物质的量从3 mol增至4 mol，混乱度增大，即，C错误； D．水凝结成冰是液态变为固态，混乱度减小，即，D错误； 故答案选B。 题型 化学反应方向的判断 ▌例3根据已知条件，对化学反应的判断正确的是 选项 化学反应 已知条件 判断 A 一定条件下反应正向自发进行 B 一定为非自发反应 C 一定条件下反应正向自发进行 一定存在 D 高温下反应正向能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．反应自发的判据为，该反应，若要正向自发必须满足，热力学温度，故，A正确； B．该反应生成气体，，结合，高温下可满足，反应可以自发进行，并非一定为非自发反应，B错误； C．该反应，若（即），低温下也可满足实现自发进行，不一定存在，C错误； D．该反应气体计量数减小，，结合，温度越高越易大于0，故高温下反应不能自发进行，D错误； 故选A。 ▌对点练3-1 已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应低温下能正向自发进行的是 A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】A．该反应气体分子数由3减少为2，，且，根据，任意温度下均大于0，无法正向自发，A错误； B．该反应气体分子数由2减少为1，，且，任意温度下均大于0，无法正向自发，B错误； C．该反应气体分子数由4减少为2，，且，低温时的绝对值小于，可得，反应可正向自发进行，C正确； D．该反应生成气体，，且，需要高温时才能使，低温下无法正向自发，D错误； 故答案选C。 ▌对点练3-2 下列反应中，的是 A． B． C．高温下能自发进行的反应： D．任何温度下均能自发进行的反应： 【答案】C 【详解】A．该反应气体总物质的量减少，，且为合成氨放热反应，，A错误； B．该反应气体总物质的量减少，，且为吸热反应，任何温度下均不能自发进行，B错误； C．该反应气体总物质的量增加，，高温下能自发，根据可知，反应，满足、，C正确； D．任何温度下均能自发的反应满足、，不符合的要求，D错误； 故选C。 题型 自由能(ΔG)与反应进行的方向 ▌例4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 【详解】若反应自发进行，则需， ，即温度应高于，故答案为：D。 解题贴士 利用自由能公式计算反应自发进行的最低温度 若题目提供了ΔH和ΔS的数据，可利用ΔG＝ΔH－TΔS<0，来计算反应自发进行的最低温度。计算时要 注意以下两点： (1) 给出的ΔH的单位通常为kJ/mol，ΔS的单位通常为J/(mol·K)，进行计算时要将二者的单位统一，即 将ΔS的单位换算为kJ/(mol·K)或将ΔH的单位换算为J/mol，再代入数值进行计算。 (2)温度用绝对温度K，而不能用℃，其中T＝(273＋t) K。 ▌对点练4-1 298K时，电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为  ΔH=-94.、ΔS=-75.8，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___________。 【答案】温度低于1240K 【详解】由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH-TΔS＜0，即-94.0kJ·mol-1-T×(-75.8J·mol-1·K-1×10-3kJ·J-1)＜0，则T＜1240K。 ▌对点练4-2 在冶金工业中，常以C作为还原剂，如温度高于980 K时，氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO2为主。 （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________0(选填“大于”、“小于”或“等于”)；当体系温度高于980 K时，该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。 （2）电子工业中清洗硅片上的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不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是________。 【答案】 小于　 不能 小于1 240 K 【详解】(1) 已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0，因为ΔH和ΔS不变，且ΔS<0，则ΔH<0，所以当温度低于980K时，ΔH－TΔS小于0。当温度高于980时，即ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。  (2). ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1 ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1, ΔG=ΔH－TΔS<0时自发进行，即－94.0+0.0758T<0，计算T<1 240 K。 基础通关 1．下列表示“熵变”符号的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．是焓变的符号，A错误； B．是焓的符号，B错误； C．熵的物理量符号为，过程的变化量加正体前缀，因此表示熵变，C正确； D．是熵的符号，D错误； 故答案选C。 2．已知反应A+B=C+D的ΔH ＜0，ΔS ＞0，则该反应 A．一定能自发进行 B．一定不能自发进行 C．