資源簡介

課時分層作業(十一)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C B C B A BD BD C
6．(1)＜　(2)＞　(3)能
7．(1)>　>　不能　(2)高溫
11．
變化 ΔH ΔS 正向自發性
CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ΔH＞0 ΔS<0 不能自發
2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0 ΔS＜0 自發
2Fe3+(aq)＋Cu(s)===2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq) ΔH＜0 ΔS＞0 自發
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g) ΔH＞0 ΔS＞0 不能自發
12．(1)2 127 K　(2)370.4 K　(3)＋2.436 J·mol-1·K-1　金剛石
1．C　[該反應能自發反應，即ΔH－TΔS＜0，該反應為氣體分子數減小的反應，則ΔS＜0，則－TΔS＞0，則一定存在ΔH＜0，即a<0。]
2．B　
3．C　[當ΔH<0時有利于反應正向自發進行，而2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=== 2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)為ΔH>0的自發反應，故不能用“焓判據”解釋。]
4．B　[反應H2(g)＋A(l)===B(l)和O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)均為熵減小的反應，即ΔS＜0，兩反應均為自發反應，根據ΔH－TΔS＜0可知，這兩個反應均為放熱反應，則有ΔH1＜0，ΔH2＜0。根據蓋斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)　ΔH，則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。]
5．A　[該反應在某溫度下能夠正向自發進行，這說明ΔH－ TΔS<0，根據化學方程式可知該反應的ΔS＞ 0，所以如果 ΔH＜ 0，|ΔH|＝ 17 kJ·mol－ 1，則 |ΔH－ TΔS|>17 kJ·mol－ 1，與題意不符，因此該反應的反應熱 ΔH＞ 0，故選A。]
6．(1)據圖像可知，該反應是放熱反應，故 Q＜0。(2)據反應特點可知，該反應是熵增大的反應。(3)據ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知該反應能正向自發進行。
7．(2)自發反應的條件是ΔH－TΔS＜0，即ΔH0，故T值較大時，反應能夠正向自發進行。
8．BD　[由題中熱化學方程式可知，反應①②均為熵減反應，即ΔS＜0，A項錯誤；反應①ΔH＞0，ΔS＜0，則ΔH－TΔS＞0，所有溫度下反應都不能正向自發進行，B項正確；由B項可知，反應①在所有溫度下都不能正向自發進行；反應②的ΔH＜0，ΔS＜0，則在低溫時，ΔH－TΔS＜0，即反應②低溫時，可正向自發進行，C項錯誤；由C項分析知D項正確。]
9．BD　[反應②的ΔS<0，273 K時能自發進行，要滿足ΔG＝ΔH－TΔS<0，則ΔH<0，A錯誤；相同條件下，ΔG越小，說明它能夠反應的趨勢越大，983 K時兩反應的ΔG相等，之后兩反應的ΔG大小關系發生變化，則反應主次趨勢發生變化，所以983 K是反應主次趨勢變化的轉折點，B正確；反應①的ΔS>0，則－ΔS<0，所以斜率小于0，L2對應反應①，C錯誤；當溫度低于983 K時，L1的ΔG更小，L1對應反應②，所以過量焦炭的氧化產物以反應②生成CO2為主，D正確。]
10．C　[金屬性鉀大于鈉，故鉀比鈉活潑，A正確；根據表格中數據，當溫度高于K的沸點時，K為氣態，其他為液態，有利于鉀轉化為蒸氣從反應體系中分離，使得反應產物濃度減小，有利于化學平衡正向移動，所以熵變大于0，B正確；為更快、更有利于制取金屬K，反應溫度應該高于金屬K的沸點(774 ℃)，C錯誤；850 ℃時，鉀呈氣態，這時平衡正向移動，反應可正向自發進行，故ΔG<0，ΔH－TΔS<0，D正確。]
11．先判斷 ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判斷ΔS的“＋”“－”，最后根據常溫 (298 K)判斷ΔH－ TΔS的“＋”“－”。課時分層作業(十一)　化學反應的方向
(選擇題只有一個選項符合題目要求)
1．NO2與懸浮在大氣中的海鹽粒子能自發反應：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH＝a kJ·mol-1，則a應該(　　)
A．＝0　　　　 B．＞0
C．＜0 D．無法判斷
2．下列對于化學反應方向的說法正確的是(　　)
A．反應2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定條件下能正向自發進行，說明該反應的ΔH＞0
B．室溫下反應2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能正向自發進行，則ΔH＜0
