2.1《化学反应的方向》导学案（学生版）
[学习目标要求]
1.理解焓变与反应方向的关系。
2.了解熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。
3.理解熵变与反应方向的关系。
4.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
一、反应焓变与反应方向
1．自发过程：在温度和压强一定的条件下，不借助__________就能自动进行的过程。
2．反应焓变与反应方向的关系
(1)能自发进行的化学反应多数是________反应。
(2)有些________反应也能自发进行。
(3)反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
二、反应熵变与反应方向
1．熵
(1)概念：衡量____________的物理量，其符号为_____________________________，
单位为________________。
(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就________。
(3)影响因素
①同一物质：S(高温)____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。
②相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值________。
③S(混合物)____S(纯净物)。
2．熵变
(1)概念：________________与________________之差。
(2)计算式：ΔS＝____________________________________________________。
(3)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，熵变为________，是熵________的过程。
②气体体积增大的反应，熵变通常都是________，是熵______的反应。
③气体体积减小的反应，熵变通常都是________，是熵______的反应。
3．熵变与反应方向
(1)熵________有利于反应的自发进行。
(2)某些熵________的反应在一定条件下也能自发进行。
(3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1．反应方向的判据
(1)ΔH－TΔS____0 反应能自发进行。
(2)ΔH－TΔS____0 反应达到平衡状态。
(3)ΔH－TΔS____0 反应不能自发进行。
2．文字表述：在________、________一定的条件下，自发反应总是向____________________的方向进行，直至达到________状态。
3．局限性：仅仅可以用于判断恒温、恒压下反应发生的__________，不能说明反应在该条件下能否__________。
知识点一 焓变与反应方向
1．下列说法正确的是( )
A．放热反应一定是自发进行的反应
B．吸热反应一定是非自发进行的反应
C．自发进行的反应一定容易发生
D．有些吸热反应也能自发进行
2．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( )
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
知识点二 熵变与反应方向
3．下列对熵的理解不正确的是( )
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)是熵增的反应
4．在图(1)中A、B两个容器里，分别收集着两种不同的理想气体。若将中间活塞打开[如图(2)]，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A．此过程是从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程是从有序到无序，混乱度增大的过程
D．此过程是自发可逆的
知识点三 焓变与熵变对反应方向的共同影响
5．某反应：A===B＋C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是( )
A．ΔH<0、ΔS<0 B．ΔH>0、ΔS<0
C．ΔH<0、ΔS>0 D．ΔH>0、ΔS>0
6．以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
参考答案
基础落实
一、1.外部力量
2．(1)放热 (2)吸热
二、1.(1)体系混乱度 S J·mol－1·K－1
(2)越大 (3)①> > > ②越大 ③>
2．(1)反应产物总熵 反应物总熵
(2)∑S(反应产物)－∑S(反应物)
(3)①正值 增加 ②正值 增加 ③负值 减小
3．(1)增加 (2)减小
三、1.(1)< (2)＝ (3)>
2．温度 压强 ΔH－TΔS<0 平衡
3．可能性 实际发生
对点训练
1．D [放热反应容易自发进行，但不是所有的放热反应都能自发进行，吸热反应不易自发进行，但在一定条件下也可以自发进行；自发反应是在一定条件下进行的，所以A、B、C均不正确。]
2．C [多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说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。]
3．C [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，故C错误。]
4．D [气体扩散为熵增过程，可自发进行，但其逆过程为熵减过程，不能自发进行，D项错误。]
5．D [该反应在室温下不能自发进行，根据ΔH－TΔS可知，室温下ΔH－T(低)ΔS>0(1)，但在高温下能自发进行，即ΔH－T(高)ΔS<0(2)，综合(1)(2)可确定ΔH>0，ΔS>0。]
6．D [硝酸铵自发地溶于水，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；B、C都是吸热反应也都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。]
2.1《化学反应的方向》导学案（教师版）
[学习目标要求]
1.理解焓变与反应方向的关系。
2.了解熵变的概念，知道化学反应中存在熵变。
3.理解熵变与反应方向的关系。
4.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
一、反应焓变与反应方向
1．自发过程：在温度和压强一定的条件下，不借助__________就能自动进行的过程。
2．反应焓变与反应方向的关系
(1)能自发进行的化学反应多数是________反应。
(2)有些________反应也能自发进行。
(3)反应焓变与反应能否自发进行有关，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
二、反应熵变与反应方向
1．熵
(1)概念：衡量____________的物理量，其符号为_____________________________，
单位为________________。
(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就________。
(3)影响因素
①同一物质：S(高温)____S(低温)；S(g)____S(l)____S(s)。
②相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值________。
③S(混合物)____S(纯净物)。
2．熵变
(1)概念：________________与________________之差。
(2)计算式：ΔS＝____________________________________________________。
(3)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，熵变为________，是熵________的过程。
②气体体积增大的反应，熵变通常都是________，是熵______的反应。
③气体体积减小的反应，熵变通常都是________，是熵______的反应。
3．熵变与反应方向
(1)熵________有利于反应的自发进行。
(2)某些熵________的反应在一定条件下也能自发进行。
(3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1．反应方向的判据
(1)ΔH－TΔS____0 反应能自发进行。
(2)ΔH－TΔS____0 反应达到平衡状态。
(3)ΔH－TΔS____0 反应不能自发进行。
2．文字表述：在________、________一定的条件下，自发反应总是向____________________的方向进行，直至达到________状态。
3．局限性：仅仅可以用于判断恒温、恒压下反应发生的__________，不能说明反应在该条件下能否__________。
知识点一 焓变与反应方向
1．下列说法正确的是( )
A．放热反应一定是自发进行的反应
B．吸热反应一定是非自发进行的反应
C．自发进行的反应一定容易发生
D．有些吸热反应也能自发进行
2．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( )
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
知识点二 熵变与反应方向
3．下列对熵的理解不正确的是( )
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)是熵增的反应
4．在图(1)中A、B两个容器里，分别收集着两种不同的理想气体。若将中间活塞打开[如图(2)]，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A．此过程是从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程是从有序到无序，混乱度增大的过程
D．此过程是自发可逆的
知识点三 焓变与熵变对反应方向的共同影响
5．某反应：A===B＋C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是( )
A．ΔH<0、ΔS<0 B．ΔH>0、ΔS<0
C．ΔH<0、ΔS>0 D．ΔH>0、ΔS>0
6．以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
参考答案
基础落实
一、1.外部力量
2．(1)放热 (2)吸热
二、1.(1)体系混乱度 S J·mol－1·K－1
(2)越大 (3)①> > > ②越大 ③>
2．(1)反应产物总熵 反应物总熵
(2)∑S(反应产物)－∑S(反应物)
(3)①正值 增加 ②正值 增加 ③负值 减小
3．(1)增加 (2)减小
三、1.(1)< (2)＝ (3)>
2．温度 压强 ΔH－TΔS<0 平衡
3．可能性 实际发生
对点训练
1．D [放热反应容易自发进行，但不是所有的放热反应都能自发进行，吸热反应不易自发进行，但在一定条件下也可以自发进行；自发反应是在一定条件下进行的，所以A、B、C均不正确。]
2．C [多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说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。]
3．C [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，故C错误。]
4．D [气体扩散为熵增过程，可自发进行，但其逆过程为熵减过程，不能自发进行，D项错误。]
5．D [该反应在室温下不能自发进行，根据ΔH－TΔS可知，室温下ΔH－T(低)ΔS>0(1)，但在高温下能自发进行，即ΔH－T(高)ΔS<0(2)，综合(1)(2)可确定ΔH>0，ΔS>0。]
6．D [硝酸铵自发地溶于水，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据；B、C都是吸热反应也都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。]
2.1《化学反应的方向》教学设计
【教学目标】1、理解能量判据、熵的概念
2、理解能量判据和熵判据对化学反应进行方向的共同影响
3、学会利用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向
【教学重点】利用焓判据与熵判据判断反应进行的方向
【教学难点】综合利用焓判据与熵判据判断反应进行的方向
【教学过程】
【引导】在地球这个环境中，高山流水和低水高流现象能否自动发生？低水高流要实现采取什么办法？在低水高流过程中外界停止做功，过程还能否实现？
归纳自发和非自发过程的定义。自发过程是在一定条件下，不需外力能自动发生的过程。而非自发过程必须外界持续做功，否则，过程就会停止，这样的过程才叫做“非自发过程”。
根据定义判断以下过程的自发性。
1、盐酸滴加到石灰石上 2、二氧化碳气体通入氯化钙溶液中
【思考与交流】
⑴、高山流水是一个自动进行的自然过程。高处水一定会流到低处吗？流动的速率如何?