高温下能自发进行 D．低温下能自发进行 【答案】A 【详解】恒温恒压下，反应自发进行的判据为吉布斯自由能变，其中，为热力学温度，数值恒大于等于0。代入已知条件、可得，任意温度下均满足，反应一定能自发进行，A正确； 故选A。 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】B 【详解】A．同温同压下，均为气态的等物质的量的物质，分子组成越复杂熵值越大，分子结构比更复杂，故，A错误； B．同温同压下同状态的同种物质，物质的量越大混乱度越大、熵值越高，故，B正确； C．等物质的量的同种物质，熵值满足气态>液态>固态，故，C错误； D．等物质的量的同种物质，固体粒子排列有序，水溶液中离子自由移动混乱度更大，故，D错误； 故选B。 4．已知反应：  ，则此反应 A．任何条件下都可自发进行 B．任何条件下都不可自发进行 C．高温下可自发进行 D．低温下可自发进行 【答案】C 【详解】A．反应自发进行的判据为，该反应、，低温时，不能自发进行，并非任何条件都可自发，A错误； B．该反应、，高温时，，反应可自发进行，并非任何条件都不可自发，B错误； C．该反应为气体物质的量增大的吸热反应，、，高温下，反应可自发进行，C正确； D．低温下较小，，，反应不能自发进行，D错误； 故选C。 5．下列过程属于熵减的是 A．下，液态水自动结冰成固态 B．常温下，分解成和 C．NaCl晶体溶于水 D．干冰升华 【答案】A 【详解】A．液态水变为固态冰，物质由液态变为固态，微粒排列更有序，体系混乱度减小，属于熵减过程，A符合题意； B．分解生成气体，反应后气体分子数增多，体系混乱度增大，属于熵增过程，B不符合题意； C．晶体溶于水，晶体中有序排列的离子变为自由移动的水合离子，体系混乱度增大，属于熵增过程，C不符合题意； D．干冰升华是固态变为气态的过程，体系混乱度增大，属于熵增过程，D不符合题意； 故答案为A。 6．已知反应的，，下列说法正确的是 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 【答案】C 【详解】根据与0的关系可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行；反应的，，因为，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，故选C。 7．下列有关化学反应方向的说法正确的是 A．ΔH<0，ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．ΔH>0，ΔS<0的反应在任何温度下都能自发进行 C．ΔH<0，ΔS<0的反应在高温下能自发进行 D．ΔH>0，ΔS>0的反应在低温下能自发进行 【答案】A 【详解】判断反应能否自发进行的依据为吉布斯自由能变公式：，当时反应可自发进行，其中为热力学温度，恒大于0。 A．、时，代入公式可得恒小于0，因此反应在任何温度下都能自发进行，A正确； B．、时，代入公式可得恒大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，B错误； C．、时，只有温度足够小（低温）时才能满足，反应在低温下可自发进行，C错误； D．、时，只有温度足够大（高温）时才能满足，反应在高温下可自发进行，D错误； 故答案选A。 素养提升 1．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．非自发反应在任何条件下都不能发生 【答案】C 【详解】A．根据吉布斯自由能判据，、的反应任意温度下均满足，都能自发进行，A错误； B．催化剂只能改变反应速率，不改变反应的焓变和熵变，因此无法改变反应进行的方向，B错误； C．冰为固态，熔化为液态水的过程中体系混乱度增大，是熵增的过程，C正确； D．非自发反应是指当前条件下不能自发进行，改变外界条件（如温度、通电等）满足时，反应即可发生，D错误； 故选C。 2．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH1=-221.0kJ·mol-1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ·mol-1，则对于制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3分析正确的是 A．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 B．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 C．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 D．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 【答案】D 【详解】由盖斯定律，目标反应=(反应①-反应②)/2，代入数据得；反应后气体分子数增加，故，高温下满足，，反应可自发进行，故选D。 3．下列对相关化学反应的预测错误的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A ，且一定温度下能自发进行 反应中为气态 B 常温下能自发进行 C 任意温度均可自发进行 D 高温下能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．反应自发需满足，已知，因此必须才能在一定温度下满足自发条件；若Y为气态，反应后气体分子数减小，，任何温度下均大于0，无法自发，与已知条件矛盾，故Y不可能为气态，A项错误； B．