2.1化學反應的方向-2024-2025學年高二化學學與練（2019選擇性必修1）

第二章化學反應的方向、限度與速率第一節(jié)化學反應的方向1．了解焓變與熵變的含義。2．理解焓變、熵變與反應方向的關系。3．能綜合運用焓變與熵變判斷反應進行的方向。重點：根據(jù)綜合判據(jù)判斷應進行的方向。難點：根據(jù)綜合判據(jù)判斷應進行的方向。一、反應的自發(fā)性1．自發(fā)過程（1）含義：在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程。（2）特點①體系趨向于從高能量狀態(tài)轉變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。②在密閉條件下，體系趨向于從有序狀態(tài)轉變?yōu)闊o序狀態(tài)。③具有方向性：即過程的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，而其逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)。2．自發(fā)過程和自發(fā)反應自發(fā)過程自發(fā)反應含義在一定條件下，不用借助外力，就能自發(fā)進行的過程在給定的條件下，可以自發(fā)進行到顯著程度的化學反應特征具有方向性：即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進行，而該過程逆方向在該條件下不能自發(fā)進行舉例高山流水、自由落體、花香四溢燃燒反應應用（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(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。如通電將水分解為H2和O2【易錯警示】自發(fā)過程需要在一定的溫度和壓強下才可以發(fā)生。二、熵、熵變1、概念化學反應過程中發(fā)生熵變。對于確定的化學反應，在一定條件下具有確定的熵變。2．影響熵值大小的因素純物質熵值的大小與物質的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)以及溫度、壓強等因素有關。①相同條件下，物質不同，熵不同。②同一物質，S(高溫)＞S(低溫)；S(g)＞S(l)＞S(s)。3．反應熵變正負判斷依據(jù)(1)物質由固態(tài)到液態(tài)或氣態(tài)、由液態(tài)到氣態(tài)或的反應過程中，ΔS＞0。(2)對于一個特定的氣相反應，氣體體積增大的反應，一般ΔS＞0。三、化學反應的方向1．焓判據(jù)：放熱反應有利于反應自發(fā)進行2．熵判據(jù)：熵增反應有利于反應自發(fā)進行（1）物質的混亂度：體系的混亂度越大，熵值越大（2）物質的聚集狀態(tài)：同一物質：S（g）＞S（l）＞S（s）（3）物質的復雜程度：一般組成物質的原子種類相同時，分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度越大，熵值越大（4）計算式：△S＝S（生成物）－S（反應物）變化過程熵變反應類型增體反應△S＞0熵增反應減體反應△S＜0熵減反應鹽的溶解△S＞0熵增反應電離過程△S＞0熵增反應3．復合判據(jù)：ΔH－TΔS＜0，反應正向自發(fā)進行（1）適用條件：恒溫恒壓（2）局限性：只能判斷反應發(fā)生的可能性，不能判斷反應是否實際發(fā)生4．溫度對反應方向的影響焓變(ΔH)熵變(ΔS)反應在某狀況下能否自發(fā)進行＜0＞0任何溫度都能自發(fā)進行＞0＜0任何溫度都不能自發(fā)進行＜0＜0取決于溫度，低溫自發(fā)＞0＞0取決于溫度，高溫自發(fā)5．反應自發(fā)進行的最低或最高溫度的計算（1）計算依據(jù)：△H－T△S≤0①若△S＞0，則T≥，為最低溫度②若△S＜0，則T≤，為最高溫度（2）注意單位的換算①△S的單位為：J·mol－1·K－1②△H的單位為：kJ·mol－1③T的單位為：K【易錯警示】(1)在利用ΔH－TΔS作為判據(jù)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(tǒng)一。(2)利用ΔH、ΔS的符號和ΔH－TΔS進行推理，可以減少計算量。1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)CaCO3(s)eq\o(=,\s\up9(高溫))CaO(s)＋CO2(g)是一個熵減過程。