C．反應2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能正向自發進行，則該反應的ΔH＞0
D．一定溫度下，反應2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＞0，該反應不能正向自發進行
3．已知下列過程都能正向自發進行，其中不能用“焓判據”解釋的是(　　)
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
4．氫氣可用于制備H2O2。已知：①H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1；②O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2，其中A、B均為有機物，兩個反應均為自發反應，則反應H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH(　　)
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．無法判斷
5．反應CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度下正向自發進行，若反應的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol-1，則下列正確的是(　　)
A．ΔH>0，ΔH－TΔS＜0
B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS＞0
D．ΔH<0，ΔH－TΔS＜0
6．在化學反應A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)　ΔH＝Q kJ·mol-1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。
(1)Q________(填“＞”“＜” 或“＝” )0。
(2)熵變ΔS________(填“＞”“＜” 或“＝”)0。
(3)該反應________(填“能” 或“不能” )正向自發進行。
7．(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發生反應：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS______0，在低溫下，該反應______(填“能” 或“不能” )正向自發進行。
(2)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol-1，該反應能夠自發進行的反應條件是________________________。
(選擇題有一個或兩個選項符合題目要求)
8．現有兩個熱化學方程式：
下列說法正確的是(　　)
A．反應①②中都存在：ΔS＞0
B．反應①一定不能自發進行
C．在通常情況下，①②都能自發進行
D．反應②低溫時，可自發進行
9．焦炭常用于冶煉工業。已知反應①：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；反應②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)。反應①②的ΔG與溫度關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．反應②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的ΔS<0、ΔH＞0
B．983 K是兩個反應主次趨勢變化的轉折點
C．L1對應反應①
D．當溫度低于983 K時，過量焦炭的氧化產物以反應②生成CO2為主
10．工業上通過熔融狀態下的反應Na＋KCl===NaCl＋K來制取金屬鉀，反應溫度通常為850 ℃，有關數據如下表所示，下列說法錯誤的是(　　)
Na K NaCl KCl
熔點/℃ 97.8 63.7 801.0 770
沸點/℃ 883 774 1 413 1 500
A．鉀比鈉活潑
B．該反應的ΔS>0
C．該反應的溫度可低于774 ℃
D．850 ℃條件下該反應ΔH－TΔS<0
11．根據所學的知識和經驗，判斷下列變化在常溫下的焓變、熵變及正向自發性，填表。
變化 ΔH ΔS 正向自發性
CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)
2NO2(g) N2O4(g)
2Fe3+(aq)＋Cu(s)=== 2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
12．(1)已知：298 K、101 kPa時，反應CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)　ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1。若此反應中ΔH和ΔS不隨溫度變化而變化，則保持此反應正向自發進行的溫度應低于________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋118.8 J·mol-1·K-1。則水的沸點約為________。