反应后气体分子数减小，，常温下自发即常温下，代入公式可得，故，B项正确； C．反应后气体分子数增大，，又已知，因此任意温度下均满足，反应均可自发进行，C项正确； D．反应生成气体，，仅高温下自发即高温下，说明，只有温度足够高时，才能满足，D项正确； 选A。 4．现有反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)  ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．ΔH>0的化学反应一定不能自发进行 B．该反应熵增大（即ΔS>0） C．该反应在低温时能自发 D．自发过程一定使体系的熵增大 【答案】B 【详解】A．当，反应能自发进行。ΔH>0的化学反应，若，高温下，反应也能自发进行，则ΔH>0的化学反应也可能自发进行，A错误； B．该反应是气体分子数增大的反应，即混乱度增大，是熵增的反应，即，B正确； C．当，反应能自发进行。该反应ΔH>0、，则该反应在高温时能自发进行，C错误； D．当ΔH<0、，在低温下，反应也能自发进行，但此时体系的熵减小，则自发过程不一定使体系的熵增大，也可能使体系的熵减小，D错误； 故选B。 5．下列说法正确的是 A．反应能自发进行，则该反应的 B．反应物的总能量一定低于生成物的总能量 C．反应的 D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 【答案】A 【详解】A．反应的气体计量数减小，故，反应自发需满足，代入可推知，A正确； B．放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，仅吸热反应满足反应物总能量低于生成物总能量，该表述未限定反应类型，结论不成立，B错误； C．反应生成气体，体系混乱度增大，故，C错误； D．反应的吸放热与反应条件无必然关联，如碳的燃烧需要加热引发，但属于放热反应，D错误； 故答案选A。 6．能源与环境是人类社会可持续发展的两大主题，也是我国当前经济社会发展的制约因素。 (1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为  ΔH<0。在一定条件下，该反应可自发进行的原因是_____________。 (2)氢气可用于制备H2O2。已知：①H2(g)+A(l) =B(l)  ΔH1；②O2(g)+B(l) =A(l)+H2O2(l) ΔH2，其中A、B为有机化合物，两反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g) =H2O2(l)的ΔH________(填“>”、“＜”或“=”)0。 (3)工业上通过环戊二烯加氢制备环戊烯涉及的反应如下： 反应Ⅰ：(l)+H2(g) (l)  ΔH1=-100.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ：(l)+2H2(g) (l)  ΔH2=-209.9 kJ·mol-1 则反应(l)+H2(g) (l)的ΔH=_________kJ·mol-1，该反应在__________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下为自发反应。 (4)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： Ⅰ．CH4(g)→C(s)+2H2(g)；Ⅱ．2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 已知焓变和熵变随温度变化很小。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Ⅰ的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1 反应Ⅱ的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1 ①反应Ⅰ属于_________ (填“高温”或“低温”)自发反应。 ②反应Ⅱ在一定温度下可自发进行，则其自发进行是由_________ (填“焓变”或“熵变”)决定的。 ③通过计算判断反应Ⅰ在常温下能否自发进行_________________________。 【答案】(1) (2)< (3)-109.4 较低 (4)高温 熵变 ，故反应①在常温下不能自发进行 【详解】（1）反应的，但反应能够自发进行，需要，只有当时才可能自发进行。 （2）两反应均为自发反应，因为两个反应的都小于0，自发反应应满足，从而推知。 （3）根据盖斯定律，由反应可得反应(l)+H2(g)(l)，则该反应的；根据自发反应的判断依据，当时，该反应自发进行，根据该反应，，故该反应在较低温度下自发进行。 （4）①由于用天然气制取炭黑的反应是吸热、熵增的反应，只有在高温下才会有，则反应Ⅰ在高温时能自发进行； ②因为反应Ⅱ是吸热反应，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Ⅱ能自发进行是由熵变决定的； ③，故反应Ⅰ在常温下不能自发进行。 迁移创新 1．已知反应①：；反应②：，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示（假设、不随温度变化）。下列说法错误的是 A．反应①对应的曲线为 B．983 K时，两个反应均能自发进行 C． D．合适的催化剂可使反应②在任意温度下自发进行 【答案】D 【详解】A．由上述分析知，反应①对应曲线，A正确； B．由图可知983K时两条曲线的相等，且数值为，因此两个反应的均小于0，都能自发进行，B正确； C．反应①为熵增反应，273K时反应①的，代入，因，则，该反应属于吸热反应，C正确； D．