()(2)－10℃的水結成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋該變化過程的自發(fā)性。()(3)吸熱且熵增加的反應，溫度越低反應越可能自發(fā)進行。()(4)由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復合判據(jù)，將更適合于所有的過程。()(5)一個反應的ΔH－TΔS＝0，則該反應處于平衡狀態(tài)。()(6)能自發(fā)進行的反應，一定是放熱反應()(7)同種物質不同狀態(tài)時熵值不同，氣態(tài)時最大()（8）熵增加的反應一定能自發(fā)進行（）（9）當溫度升高時，吸熱且熵增加的反應一定能自發(fā)進行（）（10）某吸熱反應能自發(fā)進行，因此該反應是熵增反應（）【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√（8）×（9）×（10）√2．（2024四川省成都市郫都區(qū)高二上學期11月期中）對于化學反應方向，下列說法錯誤的是A．非自發(fā)的反應不能通過改變條件使其成為自發(fā)反應B．一定溫度下，反應的，C．自發(fā)進行的化學反應的方向，應由焓判據(jù)和熵判據(jù)的復合判據(jù)來判斷D．常溫下反應能自發(fā)進行，則該反應的【答案】A【解析】根據(jù)△G=△H－T△S，△G<0反應自發(fā)，因此某些非自發(fā)的反應能通過改變條件使其成為自發(fā)反應，A項錯誤；反應是熔融氯化鈉的電解，是吸熱反應，，反應后氣體分子數(shù)增多，是熵增加的過程，B項正確；根據(jù)△G=△H－T△S＜0可以自發(fā)進行，自發(fā)進行的化學反應的方向，應由焓判據(jù)和熵判據(jù)的復合判據(jù)來判斷，C項正確；根據(jù)△G=△H－T△S＜0常溫可以自發(fā)進行，該反應，則，D項正確。3．硝酸銨溶于水的過程是吸熱過程，但能自發(fā)進行。請回答下列問題：（1）硝酸銨溶于水的過程中體系的混亂度（填“增大”或“減小”“不變”，下同）熵值______，△S______（填“＞”或“＜”“＝”）0。（2）該過程中體系的能量______（填“升高”或“降低”“不變”）；若用單一的方向判據(jù)來解釋，你認為應用______判據(jù)；這一過程能自發(fā)進行，說明______效應大于______效應。【答案】（1）增大＞（2）降低熵變熵變焓變【解析】（1）依據(jù)題干信息可知，硝酸銨溶于水的過程是溶解后電離出自由移動離子的過程，體系的混亂度增大，熵變△S大于0；（2）熵變增大的放熱反應能自發(fā)進行，硝酸銨溶于水的過程是吸熱過程，體系的能量降低，若用單一的方向判據(jù)來解釋應用熵變判據(jù)，這一過程能自發(fā)進行，說明熵變效應大于焓變效應。?問題一反應熵變的判斷【典例1】下列反應中，熵減小的是（）。A．（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）B．2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）C．MgCO3（s）＝MgO（s）+CO2（g）D．2CO（g）＝2C（s）+O2（g）【答案】D【解析】化學反應中，氣體物質的量增加的反應方向為熵增加的方向，反之為熵減小的方向，所以A、B、C三項均為熵增加的反應，D為熵減小的反應?！窘忸}必備】熵變正負的判斷：（1）物質由固態(tài)到液態(tài)、由液態(tài)到氣態(tài)或由固態(tài)到氣態(tài)的過程，熵變?yōu)檎?，是熵增加的過程。（2）氣體體積增大的反應，熵變通常都是正值，是熵增加的反應。（3）氣體體積減小的反應，熵變通常都是負值，是熵減小的反應?！咀兪?1】（2024四川省自貢市第一中學校高二上學期期中）已知：變化如圖所示。下列判斷正確的是選項ABCD【答案】B【解析】液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，需要吸收能量，；等量的相同物質，處于氣態(tài)時混亂程度大于處于液態(tài)時混亂程度，；B項正確。【變式12】（2024福建省三明市四地四校高二上學期期中聯(lián)考）根據(jù)所學知識和已有生活經驗，下列變化過程中ΔS<0的是A．