(3)已知在298 K時，由石墨生成金剛石的反應的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，則金剛石的熵S金＝________(化學反應的熵變是反應產物的總熵與反應物的總熵之差)，這兩種碳的同素異形體中更有序的是________。(共70張PPT)
第1節　化學反應的方向(基礎課)
第2章　化學反應的方向、限度與速率
學習任務
1．通過對日常生活中自發進行的過程的認知，知道化學反應是有方向的，知道化學反應的方向與反應的焓變和熵變有關。
2．認識焓判據和熵判據的局限性，會用 ΔH－TΔS判斷反應正向自發進行的趨勢。
舊知
回顧
1．水會從高處往低處流，電流是從電勢高的流向電勢低的。
2．已知：自發反應是指在一定條件下，不借助外界幫助就能自動進行的反應，其中的“外界幫助”是指光能、電能等，不包括加熱，加熱是維持一個反應進行時所需的溫度條件。電解飽和食鹽水可制得NaOH溶液、H2和Cl2，該反應不能(填“能”或“不能”，下同)正向自發進行；加熱條件下NH4Cl分解生成NH3和HCl，該反應能正向自發進行。
一、反應焓變與反應方向
1．自發過程與自發反應
必備知識　自主預習
自發過程 自發反應
含義 在一定條件下，不借助外部力量就能自發進行的過程 在給定的條件下，可以自發進行到顯著程度的化學反應
自發過程 自發反應
特征 具有________，即過程的某個方向在一定條件下自發進行，而該過程逆方向在該條件下肯定______________
舉例 高山流水，自由落體，冰雪融化 鋼鐵生銹
應用 (1)可被用來完成有用功。如H2燃燒可設計成原電池
(2)非自發過程要想發生，必須對它做功。如通電將水分解為H2和O2
方向性
不能自發進行
2．反應焓變與反應方向的關系
(1)多數能自發進行的化學反應是ΔH____0的反應。
(2)有些ΔH____0的反應也能自發進行。
(3)不能僅用反應______來判斷反應能否自發進行。
<
>
焓變
判一判　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)焓變ΔH＞0的反應，一定不能自發進行。 (　　)
(2)能夠自發進行的反應不一定都是放熱反應。 (　　)
×
√
二、反應熵變與反應方向
1．熵
(1)概念：描述體系__________的一個物理量，符號為____，單位是J·mol-1·K-1。
(2)特點：體系無序程度越大，體系的熵值就______。
(3)影響因素
①同一物質：S(高溫)＞S(低溫)，S(g)____S(l)____S(s)。
②不同物質：相同條件下不同物質具有不同的熵值，分子結構越復雜，熵值越大。
③S(混合物)____S(純凈物)。
無序程度
S
越大
＞
＞
＞
2．反應熵變
反應產物的總熵
反應物的總熵
3．反應熵變與反應方向
(1)二者關系
(2)結論：不能僅用反應______來判斷反應能否自發進行。
增加
減小
熵變
微點撥　　　　　　熵變正、負的判斷
(1)物質由固態到液態、由液態到氣態或由固態到氣態的過程，熵變的值為正值，是熵增加的過程。
(2)氣體體積增大的反應，熵變的值通常都是正值，是熵增加的反應。
(3)氣體體積減小的反應，熵變的值通常都是負值，是熵減小的反應。
想一想　化肥碳銨(NH4HCO3)可以促進植物莖葉茂盛、葉色濃綠。碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發地分解產生氨氣，從熵變的角度分析原因。
提示：碳銨(NH4HCO3)分解的化學方程式為NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O，這是一個氣體體積增大的化學反應，因此是一個熵增過程，而熵增有利于反應的自發進行。
三、用焓變與熵變綜合判斷反應方向
1．綜合判斷
在等溫、等壓及除了體積功以外不做其他功的條件下，化學反應的方向可以用反應的焓變和熵變來綜合判斷，判據為____________。
ΔH－TΔS
(1)判斷方法
＜
＝
＞
(2)文字表述
在等溫、等壓及除了體積功以外不做其他功的條件下，自發反應總是向著______________的方向進行，直至達到平衡狀態。
ΔH－TΔS＜0
2．用ΔG＝ΔH－TΔS判斷反應自發進行的可能性
化學反應 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(與0比較) 能否正向自發進行
2KClO3(s)===
2KCl(s)＋3O2(g) －78.03 ＋494.4 ΔG一定小于0 任何溫度下都能正向自發進行
化學反應 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(與0比較) 能否正向自發進行
＋110.5 －89.4 ΔG一定
大于0 任何溫度下都不能正向自發進行
化學反應 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(與0比較) 能否正向自發進行
4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)
===4Fe(OH)3(s) －444.3 －280.1 低溫時ΔG＜0 低溫下能正向自發進行
化學反應 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(與0比較) 能否正向自發進行
CaCO3(s)===
CaO(s)＋CO2(g) ＋178.2 ＋169.6 高溫時
ΔG＜0 高溫下能正向自發進行
微點撥：應假設反應的焓變、熵變不隨溫度的改變而變化。