催化剂只能改变反应的活化能、加快反应速率，不能改变反应的和，因此无法改变的大小，不可能使原本熵减的反应②在任意温度下都满足自发进行，D错误； 故选D。 2．下列说法中，正确的是 A．的反应均是自发进行的反应 B．活化分子发生的碰撞均是有效碰撞 C．室温下，冰自动熔化成水及水自动挥发成水蒸气均是熵增的过程 D．能够自发进行的反应均是熵增的过程 【答案】C 【详解】A．仅是判断反应自发性的一个因素，反应自发性需综合、和，由决定；若，高温时可能大于0，反应不自发，A错误； B．活化分子碰撞需满足合适取向才能发生化学反应（即有效碰撞），仅活化分子碰撞不一定有效，B错误； C．冰熔化（固态→液态）和水挥发（液态→气态）均为分子混乱度增加的过程，熵值增大，属于熵增过程，C正确； D．自发反应可能由主导（如放热且熵减的反应在低温下自发），并非一定熵增，例如水结冰（熵减）在低温自发，D错误； 故答案为：C。 3．下列过程中，其焓变及熵变均小于0的是 A．冰融化成水 B．石灰石和稀盐酸反应制 C．氨气和氯化氢气体反应生成固体 D．用碳粉和水蒸气制水煤气 【答案】C 【详解】A．冰融化成水需吸热，ΔH > 0；固体变液体，混乱度增加，ΔS > 0，不满足条件，A错误； B．石灰石（）与稀盐酸反应生成气体，反应放热（ΔH < 0），但产生气体导致混乱度增大，ΔS > 0，不满足ΔS < 0，B错误； C．(g)和(g)反应生成(s)，该反应放热（ΔH < 0），且气体转化为固体，混乱度显著减小，ΔS < 0，满足条件，C正确； D．碳粉与水蒸气反应生成(g)和(g)，为吸热反应（ΔH > 0），且气体分子数增加，混乱度增大，ΔS > 0，不满足条件，D错误； 故答案选C。 4．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 室温下不能自发进行 ΔH<0 B Z(s)=X(g)+Y(s) ΔH<0 不能自发进行 C W(s)+xG(g)=2Q(g) ΔH<0，低温下自发进行 x≥3 D aX(g)+bY(g)=cZ(g)+dW(g) ΔH<0，能自发进行 a+b>c+d A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．该反应生成气体，熵增（ΔS>0），室温下不能自发进行说明ΔG=ΔH-TΔS>0，因TΔS为正，故ΔH必须大于0，A错误； B．该反应生成气体，熵增（ΔS>0），且ΔH<0，则ΔG=ΔH-TΔS＜0恒成立，故反应在任意温度下均能自发进行，B错误； C．该反应ΔH<0且低温下自发进行，即ΔG=ΔH-TΔS＜0低温成立，则ΔS＜0，反应气体分子数减小，x≥3满足条件，C正确； D．该反应ΔH<0且反应能自发进行，即ΔG=ΔH-TΔS＜0，若ΔS>0，反应在任意温度下均能自发，若ΔS<0，则在低温时反应也自发进行，因此无法确定反应中气体总物质的量的变化情况，D错误； 故答案选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应的方向、 限度与速率 第一节 化学反应的方向 第1课时 化学反应的方向 课标要点 1.认识自发过程与自发反应，理解化学反应具有方向性，明白自发不等于反应一定快速发生。 2.了解焓变、熵变两个影响因素，知道焓判据、熵判据各自存在局限性，不能单独用来判断反应方向。 3.认识化学反应方向由焓变和熵变共同决定，能够结合实例简单分析反应自发进行的趋势。 学习重难点 重点： 1.理解焓变、熵变对化学反应方向的影响，学会简单判断熵增、熵减过程。 2.认清单一判据的局限，知道要综合焓变与熵变共同分析反应的自发性。 难点： 1.理解熵、混乱度的抽象含义，区分自发反应与反应速率的不同概念。 2.初步建立复合判据思维，体会温度对反应自发性带来的影响。 知识点 反应焓变与反应方向 1．自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部力量就能 的过程 在给定的条件下，可以 到显著程度的化学反应 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不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH<0的反应。 (2)有些ΔH>0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 随学随练 1．对于化学反应的自发性，下列判断依据错误的是 A．焓变是决定反应自发性的唯一因素 B．自发反应的判断依据为 C．熵增且放热的反应一定能自发进行 D．焓变和熵变共同决定反应能否自发 2．下列关于自发过程的说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．的反应均是自发进行的反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的反应 D．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 知识点 反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系 的一个物理量，符号为S，单位是J·mol－1·K－1。 (2)特点：体系 越大，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)＞S(l)＞S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值 。 ③S(混合物)＞S(纯净物)。 2．反应熵变 （1）概念：反应 的总熵与 的总熵之差。 （2）计算式：ΔS=S(反应产物）-S(反应物） （3）嫡增加反应：产生气体、气体物质的量增大的反应 3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系：自发进行的化学反应大多数是嫡 的反应，也有些是嫡 的反应。 (2)结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否 进行。 随学随练 1．下列说法完全正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．ΔS为正值的反应均能自发进行 C．物质的量增加的反应，ΔS为正值 D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)的过程ΔS>0 2．按下图装置进行实验。边搅拌边滴加浓硫酸，预期现象及其相应推理均正确的是 A．试管外壁变热，说明浓硫酸与蔗糖反应 B．品红溶液褪色，说明有产生，产生过程熵增 C．酸性溶液和紫色石蕊试液褪色，说明具有漂白性 D．溶液中有黄色沉淀生成，说明具有还原性 知识点 用焓变与熵变综合判断反应方向 1．综合判断 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 。 (1)判断方法 ΔH－TΔS＜0 反应正向 进行 ΔH－TΔS=0 反应达到 ΔH－TΔS>0 反应正向 进行 特别提醒 自发只是趋势，不等于反应实际一定发生！自发和反应速率无关。比如氢气氧气常温自发化合，但放一起几乎看不到反应，因为速率太慢。 (2)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．用ΔG＝ΔH－TΔS判断反应自发进行的可能性（假设反应的焓变、熵变不随温度的改变而变化） 化学反应 ΔH/(kJ·mol－1) ΔS/(J·mol－1·K－1) ΔG的大小 能否正向自发进行 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) －78.03 ＋494.4 ΔG一定小 于0 任何温度下都 正向自发进行　　　 CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ＋110.5 －89.4 ΔG一定 大于0 任何温度下都 正向自发进行　　 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=== 4Fe(OH)3(s) －444.3 －280.1 低温时 ΔG＜0 低温下 正向自发进行　　 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ＋178.2 ＋169.6 高温时 ΔG＜0 高温下 正向自发进行　　 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，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。 特别提醒 1、T是热力学温度（开尔文K），永远大于0，T>0，不能取负值！ 2、ΔH 单位kJ﹡mol-1；ΔS 单位J﹡mol-1﹡ K-1，做题计算一定要换算单位！1 kJ=1000 J。 随学随练 1．当一个化学反应中反应物的总能量为，生成物的总能量为，下列叙述正确的是 A．物理量的单位是kJ B．和同时影响着一个反应的自发性 C．若该化学反应的时，说明 D．一个化学反应中的是一个定值，与反应式中的系数无关 2．邹志刚院士团队首次发现非水相中，氮还原过程中的多米诺效应。如图所示，一旦完成反应①，反应②③将自发完成。下列说法错误的是 A．多米诺过程中仅步骤①的 B．全过程都可以在水溶液中实现 C．步骤②中还原剂与氧化剂之比为6∶1 D．过程总反应方程式： 拓展 化学反应的方向的判断 1.自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 2.反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 活学活用 1．对反应  能自发进行的原因分析不正确的是 A．因为该反应符合离子反应发生的条件 B．因为盐酸的酸性强于碳酸 C．因为该反应的自由能变 D．因为该反应的熵变 2．下列说法中，正确的是 A．的反应均是自发进行的反应 B．能够自发进行的反应一定是放热反应 C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 题型 考查自发过程 ▌例1 以下关于反应方向判断正确的是 A．已知反应：在室温下不能自发进行，则一定有 B．已知反应：   在高温下不能自发进行，则x可以等于3 C．  ，该反应高温才能自发 D．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 解题贴士 1、看选项描述：区分自发性（趋势）和反应速率，看到 “自发就一定很快” 直接判错 2、判断ΔH正负（放热/吸热）、ΔS正负（熵增还是熵减，看气体分子数变化，气体增多一般熵增） 3、对照四种组合分析温度对自发性的影响 4、注意题干条件：是否等温等压，警惕偷换条件的选项 ▌对点练1-1 关于化学反应进行的方向，下列叙述正确的是 A．液态水凝结成冰的过程中，， B．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 C．自由能变化的化学反应一定能迅速进行 D．能自发进行的反应一定是熵增的过程 ▌对点练1-2 反应，下列判断正确的是 A．该反应为放热反应，因此一定能够自发 B．该反应为一个熵增的反应，即 C．该反应在较低温度下可以自发进行 D．