2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)B．NH4NO3(s)=NH(aq)+(aq)C．H2O(s)→H2O(l)D．Mg(s)+H2SO4(aq)=MgSO4(aq)+H2(g)【答案】A【解析】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，氣體的量減小，熵減少，ΔS<0，A項正確；，混亂度增大，，B項錯誤；同種物質固態(tài)的熵小于液態(tài)小于氣態(tài)，所以混亂度增大，，C項錯誤；有氣體生成，混亂度增大，，D項錯誤。?問題二自發(fā)過程與自發(fā)反應【典例2】（2024甘肅省武威市天祝一中、民勤一中、古浪一中等四校11月期中聯(lián)考）化學與生活息息相關。下列不屬于自發(fā)進行的變化是A．墨汁加到清水中使整杯水變黑B．水在0℃以下結為冰C．石灰石轉化為生石灰D．鐵器在潮濕的空氣中生銹【答案】C【解析】墨汁濃度大于水，微粒向濃度低的方向分散是自發(fā)進行的物理變化，A不符合題意；水的凝固點為0℃，水在常溫下是液體，冰在室溫下融化成水，是自發(fā)進行的物理變化，B不符合題意；石灰石轉化為生石灰需要在高溫條件下進行，該變化過程在常溫下不是自發(fā)進行的，C符合題意；鐵在潮濕的空氣中生銹是發(fā)生了電化腐蝕，發(fā)生了吸氧腐蝕，是自發(fā)進行的變化，D不符合題意。【變式21】下列反應屬于非自發(fā)反應的是A．鈉與水反應B．氫氣在氧氣中燃燒生成水C．水分解變成氫氣和氧氣D．氨氣和氯化氫相遇變成氯化銨【答案】C【解析】鈉與水在常溫下能夠發(fā)生反應，A項錯誤；雖然需要點燃或加熱，但反應一旦發(fā)生，就能自發(fā)地進行下去，B項錯誤；水分解變成氫氣和氧氣需要持續(xù)不斷的通電，所以水分解變成氫氣和氧氣是非自發(fā)的反應，C項正確；氨氣與氯化氫相遇變成氯化銨，在常溫條件下能夠發(fā)生，D項錯誤。【變式22】（2024浙江省臺州市臺州八校聯(lián)盟高二上學期11月期中聯(lián)考）下列屬于自發(fā)進行的反應是A．紅墨水加到清水中使整杯水變紅B．冰在室溫下融化成水C．電解水生成氫氣和氧氣D．鐵器在潮濕的空氣中生銹【答案】D【解析】紅墨水濃度大于水，微粒向濃度低的方向分散是自發(fā)進行的物理變化，A項錯誤；冰在室溫下融化成水，該過程是物理變化不是化學變化，B項錯誤；電解水生成氫氣和氧氣，需要在通電的情況下進行，無法自發(fā)進行，C項錯誤；鐵器在潮濕的空氣中生銹，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，可自發(fā)進行，D項正確。?問題三反應焓變與反應方向【典例3】（2023河北省邢臺市第二中學高二上學期第一次月考）下列說法正確的是A．放熱反應都能自發(fā)進行，吸熱反應都不能自發(fā)進行B．電解水為自發(fā)反應C．反應NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的△H＞0D．W(s)+xG(g)=2Q(g)△H＜0，能自發(fā)進行，x可能等于1【答案】D【解析】大多數(shù)放熱反應能自發(fā)進行，有些吸熱反應也能自發(fā)進行，A項錯誤；電解水是在外電場的作用下強制發(fā)生的氧化還原反應，不是自發(fā)反應，B項錯誤；反應能自發(fā)進行的判據(jù)是，由反應方程式可知，該反應的，要使，必須滿足，C項錯誤；反應，若為1，，該反應一定能自發(fā)進行，D正確。【解題必備】自發(fā)反應與吸熱反應、放熱反應的關系（1）多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應。（2）不少吸熱反應也能自發(fā)進行。（3）ΔH<0，有利于反應自發(fā)進行，但不能僅用反應焓變來判斷反應能否自發(fā)進行?！咀兪?1】下列說法正確的是A．自發(fā)反應是指不需要條件就能發(fā)生的反應B．非自發(fā)過程在任何條件下都不可能變?yōu)樽园l(fā)過程C．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學反應進行的方向D．常溫下，反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的△H＞0【答案】D【解析】自發(fā)反應是指在一定溫度和壓強下，不需要外界幫助即可發(fā)生的化學反應，A項錯誤；非自發(fā)過程在一定條件下可能變?yōu)樽园l(fā)過程，如碳酸鈣受熱分解的反應是熵增的吸熱反應，常溫下為非自發(fā)反應，而在高溫下可自發(fā)進行，B項錯誤；使用催化劑只能降低反應的活化能，加快反應速率，但不能改變化學反應進行的方向，C項錯誤；碳與二氧化碳生成一氧化碳的反應是熵增的反應，由常溫下該反應不能自發(fā)進行可知，反應ΔH—TΔS＞0，則該反應的焓變ΔH＞0，D項正確?！咀兪?2】（2024浙江省寧波市金蘭教育合作組織高二上學期期中聯(lián)考）下列說法正確的是A．凡是放熱反應都是自發(fā)的，因為吸熱反應都是非自發(fā)的B．非自發(fā)反應在任何情況下都不會發(fā)生反應C．常溫下，反應不能自發(fā)進行，則該反應的D．標準狀況下，熵值：1mol＜1molCO【答案】C【解析】判斷化學反應進行的方向從焓變和熵變兩個維度去判斷，當，反應可自發(fā)進行；即當ΔH＜0，ΔS＞0時，一定能夠自發(fā)進行；當ΔH＜0，ΔS＜0時低溫下能夠自發(fā)進行，當ΔH＞0，ΔS＞0時，高溫下能夠自發(fā)進行，當ΔH＞0，ΔS＜0時，一定不能自發(fā)進行。由分析可知，放熱反應不一定都是自發(fā)的，吸熱反應也不都是非自發(fā)的，A項錯誤；由分析可知，非自發(fā)反應在外界條件改變時可能會自發(fā)進行反應，B項錯誤；常溫下，反應該反應的ΔS＞0，故其常溫下不能自發(fā)進行，是因為該反應的ΔH＞0，必須高溫時才能自發(fā)進行，C項正確；相同條件下，氣體相對分子質量越大，熵值越大，標準狀況下，熵值：1molCO2＞1molCO，D項錯誤。?問題四反應熵變與反應方向【典例4】（2024黑龍江省齊齊哈爾市普高聯(lián)誼校高二上學期期中）下列說法錯誤的是A．水汽化的過程中，、B．絕熱狀態(tài)下體系會自發(fā)趨向混亂度增大方向進行C．恒溫恒壓下，且的反應一定不能自發(fā)進行D．低溫有利于合成氨反應的自發(fā)進行【答案】C【解析】水汽化的過程是一個氣體體積增大的吸熱過程，即、，A項正確；反應傾向于向熵增方向進行，故絕熱狀態(tài)下體系會自發(fā)趨向混亂度增大方向進行，B項正確；根據(jù)自由能變判據(jù)可知，恒溫恒壓下，且的反應一定能自發(fā)進行，C項錯誤；已知合成氨反應是一個氣體體積減小的放熱反應，根據(jù)自由能變判據(jù)可知，低溫有利于合成氨反應的自發(fā)進行，D項正確?！窘忸}必備】（1）熵增加有利于反應的自發(fā)進行。（2）某些熵減小的反應在一定條件下也能自發(fā)進行。（3）不能僅用反應熵變來判斷反應能否自發(fā)進行?！咀兪?1】（2024河南省新高中創(chuàng)新聯(lián)盟TOP二十名校高二上學期11月調研）下列敘述正確的是A．焓減反應一定能自發(fā)進行B．熵增反應一定能自發(fā)進行C．利用可以消除污染D．吸熱反應在較高溫度下能自發(fā)進行【答案】D【解析】反應能否自發(fā)進行取決于ΔHTΔS<0是否成立，熵減反應能否自發(fā)進行還要看反應是吸熱反應還是放熱反應以及反應溫度，A項錯誤；反應能否自發(fā)進行取決于ΔHTΔS<0是否成立，熵增反應能否自發(fā)進行還要看反應是吸熱反應還是放熱反應以及反應溫度，B項錯誤：CO分解是吸熱反應、熵減反應，在任何溫度下均不能自發(fā)進行，C項錯誤；五氧化二氮分解是吸熱反應，正反應是熵增反應，根據(jù)ΔHTΔS<0反應能自發(fā)進行，在較高溫度下能自發(fā)進行，D項正確?！咀兪?2】對于化學反應方向的確定，下列說法中正確的是（）。A．溫度、壓強一定時，放熱的熵減小的反應一定能自發(fā)進行B．溫度、壓強一定時，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向C．反應焓變是決定反應能否自發(fā)進行的惟一因素D．固體的溶解過程只與焓變有關，與熵變無關【答案】B【解析】放熱的熵減小的反應，如在較高的溫度下，當△H－T△S＞0時，不能自發(fā)進行，A錯誤；反應能否自發(fā)進行，取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，當△H－T△S＜0時，反應能自發(fā)進行，B正確；由B可知，反應能否自發(fā)進行取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，C錯誤；固體溶解過程，體系混亂度增大，所以是熵增的過程，與熵變有關，D錯誤。?問題五化學反應方向的判斷【典例5】（2024新疆巴音郭楞蒙古自治州高二上學期1月期末）下列反應是熵變、焓變均增大，且常溫可以自發(fā)進行的是A．B．C．D．

【答案】A【解析】該反應的，，焓增、熵增，且常溫下該反應可以自發(fā)進行，A符合題意；該反應放熱，焓減，，熵減，常溫下可以自發(fā)進行，B不合題意；該反應，焓增，，熵增，依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0可以自發(fā)進行可判斷常溫非自發(fā)，高溫自發(fā)，C不合題意；該反應，焓減，，熵減，常溫下自發(fā)進行，D不合題意。【解題必備】ΔH與ΔS共同影響一個化學反應在一定條件下能否自發(fā)進行，它們與化學反應速率無關。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：【變式31】（2024河北省石家莊市河北正定中學高二上學期第二次月考）下列說法正確的是A．能自發(fā)進行的反應一定能迅速發(fā)生B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應的△H<0C．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H>0，該反應在高溫下能自發(fā)進行D．加入合適的催化劑能改變反應的焓變，使非自發(fā)反應轉化為自發(fā)反應【答案】C【解析】自發(fā)進行的反應需要一定的反應條件才能進行，不一定能實際發(fā)生，A項錯誤；該反應是熵值增加的反應，△S>0，△HT△S<0，反應才能自發(fā)，由于在室溫下不能自發(fā)進行，則該反應的△H>0，B項錯誤；△HT△S<0，反應才能自發(fā)，NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H>0，△S>0，該反應在高溫下能自發(fā)進行，所以化學反應在高溫下能自發(fā)進行，C項正確；催化劑通過降低反應活化能加快反應速率，但不能改變反應的焓變，D項錯誤?！咀兪?2】（2025貴州省貴陽市高三上學期摸底考試）是生產金屬鈉及其化合物的重要中間體，利用以下反應可將轉化為：，下列說法正確的是A．發(fā)生氧化反應B．是還原產物C．該反應在低溫下不能自發(fā)進行D．理論上消耗，轉移電子【答案】D【解析】由方程式可知，反應中碳元素的化合價升高被氧化，碳是反應的還原劑、一氧化碳是氧化產物，氯元素的化合價降低被還原，氯氣是氧化劑、四氯化鈦是還原產物，鈦元素和氧元素的化合價沒有發(fā)生變化，二氧化鈦既不是氧化劑也不是還原劑。由分析可知，二氧化鈦既不是氧化劑也不是還原劑，不可能發(fā)生氧化反應，A項錯誤；由分析可知，一氧化碳是氧化產物，B項錯誤；該反應是熵增的放熱反應，任何溫度下反應ΔH—TΔS均小于0，都能自發(fā)進行，C項錯誤；由方程式可知，反應消耗2mol氯氣時，轉移電子的物質的量為4mol，則反應消耗1mol氯氣時，轉移電子的物質的量為2mol，D項正確。?問題六反應自發(fā)溫度的計算【典例6】工業(yè)上利用甲烷制取碳黑的反應是：①CH4（g）C（s）+2H2（g）ΔH（298K）＝74.848kJ·mol－1ΔS（298K）＝80.674J·mol－1·K－1反應過程中容易發(fā)生副反應：②2CH4（g）C2H2（g）+3H2（g）ΔH（298K）＝376.426kJ·mol－ΔS（298K）＝220.211J·mol－1·K－1下列有關說法中正確的是（）。A．反應①在常溫下就可以自發(fā)進行B．焓變是副反應②自發(fā)進行的決定因素C．制取碳黑允許的最低溫度是927.8KD．溫度越高對制取碳黑越有利【解析】C【解析】ΔH－TΔS＝74.848kJ·mol－1－80.674×10－3kJ·mol－1·K－1×298K≈50.807kJ·mol－1＞0，所以該反應常溫下不自發(fā)進行，A錯誤；反應②是熵增加的吸熱反應，熵變是決定該反應能否自發(fā)進行的因素，B錯誤；制取碳黑時，ΔH－TΔS＝74.848kJ·mol－1－80.674×10－3kJ·mol－1·K－1×T＜0，得T＞927.8K，即制取碳黑的最低溫度為927.8K，C正確；溫度過高時，可能會發(fā)生反應②，D錯誤?！窘忸}必備】ΔH－TΔS的有關計算1．反應自發(fā)進行的最低或最高溫度的計算（1）計算依據(jù)：△H－T△S≤0①若△S＞0，則T≥，為最低溫度②若△S＜0，則T≤，為最高溫度（2）注意單位的換算①△S的單位為：J·mol－1·K－1②△H的單位為：kJ·mol－1③T的單位為：K2．物質三態(tài)變化過程中的轉折溫度（熔點、沸點、升華點）為平衡溫度3．利用ΔH、ΔS的符號和ΔH－TΔS進行推理，可以減少計算量?！咀兪?1】已知2CO（g）CO2（g）+C（s），T＝980K時，ΔH－TΔS＝0。當體系溫度低于980K時，估計ΔH－TΔS的正負符號為__________；當體系溫度高于980K時，ΔH－TΔS的正負符號為__________。在冶金工業(yè)中，以C作為還原劑，溫度高于980K時的氧化產物是以__________為主，低于980K時以__________為主。【答案】負正COCO2【解析】由2CO（g）CO2（g）+C（s）可知ΔS＜0，T＝980K時，ΔH－TΔS＝0，故ΔH＜0；當T＜980K時，ΔH－TΔS＜0。以C作還原劑，T＞980K時，2CO（g）CO2（g）+C（s）逆反應自發(fā)進行，氧化產物以CO為主；T＜980K時，2CO（g）CO2（g）+C（s）正反應自發(fā)進行，氧化產物以CO2為主。【變式62】已知298K時存在下列數(shù)據(jù)：物質Na2SO4·10H2O（s）Na2SO4（s）H2O（l）△fH/kJ·mol－1－4324.08－1384.49－241.83Na2SO4·10H2O（s）＝Na2SO4（s）+10H2O（l）△S＝1443.8J·mol－1·K－1。（1）通過計算說明上述反應在298K、100kPa時______（填“能”或“不能”）自發(fā)進行。（2）欲在100kPa時使上述反應體系發(fā)生逆轉，溫度的范圍是____________?！敬鸢浮浚?）不能（2）T＞361K【解析】由標準摩爾生成焓求得△H后，再利用△H－T△S判斷反應的方向。（1）△H＝△fH（Na2SO4）+10△fH（H2O）－△fH（Na2SO4·10H2O）＝（－1384.49kJ·mol－1）+（－241.83kJ·mol－1）－（－4324.08kJ·mol－1）＝521.3kJ·mol－1，△H－T△S＝521.3kJ·mol－1－298K×1443.8×10－3kJ·mol－1·K－1＝91kJ·mol－1＞0，所以該反應正向不能自發(fā)。（2）要使反應體系發(fā)生逆轉，必須滿足△H－T△S＝521.3kJ·mol－1－T×1443.8×10－3kJ·mol－1·K－1＜0，即T＞361K。1．（2023上海市育才中學高二下學期（等級考）期中調研）下列過程屬非自發(fā)的是A．水由高處向低處流B．室溫下水結成冰C．氣體從高密度處向低密度處擴散D．加熱鐵棒一端，熱量傳向另一端【答案】B【解析】水由高處向低處流勢能減小，自發(fā)進行，A不符合題意；水結成冰這個變化，雖然是放熱的，但是同時也是熵減的，因此必須在某一溫度（0°C）以下才能自發(fā)進行，室溫下不能自發(fā)進行，B符合題意；氣體從高密度處向低密度處擴散是自發(fā)過程，C不符合題意；加熱鐵棒一端，熱量傳向另一端是自發(fā)過程，D不符合題意。2．（2024高一下學期期末教學質量檢測）水凝結成冰的過程中，其焓變和熵變正確的是A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH<0，ΔS<0D．ΔH>0，ΔS<0【答案】C【解析】水結成冰，凝固放熱，且同種物質液態(tài)混亂程度大于固態(tài)，故為熵減的過程，即ΔH<0，ΔS<0，選C項正確。3．（2024四川省成都成飛中學高二上學期10月月考）以下說法中正確的是A．所有?H<0的反應均是自發(fā)反應B．冰在室溫下自動熔化成水，是熵增的過程C．高錳酸鉀加熱分解是一個熵減小的過程D．自發(fā)進行的反應一定能迅速進行【答案】B【解析】高溫條件下熵減的放熱反應的?HT?S＞0，反應不能自發(fā)進行，A錯誤；冰在室溫下自動熔化成水是一個混亂度增大的熵增的過程，B正確；高錳酸鉀受熱分解生成氧氣的反應是一個熵增的反應，C錯誤；反應能否自發(fā)進行與反應速率無關，則自發(fā)進行的反應不一定能迅速進行，D錯誤。4．（2023河南省創(chuàng)新聯(lián)盟高二上學期第三次聯(lián)考）下列反應或過程沒有自發(fā)性的是A．高溫下，煅燒石灰石B．常溫下，水分解成氫氣與氧氣C．雙氧水在催化作用下分解D．常溫下，冰融化為水【答案】B【解析】煅燒石灰水的反應是一個熵增焓增的反應，高溫下可自發(fā)進行，A不符合題意；水分解成氫氣與氧氣的反應不能自發(fā)進行，在外接電源的作用下電解，B項符合題意；雙氧水在催化作用下自發(fā)分解，C不符合題意；常溫下，冰融化為水為自發(fā)過程，D不符合題意。5．（2024浙江省杭州市及周邊重點中學高二上學期11月期中）下列為熵增反應的是A．硝酸銨晶體溶于水B．氨氣和氯化氫氣體反應C．乙烯聚合為聚乙烯D．碳和水蒸氣制備水煤氣【答案】D【解析】硝酸銨晶體溶于水，熵增加，但不是化學反應，A項錯誤；氨氣和氯化氫氣體反應生成固體氯化銨，氣體物質的量減小，是熵減的反應，B項錯誤；乙烯聚合為聚乙烯的過程中氣體轉化為固體，是熵減的反應，C項錯誤；碳和水蒸氣制備水煤氣的反應為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，反應為氣體體積增大的反應，為熵增反應，D項正確。6．（2024安徽省合肥六校聯(lián)盟高二上學期期中聯(lián)考）下列對于化學反應方向說法不正確的是A．自發(fā)進行的化學反應的方向，應由焓判據(jù)和熵判據(jù)的復合判據(jù)來判斷B．一定溫度下，反應的C．知道了某過程有自發(fā)性之后，就能確定該過程是否一定會發(fā)生D．某些非自發(fā)的反應能通過改變條件使其成為自發(fā)反應【答案】C【解析】根據(jù)G=HTS，自發(fā)進行的化學反應的方向，應由焓判據(jù)和熵判據(jù)的復合判據(jù)來判斷，A項正確；反應2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g)是熔融氯化鈉的電解，是吸熱反應H>0，反應后氣體分子數(shù)增多是熵增加的過程S>0，B項正確；知道了某過程有自發(fā)性之后，不能確定該過程是否一定會發(fā)生，因為可能還受活化能、溫度壓強等的影響，C項錯誤；根據(jù)G=HTS，G<0反應自發(fā)，因此某些非自發(fā)的反應能通過改變條件使其成為自發(fā)反應，D項正確。7．（2024四川省涼山州西昌市高二上學期期中）下列有關化學反應方向的判斷正確的是A．放熱反應一定能自發(fā)進行B．凡是需要加熱的反應都不能自發(fā)進行C．物質的量增加的反應，△S為正值，一定能自發(fā)進行D．在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的△H＜0【答案】D【解析】反應是否能夠自發(fā)進行，不僅與焓變有關，也與熵變有關。若△HT△S＜0，反應就能夠自發(fā)進行，若△HT△S＞0，反應就不能自發(fā)進行，因此放熱反應不一定就能自發(fā)進行，A項錯誤；需要在加熱條件下進行的化學反應，有的能夠自發(fā)進行，有的不能自發(fā)進行，B項錯誤；反應是否能夠自發(fā)進行，不僅與熵變有關，也與焓變有關。當△HT△S＜0，反應就能夠自發(fā)進行，當△HT△S＞0，反應就不能自發(fā)進行。當△S為正值，△H也為正值，反應在高溫下，△HT△S＜0反應能夠自發(fā)進行，在低溫下△HT△S＞0就不能自發(fā)進行，C項錯誤；反應是氣體體積減小的反應，△S＜0，在常溫下該反應能自發(fā)進行，則△HT△S＜0，說明該反應的焓變△H＜0，D項正確。8．（2024上海市向明中學高二下學期期中）生物質合成氣可用于合成燃料甲醇。已知：

。已知該反應的，該反應的焓變和熵變隨溫度變化很小，可視為常數(shù)，則此反應自發(fā)進行的溫度范圍是(保留兩位小數(shù))?！敬鸢浮縏<409.45K【解析】ΔG=ΔH－TΔS，ΔG<0，可自發(fā)進行，ΔG=ΔH－TΔS=T×<0，T<409.45K。1．（2024廣東省深圳市寶安區(qū)高二上學期調研測試）化學為我國航天事業(yè)的發(fā)展保駕護航。天和核心艙中有電解水和制水反應兩步反應，制水反應為。下列有關說法錯誤的是A．制水反應的B．運載火箭使用的液氫燃料具有高能、無污染的特點C．電解水反應的能量變化形式是電能轉化為化學能D．上述兩步反應解決了核心艙中的來源、的清除和水的循環(huán)利用的問題【答案】A【解析】根據(jù)制水反應可知，隨反應進行，氣體分子數(shù)減少，因此該反應的，A項錯誤；液氫燃料燃燒熱值高，燃燒產物為水，因此具有高能、無污染的特點，B項正確；電解水反應屬于吸熱反應，反應過程中電能轉化為化學能，C項正確；電解水可以生成，解決了核心艙中的來源問題；制水反應消耗的同時生成水，解決了的清除和水的循環(huán)利用問題，D項正確。2．（2024河南省信陽市淮濱縣二上學期11月期中）已知反應低溫時不反應，高溫時自發(fā)進行，則該反應的、為A．，B．，C．，D．，【答案】A【解析】反應是氣體體積增大的反應，所以ΔS>0，當ΔHTΔS<0時反應能夠自發(fā)進行，而該反應低溫時不反應，高溫時自發(fā)進行，說明ΔH>0，A項正確。3．（2023年浙江省寧波市普通高中化學競賽）標準狀況下，1mol純物質的規(guī)定熵，叫做標準摩爾熵，用符號S?m表示。相關數(shù)據(jù)(298K)如下表，通過數(shù)據(jù)分析得出的下列結論不正確的是物質N2(g)O2(g)F2(g)Cl2(g)CO(g)NO(g)CO2(g)COS(g)S?m(J·mol1·K1)191.6205.2173.8186.9197.7210.8213.8A．組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，標準摩爾熵越大B．相對分子質量相同的物質，結構越復雜，標準摩爾熵越大C．反應的標準摩爾熵變D．推測羰基硫COS(g)的標準摩爾熵大于213.8J·mol1·K1【答案】C【解析】根據(jù)表格中氟氣和氯氣的標準摩爾熵可知，組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，標準摩爾熵越大，A項正確；根據(jù)表格中一氧化碳和氮氣的標準摩爾熵可知，相對分子質量相同的物質，結構越復雜，標準摩爾熵越大，B項正確；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，該反應的標準摩爾熵變=2×210.8191.6205.2=24.8，C項錯誤；和二氧化碳的結構相似，但是相對分子質量較大，且對稱性較差，故其標準摩爾熵大于二氧化碳的標準摩爾熵213.8J·mol1·K1，D項正確。4．橡皮筋在拉伸和收縮狀態(tài)時結構如圖：在其拉伸過程中有放熱現(xiàn)象，反之吸熱。25℃、101kPa時，下列化學反應的焓變、熵變和自發(fā)性與橡皮筋從拉伸狀態(tài)到收縮狀態(tài)一致的是（）。A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑B．Ba（OH）2?8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+10H2OC．2H2+O2＝2H2OD．CaCO3＝CaO+CO2↑【答案】B【解析】橡皮筋在拉伸過程中有放熱現(xiàn)象，即拉伸過程的焓變小于0，熵變小于0，且不自發(fā)，故橡皮筋從拉伸狀態(tài)到收縮狀態(tài)一致為吸熱反應，熵變大于0，且自發(fā)。鈉與水反應放熱，故不符合題意，A項錯誤，為吸熱反應，且熵大于0，符合題意，B項正確；氫氣燃燒放熱，故不符合題意，C項錯誤；碳酸鈣分解為吸熱，熵變大于0，但是非自發(fā)，D項錯誤。5．（2024廣東省部分名校高二上學期期末教學質量檢測）下列說法正確的是A．、的反應在溫度低時不能自發(fā)進行B．已知，則含20.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出的熱量等于28.65kJC．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向D．反應能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉變的傾向【答案】D【解析】由反應自發(fā)可知，、的反應在低溫能自發(fā)進行，A項錯誤；稀醋酸是弱酸，斷鍵需吸熱，所以20.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出的熱量小于28.65kJ，B項錯誤；催化劑的作用是降低反應活化能，不能改變反應方向，C項錯誤；由反應自發(fā)可知，該反應，則反應才能自發(fā)進行，D項正確。6．（2024陜西省漢中市多校高二上學期12月聯(lián)考）二氧化碳的捕捉與封存是實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一，也是未來實現(xiàn)低碳經濟轉型的重要環(huán)節(jié)。一些科學家利用太陽能加熱反應器來“捕捉”空氣中的(如圖所示)。下列說法正確的是A．步驟二的反應能否自發(fā)進行，與溫度有關B．步驟一中反應的C．步驟一與步驟二中的反應互為可逆反應D．CaO、均為酸性氧化物【