3．ΔH－TΔS判據的局限性
(1)只能用于判斷等溫、等壓條件下的反應，不能用于判斷其他條件(如等溫、等容)下的反應。
(2)只能用于判斷等溫、等壓及除了體積功以外不做其他功條件下反應____________________，即反應發生的可能性，并不能說明在該條件下可能正向自發進行的反應能否__________。
微點撥：在ΔH和ΔS確定的情況下，溫度有可能對反應的方向起決定作用。
正向自發進行的趨勢
實際發生
判一判　(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)自發反應一定很容易發生。 (　　)
(2)合成氨反應N2＋3H2 2NH3　ΔH＜0，高溫有利于其自發進行。 (　　)
(3)能自發進行的反應不一定真的能發生。 (　　)
×
×
√
1．在冶金工業中，常以焦炭(C)作為還原劑。
(1)已知在298 K下，反應2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋2 171.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋635.5 J·mol-1·K-1，判斷此反應在20 ℃下能否正向自發進行，并計算此反應正向自發進行的最低溫度。
關鍵能力　情境探究
化學反應方向的判斷
(2)用焦炭作還原劑冶煉金屬錫的反應的化學方程式為SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反應過程中能量的變化如圖所示。判斷此反應是在低溫下還是在高溫下正向自發進行？
提示：(1)在20 ℃時ΔH－TΔS＝＋2 171.0 kJ·mol-1－(＋0.635 5 kJ·mol-1·K-1)×293 K≈1 984.8 kJ·mol-1>0，因此在20 ℃下此反應不能正向自發進行。若要使本反應正向自發進行，需使ΔH－TΔS<0，即＋2 171.0 kJ·mol-1－(＋0.635 5 kJ·mol-1·K-1)×T＜0，解得T＞3 416.2 K時反應才可以正向自發進行，因此此反應正向自發進行的最低溫度為3 416.2 K。(2)高溫下能正向自發進行。因為根據圖像可知反應產物的總能量高于反應物的總能量，所以正反應是吸熱反應，則ΔH>0；根據化學方程式可知正反應是氣體體積增大的反應，所以ΔS>0，所以要使ΔH－TΔS<0，需要較高的溫度。
2．超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式為2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。已知反應在常溫下能夠自發進行，判斷此反應是放熱反應還是吸熱反應。
提示：放熱反應。因為此反應常溫下能夠自發進行，即在常溫下ΔH－TΔS＜0，此反應為氣體體積減小的反應，即反應的ΔS<0，所以要使常溫下ΔH－TΔS＜0必有ΔH＜0。
1．當反應的焓變和熵變的影響相反，且二者大小相差懸殊時，某一因素可能占主導地位。
一般常溫下自發進行的放熱反應，焓變對反應方向起決定性作用。
一般常溫下自發進行的吸熱反應，熵變對反應方向起決定性作用。
2．如果反應的焓變和熵變的影響相反且相差不大時，溫度可能對反應的方向起決定性作用。溫度與反應方向的關系：
【例題】　已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發生如下兩個反應：①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。某同學為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度，在圖書館查到了如下熱力學數據：
反應①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol-1·K-1
反應②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·mol-1·K-1
(1)判斷反應②高溫正向自發還是低溫正向自發：_____(填“高溫”或“低溫”)。
(2)通過計算判斷反應①在常溫下能否正向自發進行_____________
______。
(3)求算制取炭黑的允許溫度范圍_________________________。
(4)為了提高甲烷的炭化程度，你認為下面四個溫度中最合適的是______(填字母)。
A．905.2 K　　 B．927 K C．1 273 K D．2 000 K
高溫
不能正向自發
進行
927.8 K＜T＜1 709.4 K
C
(3)裂解為炭黑和H2時，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol-1－(＋80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1)×T＜0，得T＞927.8 K，即裂解為炭黑的最低溫度為927.8 K。裂解為乙炔時，ΔH－TΔS＝＋376.426 kJ·mol-1－(＋220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1)×T<0，解得T>
1 709.4 K，即溫度高于1 709.4 K時自發裂解為乙炔和氫氣。所以要制取炭黑，溫度須控制為927.8 K(4)為了提高甲烷的炭化程度，應滿足兩方面要求：①溫度應控制在927.8～1 709.4 K；②溫度越高，ΔH－TΔS越小，越有利于正向自發進行，所以選用1 273 K最好。