该反应在较高温度下可以自发进行 题型 焓变、熵变的判断 ▌例2 现有两个热化学方程式 (l)+H2(g)(l)     ① (l)+3H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 解题贴士 一、焓变△H判断技巧 △H<0放热；△H>0吸热 技巧1：根据反应常识判断 1. 常见放热（ΔH＜0）：燃烧、中和、大多数化合、金属与酸反应。 2. 常见吸热（ΔH＞0）：大多数分解反应、Ba(OH)2﹡8H2O + NH4Cl反应、C和水蒸气、C和CO2反应、 碳酸钙分解。 技巧2：从键能判断ΔH=反应物总键能-生成物总键能 反应物断键消耗能量＞生成物成键放出能量：吸热 ΔH＞0 反应物断键消耗能量＜生成物成键放出能量：放热 ΔH＜0 技巧3：图像法（能量图） 反应物总能量＞生成物总能量：放热 ΔH＜0；反应物总能量＜生成物总能量：吸热 ΔH＞0 二、熵变ΔS判断技巧 熵S代表混乱度；△S>0熵增，混乱度变大；ΔS<0}\)熵减，混乱度减小 技巧1：物态优先判断（混乱度：气态＞液态＞固态） 固体→液体→气体：ΔS>0；气体→液体→固体：ΔS<0 技巧2：化学反应优先看气体物质的量变化（最常用） 反应后气体分子数目增大：一般ΔS>0熵增；反应后气体分子数目减小：一般ΔS<0熵减 注意：只看气体，固体、液体物质的量变化对熵影响很小。 技巧3：溶解过程：固体溶解电离，混乱度增大，大多ΔS>0 ▌对点练2-1现有两个热化学方程式： ①(l)+H2(g)(l) ① ②(l)+2H2(g)(l)②下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．反应②一定不能自发进行 C．在通常情况下，反应①②都能自发进行 D．反应②在低温时易自发进行 ▌对点练2-2下列有关焓变()和熵变()说法正确的是 A．能够自发进行的反应一定是的反应 B．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 C．反应中，其、 D．水凝结成冰的过程中，其， 题型 化学反应方向的判断 ▌例3根据已知条件，对化学反应的判断正确的是 选项 化学反应 已知条件 判断 A 一定条件下反应正向自发进行 B 一定为非自发反应 C 一定条件下反应正向自发进行 一定存在 D 高温下反应正向能自发进行 A．A B．B C．C D．D ▌对点练3-1 已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应低温下能正向自发进行的是 A．   B．   C．   D．   ▌对点练3-2 下列反应中，的是 A． B． C．高温下能自发进行的反应： D．任何温度下均能自发进行的反应： 题型 自由能(ΔG)与反应进行的方向 ▌例4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℃ 解题贴士 利用自由能公式计算反应自发进行的最低温度 若题目提供了ΔH和ΔS的数据，可利用ΔG＝ΔH－TΔS<0，来计算反应自发进行的最低温度。计算时要 注意以下两点： (1) 给出的ΔH的单位通常为kJ/mol，ΔS的单位通常为J/(mol·K)，进行计算时要将二者的单位统一，即 将ΔS的单位换算为kJ/(mol·K)或将ΔH的单位换算为J/mol，再代入数值进行计算。 (2)温度用绝对温度K，而不能用℃，其中T＝(273＋t) K。 ▌对点练4-1 298K时，电子工业中清洗硅片上的(s)的反应为  ΔH=-94.、ΔS=-75.8，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___________。 ▌对点练4-2 在冶金工业中，常以C作为还原剂，如温度高于980 K时，氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO2为主。 （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________0(选填“大于”、“小于”或“等于”)；当体系温度高于980 K时，该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。 （2）电子工业中清洗硅片上的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不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是________。 基础通关 1．下列表示“熵变”符号的是 A． B． C． D． 2．已知反应A+B=C+D的ΔH ＜0，ΔS ＞0，则该反应 A．一定能自发进行 B．一定不能自发进行 C．高温下能自发进行 D．低温下能自发进行 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．已知反应：  ，则此反应 A．任何条件下都可自发进行 B．任何条件下都不可自发进行 C．高温下可自发进行 D．低温下可自发进行 5．下列过程属于熵减的是 A．下，液态水自动结冰成固态 B．常温下，分解成和 C．NaCl晶体溶于水 D．干冰升华 6．已知反应的，，下列说法正确的是 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 7．下列有关化学反应方向的说法正确的是 A．ΔH<0，ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B．ΔH>0，ΔS<0的反应在任何温度下都能自发进行 C．ΔH<0，ΔS<0的反应在高温下能自发进行 D．ΔH>0，ΔS>0的反应在低温下能自发进行 素养提升 1．