⑵、低处水可以流至高处么？可采取什么措施？
⑶、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？
一、自发过程与非自发过程
自发过程：在一定条件下， 的过程；
非自发过程：在通常状况下， 的过程。
【讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。
【探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。
观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处
(1)钠与水反应：2Na (s) + 2H2O (l) = 2NaOH (aq) + H2 (g) △H=－368 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
共同点：
二、自发过程的能量判据
能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外部做功或释放热量），这一经验规律就是能量判据。
注：能量判据又称焓判据，即△H 0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。
〖练习〗
1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
① C (金刚石、s)+O2 (g) ＝CO2 (g) △H1＝－395.41kJ/mol
② C (石墨、s)+O2 (g) ＝ CO2 (g) △H2＝－393.51kJ/mol
关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是
A、金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B、石墨转化成金刚石是自发进行的过程
C、石墨比金刚石能量低 D、金刚石比石墨能量低
2、知道了某过程有自发性之后，则
A、可判断出过程的方向 B、可确定过程是否一定会发生
C、可预测过程发生完成的快慢 D、可判断过程的热效应
【思考】判断下列过程中能量的变化情况：
1、冰→液态水→水蒸气
2、氯化钠晶体溶于水
【展示】自发进行的吸热反应：
N2O5分解： 2N2O5 (g)＝4NO2 (g)+O2 (g) △H= +56.7kJ/mol
碳铵的分解：(NH4 )2CO3 (s) ＝ NH4HCO3 (s)+NH3 (g) △H= +74.9 kJ/mol
【思考】分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况：
1、冰→液态水→水蒸气
2、氯化钠晶体溶于水
三、自发过程的熵判据
1、混乱度与熵
混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
——混乱度的增加意味着体系变得更加无序
熵： 热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S
——体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大
注：同一物质，在气态时熵最 ，液态时 ，固态时最 。
2、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S △S=S产物－S反应物
注：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向－－熵增
自发过程的熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。
【小结】自发过程的两大变化趋势：1、能量趋于
2、混乱度趋于
【思考】解释以下两种自发现象： ①室温时冰融化 ②－10℃时水结冰
四、化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低 焓(H)判据：(H(焓变)<0，放热反应
2、物质的混乱度趋于增加 熵(S)判据：(S(熵变)>0，熵增原理
焓变
熵变
化学反应能否自发进行
(H＜0
(S＞0
(H＞0
(S＜0
(H＜0
(S＜0
(H＞0
(S＞0
五、自主小结
1、自发和非自发过程
2、焓变和熵变是影响化学反应进行的两个因素
3、焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行
4、当这两个因素的方向相反时，反应是否自发呢？
课件16张PPT。普通高中课程标准实验教科书 化学反应原理（选修四）第二章
化学反应的方向、限度与速率第一节 化学反应的方向学习要求
1、理解能量判据、熵的概念
2、利用能量判据判断反应进行的方向
3、利用熵变判断反应进行的方向化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向——化学反应速率——化学平衡——能量判据和熵判据生活中的自发过程(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；(2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？化学反应中的自发过程(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=－802.3 kJ/mol(2)铁生锈：
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=－571.6 kJ/mol共同点——放热反应E反 >E生一、自发过程与能量判据1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态2、能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。练习1已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
① C(金刚石、s)+O2(g)==CO2(g)
△H1＝－395.41kJ/mol
② C(石墨、s)+O2(g)==CO2(g)
△H2＝－393.51kJ/mol
关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低AC练习2知道了某过程有自发性之后，则
可判断出过程的方向
可确定过程是否一定会发生
可预测过程发生完成的快慢
可判断过程的热效应A 有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用能量判据却无法解释清楚，例如：两种理想气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；
△H=+56.7kJ/mol碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);
△H=+74.9 kJ/mol自发进行的吸热反应二、熵与熵判据1．在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。3．同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。体系混乱度有增加的倾向三、能量判据和熵判据的应用能量判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向 熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向
很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。练习3碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是
A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。
B、碳铵分解是因为外界给予了能量
C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。A练习4下列反应中，在高温下不能自发进行的是D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)D熵减熵增熵增熵增1．过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。小结一、化学反应进行方向的判据1．能量判据2．熵判据二、理解熵的含义和熵的变化1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。2.1《化学反应的方向》课堂练习（教师版）
1．自发进行的反应一定是( )
A．吸热反应 B．放热反应
C．熵增加反应 D．熵增加或者放热反应
2．25℃和1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.76 kJ·mol－1自发进行的原因是( )
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减小的反应 D．熵增大效应大于能量效应
3．下列关于化学反应的自发性叙述正确的是( )
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
4．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )
A．CO(g)===C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
5．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使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、101 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
6.工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学的知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？
已知：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝233.8 kJ·mol－1，ΔS＝0.279 kJ·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH＝98 kJ·mol－1，ΔS＝0.144 2 kJ·mol－1·K－1
7．已知：反应CaCO3(s)===CaO(生石灰，s)＋CO2(g)
ΔH(298.15 K)＝178.3 kJ·mol－1 ΔS(298.15 K)＝169.6 J·mol－1·K－1。通过计算判断此反应在室温下能否自发进行，并粗略计算此反应能自发进行的最低温度。
8．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____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS____0。
(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不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是________________。
9．在298 K时，下列反应的ΔH依次为：
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH1＝－1 366.8 kJ·mol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0 J·mol－1·K－1、130.6 J·mol－1·K－1、5.74 J·mol－1·K－1、205.3 J·mol－1·K－1，则298 K时，由单质生成1 mol 乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分别为多少？
2.1《化学反应的方向》课堂练习（教师版）
1．自发进行的反应一定是( )
A．吸热反应 B．放热反应
C．熵增加反应 D．熵增加或者放热反应
2．25℃和1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.76 kJ·mol－1自发进行的原因是( )
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减小的反应 D．熵增大效应大于能量效应
3．下列关于化学反应的自发性叙述正确的是( )
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
4．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )
A．CO(g)===C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
5．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使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、101 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
6.工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学的知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？
已知：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝233.8 kJ·mol－1，ΔS＝0.279 kJ·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH＝98 kJ·mol－1，ΔS＝0.144 2 kJ·mol－1·K－1
7．已知：反应CaCO3(s)===CaO(生石灰，s)＋CO2(g)
ΔH(298.15 K)＝178.3 kJ·mol－1 ΔS(298.15 K)＝169.6 J·mol－1·K－1。通过计算判断此反应在室温下能否自发进行，并粗略计算此反应能自发进行的最低温度。
8．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____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS____0。
(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不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是________________。
9．在298 K时，下列反应的ΔH依次为：
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH1＝－1 366.8 kJ·mol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0 J·mol－1·K－1、130.6 J·mol－1·K－1、5.74 J·mol－1·K－1、205.3 J·mol－1·K－1，则298 K时，由单质生成1 mol 乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分别为多少？
参考答案与解析
1．D [自发进行的反应既可能是放热反应，也可能是熵增加反应。当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊且某一因素占主导地位，则有时候焓变占主导因素，有时候熵变占主导因素。]
2．D [熵增原理是解释部分自发过程的判据。熵是体系混乱度的量度，体系的混乱度越高，有序性越低，熵值就越高。吸热反应能够自发进行，必定是熵增反应，并且熵增大效应大于能量效应。]
3．A [ΔH<0，ΔS>0，该反应一定能自发进行；ΔH>0，ΔS<0，该反应一定不能自发进行；ΔH>0，ΔS>0，该反应在较高温度下能自发进行；ΔH<0，ΔS<0，该反应在较低温度下能自发进行。]
4．A [若反应是吸热反应，且熵减小，在任何温度都不能自发进行，而A中由于反应吸热且气体体积减小，熵减小，故A正确。]
5．B [该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；常温下，ΔH－TΔS＝－113 kJ·mol－1－298 K×[－145 J·mol－1·K－1]×10－3 kJ·J－1＜0，故常温下该反应可自发进行，高温和催化剂只是加快反应速率，B项错误，C项正确；CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒。]
6．用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。
解析 根据ΔH－TΔS＝0为平衡状态，ΔH－TΔS<0为自发状态，故T>时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1>＝＝838.0 K；用H2作还原剂时T2>＝＝679.6 K。故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。
规律方法 涉及到焓变、熵变与化学反应方向的有关计算时，可以以判据ΔH－TΔS＝0时反应达平衡状态，ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，ΔH－TΔS>0时反应不能自发进行为依据，根据题给条件计算相应数据(如反应自发进行的温度条件、反应中的ΔH和ΔS数值)，从而得出结论。
7．不能自发进行，1 051 K。
解析 ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×169.6×10－3 kJ·mol－1·K－1＝127.7 kJ·mol－1>0，因此室温下该反应不能自发进行。由于该反应为吸热的熵增加反应，所以升高温度可使ΔH－TΔS<0，使反应能自发进行。假定反应焓变与熵变不随温度变化，当T>ΔH/ΔS＝178.3 kJ·mol－1/(169.6×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝1 051 K时，ΔH－TΔS<0，碳酸钙的分解反应能自发进行，即最低温度为1 051 K。
8．(1)小于 大于 (2)小于1 240 K
解析 (1)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，且该反应的ΔS＜0，则当T＜980 K时，ΔH－TΔS<0，T＞980 K时，ΔH－TΔS＞0。
(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·mol－1－T×(－75.8 J·mol－1·K－1)×10－3 kJ·J－1<0，则T<＝1.24×103 K。
9．ΔH＝－277.6 kJ·mol－1 ΔS＝－344.93 J·mol－1·K－1
ΔH－T·ΔS＝－174.8 kJ·mol－1
解析 ΔH＝2ΔH2＋3ΔH3－ΔH1＝2×(－393.5 kJ·mol－1)＋3×(－285.8 kJ·mol－1)－(－1 366.8 kJ·mol－1)＝－277.6 kJ·mol－1
ΔS＝161.0 J·mol－1·K－1－3×130.6 J·mol－1·K－1－2×5.74 J·mol－1·K－1－1/2×205.3 J·mol－1·K－1＝－344.93 J·mol－1·K－1
ΔH－TΔS＝－277.6 kJ·mol－1－298 K×(－344.93×10－3 kJ·mol－1·K－1)＝－174.8 kJ·mol－1