易錯提醒
(1)在利用ΔH－TΔS作為判據判斷反應方向時，給出ΔH的單位通常為kJ·mol-1，ΔS的單位通常是J·mol-1·K-1，進行計算時應將二者的單位統一。
(2)利用ΔH、ΔS的符號和ΔH－TΔS進行推理，可以減少計算量。
1．(雙選)多數能自發進行的反應都是放熱反應。下列對此說法的理解正確的是(　　)
A．大多數的放熱反應都是能自發進行的
B．所有的自發反應都是放熱的
C．焓變是影響反應是否具有自發性的一個重要因素
D．焓變是決定反應是否具有自發性的唯一判據
AC　[多數自發進行的化學反應是放熱反應，說明少數吸熱反應也能自發進行，故焓變不是決定反應是否具有自發性的唯一判據。]
√
√
2．已知，凡是氣體分子總數增多的反應一定是熵增加的反應。根據所學知識判斷，下列反應中，在較高溫度下才能自發進行的是(　　)
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
√
D　[A項，該反應的ΔH<0，根據熱化學方程式可知ΔS>0，任何溫度下都能滿足ΔH－TΔS<0，反應可正向自發進行，故A不符合題意；B項，該反應的ΔH>0，根據熱化學方程式可知ΔS<0，任何溫度下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反應都不能正向自發進行，故B不符合題意；C項，該反應的ΔH<0，根據熱化學方程式可知ΔS<0，則在較低溫度下，可滿足ΔH－TΔS<0，反應可正向自發進行，故C不符合題意；D項，該反應的ΔH>0，根據熱化學方程式可知ΔS>0，所以在較高溫度下，可滿足ΔH－TΔS<0，反應可正向自發進行，故D符合題意。]
[教材　身邊的化學]
(1)已知在100 kPa、298 K時石灰石分解反應CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，則：
①該反應常溫下________(填“能”或“不能”)正向自發進行。
②據本題分析，溫度______(填“能”或“不能”)成為反應正向自發進行的決定因素。
(2)某吸熱反應能正向自發進行，則該反應的ΔS_______(填“>”或“<”) 0。
不能
能
>
反應方向的判斷
知識必備
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應情況
－ ＋ 永遠是負值 在任何溫度下反應都能正向自發進行
＋ － 永遠是正值 在任何溫度下反應都不能正向自發進行
知識必備
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應情況
＋ ＋ 低溫為正，
高溫為負 低溫下反應不能正向自發進行，高溫下反應能正向自發進行
－ － 低溫為負，
高溫為正 低溫下反應能正向自發進行，高溫下反應不能正向自發進行
1．下列關于焓變(ΔH)和熵變(ΔS)的說法正確的是(　　)
A．ΔH<0的反應一定能正向自發進行
B．ΔS>0的反應一定能正向自發進行
C．ΔH－TΔS<0的反應能正向自發進行
D．ΔH－TΔS＝0的反應一定沒有進行
5
學習效果　隨堂評估
√
2
4
3
題號
1
C　[焓判據或熵判據不能單獨成為反應是否進行的唯一依據，A錯誤，B錯誤；復合判據ΔH－TΔS<0的反應能正向自發進行，C正確；ΔH－TΔS＝0的反應可以建立平衡狀態，D錯誤。]
2．(雙選)反應進行的方向是化學反應原理的三個重要組成部分之一。下列說法不正確的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS>0的反應可以正向自發進行
B．根據反應的自發性可以預測該反應發生的快慢
C．可逆反應正向進行時，正反應具有自發性，ΔH一定小于零
D．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自發進行，該反應的ΔH>0
5
2
3
題號
1
4
√
√
BC　[ΔG<0，反應正向自發進行，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，ΔS>0，則在高溫下ΔG可能小于0，反應能正向自發進行，A項正確；反應的自發性不能確定反應的快慢，B項錯誤；可逆反應正向進行時，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，則ΔS>0且高溫條件下正反應具有自發性，C項錯誤；反應ΔS>0，常溫下，要滿足ΔH－TΔS>0，則ΔH>0，D項正確。]
5
2
3
題號
1
4
3．25 ℃和1.01×105 Pa時，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，該反應能正向自發進行的原因是(　　)
A．是吸熱反應 B．是放熱反應
C．是熵減少的反應 D．熵增大效應大于焓效應
5
2
3
題號
4
1
√
D　[2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，是一個吸熱反應，ΔH＞0，反應能夠正向自發進行，必須滿足ΔG＝ΔH－TΔS＜0，所以ΔS＞0，且熵增效應大于焓效應。]
4．(雙選)下列對化學反應的預測不正確的是(　　)
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題號
1
選項 化學方程式 已知條件 預測
A A(s)===B(g)＋C(s) ΔH>0 高溫下能正向自發進行
B A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g) 能自發反應 ΔH一定小于0
C M(s)＋aN(g)===2Q(g) ΔH<0，自發反應 a可能為1、2、3
D M(s)＋N(g)===2Q(s) 常溫下能正向自發進行 ΔH>0
√
√
BD　[A(s)===B(g)＋C(s)，反應為氣體體積增大的反應，為熵增大的反應，ΔS>0，ΔH>0，在高溫條件下能正向自發進行，故A正確；A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g)，反應為氣體體積增大的反應，ΔS>0，所以當ΔH<0時，一定滿足ΔH－TΔS<0，反應一定能夠正向自發進行，當ΔH>0時，在高溫條件下，ΔH－TΔS<0成立，可以正向自發進行，故B錯誤；M(s)＋aN(g)===2Q(g)　ΔH<0，當a＝3時，ΔS<0，低溫條件下ΔH－TΔS<0成立，可以正向自發進行，當a＝1或2時，在任何溫度下都有ΔH－TΔS<0，反應可以正向自發進行，故a可能為1、2、3，故C正確；M(s)＋N(g)===2Q(s)為氣體體積減小的反應，ΔS<0，當ΔH>0時，ΔH－TΔS>0，任何溫度下都不能正向自發進行，故D錯誤。]
5
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3
題號
1
5．實現“節能減排”和“低碳經濟”的一個重要課題就是如何將CO2轉化為可利用的資源。目前工業上有一種方法是用CO2來生產甲醇。一定條件下發生反應：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。下列說法中，正確的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS>0　　　
B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0
D．ΔH<0，ΔS>0
2
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3
題號
1
5
√
C　[由圖可知：反應物總能量高于反應產物總能量，正反應為放熱反應，正反應為氣體分子數減小的反應，則為熵減的反應，即ΔH＜0，ΔS＜0。]
2
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題號
1
5
(選擇題只有一個選項符合題目要求)
1．NO2與懸浮在大氣中的海鹽粒子能自發反應：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH＝a kJ·mol-1，則a應該(　　)
A．＝0　　　B．＞0　　　C．＜0　　　D．無法判斷
課時分層作業(十一)　化學反應的方向
題號
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√
C　[該反應能自發反應，即ΔH－TΔS＜0，該反應為氣體分子數減小的反應，則ΔS＜0，則－TΔS＞0，則一定存在ΔH＜0，即a<0。]
2．下列對于化學反應方向的說法正確的是(　　)
A．反應2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定條件下能正向自發進行，說明該反應的ΔH＞0
B．室溫下反應2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能正向自發進行，則ΔH＜0
C．反應2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能正向自發進行，則該反應的ΔH＞0
D．一定溫度下，反應2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＞0，該反應不能正向自發進行
題號
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√
B　[A、B、C項，反應后體系無序程度減小，則ΔS＜0，在一定條件下能正向自發進行，由ΔH－TΔS<0可知，ΔH<0，故A、C錯誤，B正確；D項，反應后體系無序程度增加，則ΔS＞0，反應的ΔH＞0，則在較高溫度下，可滿足ΔH－TΔS＜0，能正向自發進行，故D錯誤。]
題號
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3．已知下列過程都能正向自發進行，其中不能用“焓判據”解釋的是(　　)
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
題號
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√
C　[當ΔH<0時有利于反應正向自發進行，而2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)為ΔH>0的自發反應，故不能用“焓判據”解釋。]
4．氫氣可用于制備H2O2。已知：①H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1；②O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2，其中A、B均為有機物，兩個反應均為自發反應，則反應H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH(　　)
A．大于0　　　B．小于0　　　C．等于0　　　D．無法判斷
題號
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√
B　[反應H2(g)＋A(l)===B(l)和O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)均為熵減小的反應，即ΔS＜0，兩反應均為自發反應，根據ΔH－TΔS＜0可知，這兩個反應均為放熱反應，則有ΔH1＜0，ΔH2＜0。根據蓋斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)　ΔH，則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。]
題號
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5．反應CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g) 在某溫度下正向自發進行，若反應的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝
17 kJ·mol-1，則下列正確的是(　　)
A．ΔH>0，ΔH－TΔS＜0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS＜0
題號
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√
A　[該反應在某溫度下能夠正向自發進行，這說明ΔH－ TΔS<0，根據化學方程式可知該反應的ΔS＞ 0，所以如果 ΔH＜ 0，|ΔH|＝ 17 kJ·mol－1，則 |ΔH－ TΔS|>17 kJ·mol－1，與題意不符，因此該反應的反應熱 ΔH＞ 0，故選A。]
題號
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6．在化學反應A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)　ΔH＝Q kJ·mol-1過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。
題號
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(1)Q____(填“＞”“＜” 或“＝” )0。
(2)熵變ΔS_____(填“＞”“＜” 或“＝”)0。
(3)該反應_____(填“能” 或“不能” )正向
自發進行。
＜
＞
能
[解析]　(1)據圖像可知，該反應是放熱反應，故 Q＜0。(2)據反應特點可知，該反應是熵增大的反應。(3)據ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知該反應能正向自發進行。
題號
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7．(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發生反應：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，該反應的ΔH____(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS____0，在低溫下，該反應_____
(填“能” 或“不能” )正向自發進行。
(2)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol-1，該反應能夠自發進行的反應條件是______。
題號
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[解析]　(2)自發反應的條件是ΔH－TΔS＜0，即ΔH0，故T值較大時，反應能夠正向自發進行。
>
>
不能
高溫
(選擇題有一個或兩個選項符合題目要求)
8．現有兩個熱化學方程式：
題號
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下列說法正確的是(　　)
A．反應①②中都存在：ΔS＞0
B．反應①一定不能自發進行
C．在通常情況下，①②都能自發進行
D．反應②低溫時，可自發進行
√
√
BD　[由題中熱化學方程式可知，反應①②均為熵減反應，即ΔS＜0，A項錯誤；反應①ΔH＞0，ΔS＜0，則ΔH－TΔS＞0，所有溫度下反應都不能正向自發進行，B項正確；由B項可知，反應①在所有溫度下都不能正向自發進行；反應②的ΔH＜0，ΔS＜0，則在低溫時，ΔH－TΔS＜0，即反應②低溫時，可正向自發進行，C項錯誤；由C項分析知D項正確。]
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9．焦炭常用于冶煉工業。已知反應①：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；反應②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)。反應①②的ΔG與溫度關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
題號
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A．反應②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的
ΔS<0、ΔH＞0
B．983 K是兩個反應主次趨勢變化的轉
折點
C．L1對應反應①
D．當溫度低于983 K時，過量焦炭的氧化產物以反應②生成CO2為主
√
√
BD　[反應②的ΔS<0，273 K時能自發進行，要滿足ΔG＝ΔH－TΔS<0，則ΔH<0，A錯誤；相同條件下，ΔG越小，說明它能夠反應的趨勢越大，983 K時兩反應的ΔG相等，之后兩反應的ΔG大小關系發生變化，則反應主次趨勢發生變化，所以983 K是反應主次趨勢變化的轉折點，B正確；反應①的ΔS>0，則－ΔS<0，所以斜率小于0，L2對應反應①，C錯誤；當溫度低于983 K時，L1的ΔG更小，L1對應反應②，所以過量焦炭的氧化產物以反應②生成CO2為主，D正確。]
題號
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10．工業上通過熔融狀態下的反應Na＋KCl===NaCl＋K來制取金屬鉀，反應溫度通常為850 ℃，有關數據如下表所示，下列說法錯誤的是(　　)
題號
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√
Na K NaCl KCl
熔點/℃ 97.8 63.7 801.0 770
沸點/℃ 883 774 1 413 1 500
A．鉀比鈉活潑
B．該反應的ΔS>0
C．該反應的溫度可低于774 ℃
D．850 ℃條件下該反應ΔH－TΔS<0
C　[金屬性鉀大于鈉，故鉀比鈉活潑，A正確；根據表格中數據，當溫度高于K的沸點時，K為氣態，其他為液態，有利于鉀轉化為蒸氣從反應體系中分離，使得反應產物濃度減小，有利于化學平衡正向移動，所以熵變大于0，B正確；為更快、更有利于制取金屬K，反應溫度應該高于金屬K的沸點(774 ℃)，C錯誤；850 ℃時，鉀呈氣態，這時平衡正向移動，反應可正向自發進行，故ΔG<0，ΔH－TΔS<0，D正確。]
題號
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11．根據所學的知識和經驗，判斷下列變化在常溫下的焓變、熵變及正向自發性，填表。
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變化 ΔH ΔS 正向自發性

2NO2(g) N2O4(g)
2Fe3+(aq)＋Cu(s)=== 2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
ΔH＞0
ΔS<0
不能自發
ΔH＜0
ΔS＜0
自發
ΔH＜0
ΔS＞0
自發
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自發
[解析]　先判斷 ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判斷ΔS的“＋”“－”，最后根據常溫 (298 K)判斷ΔH－ TΔS的“＋”“－”。
題號
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12．(1)已知：298 K、101 kPa時，反應CaO(s)＋SO2(g)=== CaSO3(s)　ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1。若此反應中ΔH和ΔS不隨溫度變化而變化，則保持此反應正向自發進行的溫度應低于________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋118.8 J·mol-1·K-1。則水的沸點約為________。
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2 127 K
370.4 K
(3)已知在298 K時，由石墨生成金剛石的反應的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，則金剛石的熵S金＝____________________(化學反應的熵變是反應產物的總熵與反應物的總熵之差)，這兩種碳的同素異形體中更有序的是________。
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＋2.436 J·mol-1·K-1
金剛石
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(3)石墨轉化為金剛石的反應為C(s，石墨)===C(s，金剛石)，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≈＋2.436×10-3kJ·mol-1·K-1＝2.436 J·mol-1·K-1。熵用來描述體系的無序程度，無序程度越小，體系的熵值就越小，或者說體系的熵值越小，則越有序。通過上面的計算知S金題號
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