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．非自发反应在任何条件下都不能发生 2．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH1=-221.0kJ·mol-1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ·mol-1，则对于制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3分析正确的是 A．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 B．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 C．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 D．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 3．下列对相关化学反应的预测错误的是 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A ，且一定温度下能自发进行 反应中为气态 B 常温下能自发进行 C 任意温度均可自发进行 D 高温下能自发进行 A．A B．B C．C D．D 4．现有反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)  ΔH>0，下列有关说法正确的是 A．ΔH>0的化学反应一定不能自发进行 B．该反应熵增大（即ΔS>0） C．该反应在低温时能自发 D．自发过程一定使体系的熵增大 5．下列说法正确的是 A．反应能自发进行，则该反应的 B．反应物的总能量一定低于生成物的总能量 C．反应的 D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 6．能源与环境是人类社会可持续发展的两大主题，也是我国当前经济社会发展的制约因素。 (1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为  ΔH<0。在一定条件下，该反应可自发进行的原因是_____________。 (2)氢气可用于制备H2O2。已知：①H2(g)+A(l) =B(l)  ΔH1；②O2(g)+B(l) =A(l)+H2O2(l) ΔH2，其中A、B为有机化合物，两反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g) =H2O2(l)的ΔH________(填“>”、“＜”或“=”)0。 (3)工业上通过环戊二烯加氢制备环戊烯涉及的反应如下： 反应Ⅰ：(l)+H2(g) (l)  ΔH1=-100.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ：(l)+2H2(g) (l)  ΔH2=-209.9 kJ·mol-1 则反应(l)+H2(g) (l)的ΔH=_________kJ·mol-1，该反应在__________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下为自发反应。 (4)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： Ⅰ．CH4(g)→C(s)+2H2(g)；Ⅱ．2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。 已知焓变和熵变随温度变化很小。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Ⅰ的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1 反应Ⅱ的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1 ①反应Ⅰ属于_________ (填“高温”或“低温”)自发反应。 ②反应Ⅱ在一定温度下可自发进行，则其自发进行是由_________ (填“焓变”或“熵变”)决定的。 ③通过计算判断反应Ⅰ在常温下能否自发进行_________________________。 迁移创新 1．已知反应①：；反应②：，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示（假设、不随温度变化）。下列说法错误的是 A．反应①对应的曲线为 B．983 K时，两个反应均能自发进行 C． D．合适的催化剂可使反应②在任意温度下自发进行 2．下列说法中，正确的是 A．的反应均是自发进行的反应 B．活化分子发生的碰撞均是有效碰撞 C．室温下，冰自动熔化成水及水自动挥发成水蒸气均是熵增的过程 D．能够自发进行的反应均是熵增的过程 3．下列过程中，其焓变及熵变均小于0的是 A．冰融化成水 B．石灰石和稀盐酸反应制 C．氨气和氯化氢气体反应生成固体 D．用碳粉和水蒸气制水煤气 4．下列对于反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 室温下不能自发进行 ΔH<0 B Z(s)=X(g)+Y(s) ΔH<0 不能自发进行 C W(s)+xG(g)=2Q(g) ΔH<0，低温下自发进行 x≥3 D aX(g)+bY(g)=cZ(g)+dW(g) ΔH<0，能自发进行 a+b>c+d A．A B．B C．C D．D 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $