课时分层作业(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)高温
11．
变化 ΔH ΔS 正向自发性
CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ΔH＞0 ΔS<0 不能自发
2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0 ΔS＜0 自发
2Fe3+(aq)＋Cu(s)===2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq) ΔH＜0 ΔS＞0 自发
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g) ΔH＞0 ΔS＞0 不能自发
12．(1)2 127 K (2)370.4 K (3)＋2.436 J·mol-1·K-1 金刚石
1．C [该反应能自发反应，即ΔH－TΔS＜0，该反应为气体分子数减小的反应，则ΔS＜0，则－TΔS＞0，则一定存在ΔH＜0，即a<0。]
2．B
3．C [当ΔH<0时有利于反应正向自发进行，而2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=== 2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)为ΔH>0的自发反应，故不能用“焓判据”解释。]
4．B [反应H2(g)＋A(l)===B(l)和O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)均为熵减小的反应，即ΔS＜0，两反应均为自发反应，根据ΔH－TΔS＜0可知，这两个反应均为放热反应，则有ΔH1＜0，ΔH2＜0。根据盖斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。]
5．A [该反应在某温度下能够正向自发进行，这说明ΔH－ TΔS<0，根据化学方程式可知该反应的ΔS＞ 0，所以如果 ΔH＜ 0，|ΔH|＝ 17 kJ·mol－ 1，则 |ΔH－ TΔS|>17 kJ·mol－ 1，与题意不符，因此该反应的反应热 ΔH＞ 0，故选A。]
6．(1)据图像可知，该反应是放热反应，故 Q＜0。(2)据反应特点可知，该反应是熵增大的反应。(3)据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知该反应能正向自发进行。
7．(2)自发反应的条件是ΔH－TΔS＜0，即ΔH0，故T值较大时，反应能够正向自发进行。
8．BD [由题中热化学方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，所有温度下反应都不能正向自发进行，B项正确；由B项可知，反应①在所有温度下都不能正向自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温时，ΔH－TΔS＜0，即反应②低温时，可正向自发进行，C项错误；由C项分析知D项正确。]
9．BD [反应②的ΔS<0，273 K时能自发进行，要满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，则ΔH<0，A错误；相同条件下，ΔG越小，说明它能够反应的趋势越大，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，所以983 K是反应主次趋势变化的转折点，B正确；反应①的ΔS>0，则－ΔS<0，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，L1对应反应②，所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主，D正确。]
10．C [金属性钾大于钠，故钾比钠活泼，A正确；根据表格中数据，当温度高于K的沸点时，K为气态，其他为液态，有利于钾转化为蒸气从反应体系中分离，使得反应产物浓度减小，有利于化学平衡正向移动，所以熵变大于0，B正确；为更快、更有利于制取金属K，反应温度应该高于金属K的沸点(774 ℃)，C错误；850 ℃时，钾呈气态，这时平衡正向移动，反应可正向自发进行，故ΔG<0，ΔH－TΔS<0，D正确。]
11．先判断 ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温 (298 K)判断ΔH－ TΔS的“＋”“－”。课时分层作业(十一) 化学反应的方向
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1．NO2与悬浮在大气中的海盐粒子能自发反应：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) ΔH＝a kJ·mol-1，则a应该( )
A．＝0 B．＞0
C．＜0 D．无法判断
2．下列对于化学反应方向的说法正确的是( )
A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能正向自发进行，说明该反应的ΔH＞0
B．室温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能正向自发进行，则ΔH＜0
C．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能正向自发进行，则该反应的ΔH＞0
D．一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＞0，该反应不能正向自发进行
3．已知下列过程都能正向自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是( )
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．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均为有机物，两个反应均为自发反应，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH( )
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．无法判断
5．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下正向自发进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol-1，则下列正确的是( )
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．在化学反应A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g) ΔH＝Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)Q________(填“＞”“＜” 或“＝” )0。
(2)熵变ΔS________(填“＞”“＜” 或“＝”)0。
(3)该反应________(填“能” 或“不能” )正向自发进行。
7．(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS______0，在低温下，该反应______(填“能” 或“不能” )正向自发进行。
(2)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝＋218 kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件是________________________。
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
8．现有两个热化学方程式：
下列说法正确的是( )
A．反应①②中都存在：ΔS＞0
B．反应①一定不能自发进行
C．在通常情况下，①②都能自发进行
D．反应②低温时，可自发进行
9．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①②的ΔG与温度关系如图所示，下列说法正确的是( )
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
10．工业上通过熔融状态下的反应Na＋KCl===NaCl＋K来制取金属钾，反应温度通常为850 ℃，有关数据如下表所示，下列说法错误的是( )
Na K NaCl KCl
熔点/℃ 97.8 63.7 801.0 770
沸点/℃ 883 774 1 413 1 500
A．钾比钠活泼
B．该反应的ΔS>0
C．该反应的温度可低于774 ℃
D．850 ℃条件下该反应ΔH－TΔS<0
11．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及正向自发性，填表。
变化 ΔH ΔS 正向自发性
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时，反应CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s) ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持此反应正向自发进行的温度应低于________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋118.8 J·mol-1·K-1。则水的沸点约为________。
(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的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，则金刚石的熵S金＝________(化学反应的熵变是反应产物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是________。(共70张PPT)
第1节 化学反应的方向(基础课)
第2章 化学反应的方向、限度与速率
学习任务
1．通过对日常生活中自发进行的过程的认知，知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
2．认识焓判据和熵判据的局限性，会用 ΔH－TΔS判断反应正向自发进行的趋势。
旧知
回顾
1．水会从高处往低处流，电流是从电势高的流向电势低的。
2．已知：自发反应是指在一定条件下，不借助外界帮助就能自动进行的反应，其中的“外界帮助”是指光能、电能等，不包括加热，加热是维持一个反应进行时所需的温度条件。电解饱和食盐水可制得NaOH溶液、H2和Cl2，该反应不能(填“能”或“不能”，下同)正向自发进行；加热条件下NH4Cl分解生成NH3和HCl，该反应能正向自发进行。
一、反应焓变与反应方向
1．自发过程与自发反应
必备知识 自主预习
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
自发过程 自发反应
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______________
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
方向性
不能自发进行
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______来判断反应能否自发进行。
<
>
焓变
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)焓变ΔH＞0的反应，一定不能自发进行。 ( )
(2)能够自发进行的反应不一定都是放热反应。 ( )
×
√
二、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____，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______。
(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)。
无序程度
S
越大
＞
＞
＞
2．反应熵变
反应产物的总熵
反应物的总熵
3．反应熵变与反应方向
(1)二者关系
(2)结论：不能仅用反应______来判断反应能否自发进行。
增加
减小
熵变
微点拨 熵变正、负的判断
(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，熵变的值为正值，是熵增加的过程。
(2)气体体积增大的反应，熵变的值通常都是正值，是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应，熵变的值通常都是负值，是熵减小的反应。
想一想 化肥碳铵(NH4HCO3)可以促进植物茎叶茂盛、叶色浓绿。碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气，从熵变的角度分析原因。
提示：碳铵(NH4HCO3)分解的化学方程式为NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O，这是一个气体体积增大的化学反应，因此是一个熵增过程，而熵增有利于反应的自发进行。
三、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
＜
＝
＞
(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______________的方向进行，直至达到平衡状态。
ΔH－TΔS＜0
2．用ΔG＝ΔH－TΔS判断反应自发进行的可能性
化学反应 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(与0比较) 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
化学反应 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(与0比较) 能否正向自发进行
＋110.5 －89.4 ΔG一定
大于0 任何温度下都不能正向自发进行
化学反应 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(与0比较) 能否正向自发进行
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
化学反应 ΔH/
(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1
·K-1) ΔG的大小
(与0比较) 能否正向自发进行
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
微点拨：应假设反应的焓变、熵变不随温度的改变而变化。
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____________________，即反应发生的可能性，并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否__________。
微点拨：在ΔH和ΔS确定的情况下，温度有可能对反应的方向起决定作用。
正向自发进行的趋势
实际发生
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)自发反应一定很容易发生。 ( )
(2)合成氨反应N2＋3H2 2NH3 ΔH＜0，高温有利于其自发进行。 ( )
(3)能自发进行的反应不一定真的能发生。 ( )
×
×
√
1．在冶金工业中，常以焦炭(C)作为还原剂。
(1)已知在298 K下，反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋2 171.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋635.5 J·mol-1·K-1，判断此反应在20 ℃下能否正向自发进行，并计算此反应正向自发进行的最低温度。
关键能力 情境探究
化学反应方向的判断
(2)用焦炭作还原剂冶炼金属锡的反应的化学方程式为SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反应过程中能量的变化如图所示。判断此反应是在低温下还是在高温下正向自发进行？
提示：(1)在20 ℃时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 ℃下此反应不能正向自发进行。若要使本反应正向自发进行，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时反应才可以正向自发进行，因此此反应正向自发进行的最低温度为3 416.2 K。(2)高温下能正向自发进行。因为根据图像可知反应产物的总能量高于反应物的总能量，所以正反应是吸热反应，则ΔH>0；根据化学方程式可知正反应是气体体积增大的反应，所以ΔS>0，所以要使ΔH－TΔS<0，需要较高的温度。
2．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。已知反应在常温下能够自发进行，判断此反应是放热反应还是吸热反应。
提示：放热反应。因为此反应常温下能够自发进行，即在常温下ΔH－TΔS＜0，此反应为气体体积减小的反应，即反应的ΔS<0，所以要使常温下ΔH－TΔS＜0必有ΔH＜0。
1．当反应的焓变和熵变的影响相反，且二者大小相差悬殊时，某一因素可能占主导地位。
一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。
一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。
2．如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度可能对反应的方向起决定性作用。温度与反应方向的关系：
【例题】 已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个反应：①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g)。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，在图书馆查到了如下热力学数据：
反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol-1·K-1
反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·mol-1·K-1
(1)判断反应②高温正向自发还是低温正向自发：_____(填“高温”或“低温”)。
(2)通过计算判断反应①在常温下能否正向自发进行_____________
______。
(3)求算制取炭黑的允许温度范围_________________________。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，你认为下面四个温度中最合适的是______(填字母)。
A．905.2 K B．927 K C．1 273 K D．2 000 K
高温
不能正向自发
进行
927.8 K＜T＜1 709.4 K
C
(3)裂解为炭黑和H2时，ΔH－TΔS＝＋74.848 kJ·mol-1－(＋80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1)×T＜0，得T＞927.8 K，即裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。裂解为乙炔时，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，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度须控制为927.8 K(4)为了提高甲烷的炭化程度，应满足两方面要求：①温度应控制在927.8～1 709.4 K；②温度越高，ΔH－TΔS越小，越有利于正向自发进行，所以选用1 273 K最好。
易错提醒
(1)在利用ΔH－TΔS作为判据判断反应方向时，给出ΔH的单位通常为kJ·mol-1，ΔS的单位通常是J·mol-1·K-1，进行计算时应将二者的单位统一。
(2)利用ΔH、ΔS的符号和ΔH－TΔS进行推理，可以减少计算量。
1．(双选)多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法的理解正确的是( )
A．大多数的放热反应都是能自发进行的
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
AC [多数自发进行的化学反应是放热反应，说明少数吸热反应也能自发进行，故焓变不是决定反应是否具有自发性的唯一判据。]
√
√
2．已知，凡是气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。根据所学知识判断，下列反应中，在较高温度下才能自发进行的是( )
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项，该反应的ΔH<0，根据热化学方程式可知ΔS>0，任何温度下都能满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故A不符合题意；B项，该反应的ΔH>0，根据热化学方程式可知ΔS<0，任何温度下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应都不能正向自发进行，故B不符合题意；C项，该反应的ΔH<0，根据热化学方程式可知ΔS<0，则在较低温度下，可满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故C不符合题意；D项，该反应的ΔH>0，根据热化学方程式可知ΔS>0，所以在较高温度下，可满足ΔH－TΔS<0，反应可正向自发进行，故D符合题意。]
[教材 身边的化学]
(1)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则：
①该反应常温下________(填“能”或“不能”)正向自发进行。
②据本题分析，温度______(填“能”或“不能”)成为反应正向自发进行的决定因素。
(2)某吸热反应能正向自发进行，则该反应的ΔS_______(填“>”或“<”) 0。
不能
能
>
反应方向的判断
知识必备
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下反应都能正向自发进行
＋ － 永远是正值 在任何温度下反应都不能正向自发进行
知识必备
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
＋ ＋ 低温为正，
高温为负 低温下反应不能正向自发进行，高温下反应能正向自发进行
－ － 低温为负，
高温为正 低温下反应能正向自发进行，高温下反应不能正向自发进行
1．下列关于焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的说法正确的是( )
A．ΔH<0的反应一定能正向自发进行
B．ΔS>0的反应一定能正向自发进行
C．ΔH－TΔS<0的反应能正向自发进行
D．ΔH－TΔS＝0的反应一定没有进行
5
学习效果 随堂评估
√
2
4
3
题号
1
C [焓判据或熵判据不能单独成为反应是否进行的唯一依据，A错误，B错误；复合判据ΔH－TΔS<0的反应能正向自发进行，C正确；ΔH－TΔS＝0的反应可以建立平衡状态，D错误。]
2．(双选)反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一。下列说法不正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0的反应可以正向自发进行
B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，ΔH一定小于零
D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH>0
5
2
3
题号
1
4
√
√
BC [ΔG<0，反应正向自发进行，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，ΔS>0，则在高温下ΔG可能小于0，反应能正向自发进行，A项正确；反应的自发性不能确定反应的快慢，B项错误；可逆反应正向进行时，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，若ΔH>0，则ΔS>0且高温条件下正反应具有自发性，C项错误；反应ΔS>0，常温下，要满足ΔH－TΔS>0，则ΔH>0，D项正确。]
5
2
3
题号
1
4
3．25 ℃和1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，该反应能正向自发进行的原因是( )
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减少的反应 D．熵增大效应大于焓效应
5
2
3
题号
4
1
√
D [2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76 kJ·mol-1，是一个吸热反应，ΔH＞0，反应能够正向自发进行，必须满足ΔG＝ΔH－TΔS＜0，所以ΔS＞0，且熵增效应大于焓效应。]
4．(双选)下列对化学反应的预测不正确的是( )
5
2
4
3
题号
1
选项 化学方程式 已知条件 预测
A A(s)===B(g)＋C(s) ΔH>0 高温下能正向自发进行
B A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
C M(s)＋aN(g)===2Q(g) ΔH<0，自发反应 a可能为1、2、3
D M(s)＋N(g)===2Q(s) 常温下能正向自发进行 ΔH>0
√
√
BD [A(s)===B(g)＋C(s)，反应为气体体积增大的反应，为熵增大的反应，ΔS>0，ΔH>0，在高温条件下能正向自发进行，故A正确；A(g)＋2B(g)===2C(g)＋3D(g)，反应为气体体积增大的反应，ΔS>0，所以当ΔH<0时，一定满足ΔH－TΔS<0，反应一定能够正向自发进行，当ΔH>0时，在高温条件下，ΔH－TΔS<0成立，可以正向自发进行，故B错误；M(s)＋aN(g)===2Q(g) ΔH<0，当a＝3时，ΔS<0，低温条件下ΔH－TΔS<0成立，可以正向自发进行，当a＝1或2时，在任何温度下都有ΔH－TΔS<0，反应可以正向自发进行，故a可能为1、2、3，故C正确；M(s)＋N(g)===2Q(s)为气体体积减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，任何温度下都不能正向自发进行，故D错误。]
5
2
4
3
题号
1
5．实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。下列说法中，正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0
B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0
D．ΔH<0，ΔS>0
2
4
3
题号
1
5
√
C [由图可知：反应物总能量高于反应产物总能量，正反应为放热反应，正反应为气体分子数减小的反应，则为熵减的反应，即ΔH＜0，ΔS＜0。]
2
4
3
题号
1
5
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1．NO2与悬浮在大气中的海盐粒子能自发反应：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) ΔH＝a kJ·mol-1，则a应该( )
A．＝0 B．＞0 C．＜0 D．无法判断
课时分层作业(十一) 化学反应的方向
题号
1
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9
10
11
12
√
C [该反应能自发反应，即ΔH－TΔS＜0，该反应为气体分子数减小的反应，则ΔS＜0，则－TΔS＞0，则一定存在ΔH＜0，即a<0。]
2．下列对于化学反应方向的说法正确的是( )
A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能正向自发进行，说明该反应的ΔH＞0
B．室温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能正向自发进行，则ΔH＜0
C．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能正向自发进行，则该反应的ΔH＞0
D．一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS＞0，该反应不能正向自发进行
题号
1
3
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12
√
B [A、B、C项，反应后体系无序程度减小，则ΔS＜0，在一定条件下能正向自发进行，由ΔH－TΔS<0可知，ΔH<0，故A、C错误，B正确；D项，反应后体系无序程度增加，则ΔS＞0，反应的ΔH＞0，则在较高温度下，可满足ΔH－TΔS＜0，能正向自发进行，故D错误。]
题号
1
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12
3．已知下列过程都能正向自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是( )
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
题号
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√
C [当ΔH<0时有利于反应正向自发进行，而2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)===2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)为ΔH>0的自发反应，故不能用“焓判据”解释。]
4．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均为有机物，两个反应均为自发反应，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH( )
A．大于0 B．小于0 C．等于0 D．无法判断
题号
1
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12
√
B [反应H2(g)＋A(l)===B(l)和O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)均为熵减小的反应，即ΔS＜0，两反应均为自发反应，根据ΔH－TΔS＜0可知，这两个反应均为放热反应，则有ΔH1＜0，ΔH2＜0。根据盖斯定律，由①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。]
题号
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5．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g) 在某温度下正向自发进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝
17 kJ·mol-1，则下列正确的是( )
A．ΔH>0，ΔH－TΔS＜0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS＜0
题号
1
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√
A [该反应在某温度下能够正向自发进行，这说明ΔH－ TΔS<0，根据化学方程式可知该反应的ΔS＞ 0，所以如果 ΔH＜ 0，|ΔH|＝ 17 kJ·mol－1，则 |ΔH－ TΔS|>17 kJ·mol－1，与题意不符，因此该反应的反应热 ΔH＞ 0，故选A。]
题号
1
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12
6．在化学反应A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g) ΔH＝Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
题号
1
3
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12
(1)Q____(填“＞”“＜” 或“＝” )0。
(2)熵变ΔS_____(填“＞”“＜” 或“＝”)0。
(3)该反应_____(填“能” 或“不能” )正向
自发进行。
＜
＞
能
[解析] (1)据图像可知，该反应是放热反应，故 Q＜0。(2)据反应特点可知，该反应是熵增大的反应。(3)据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知该反应能正向自发进行。
题号
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7．(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH____(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS____0，在低温下，该反应_____
(填“能” 或“不能” )正向自发进行。
(2)已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝＋218 kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件是______。
题号
1
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12
[解析] (2)自发反应的条件是ΔH－TΔS＜0，即ΔH0，故T值较大时，反应能够正向自发进行。
>
>
不能
高温
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
8．现有两个热化学方程式：
题号
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12
下列说法正确的是( )
A．反应①②中都存在：ΔS＞0
B．反应①一定不能自发进行
C．在通常情况下，①②都能自发进行
D．反应②低温时，可自发进行
√
√
BD [由题中热化学方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，所有温度下反应都不能正向自发进行，B项正确；由B项可知，反应①在所有温度下都不能正向自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温时，ΔH－TΔS＜0，即反应②低温时，可正向自发进行，C项错误；由C项分析知D项正确。]
题号
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11
12
9．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①②的ΔG与温度关系如图所示，下列说法正确的是( )
题号
1
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12
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
√
√
BD [反应②的ΔS<0，273 K时能自发进行，要满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，则ΔH<0，A错误；相同条件下，ΔG越小，说明它能够反应的趋势越大，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，所以983 K是反应主次趋势变化的转折点，B正确；反应①的ΔS>0，则－ΔS<0，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，L1对应反应②，所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主，D正确。]
题号
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10．工业上通过熔融状态下的反应Na＋KCl===NaCl＋K来制取金属钾，反应温度通常为850 ℃，有关数据如下表所示，下列说法错误的是( )
题号
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√
Na K NaCl KCl
熔点/℃ 97.8 63.7 801.0 770
沸点/℃ 883 774 1 413 1 500
A．钾比钠活泼
B．该反应的ΔS>0
C．该反应的温度可低于774 ℃
D．850 ℃条件下该反应ΔH－TΔS<0
C [金属性钾大于钠，故钾比钠活泼，A正确；根据表格中数据，当温度高于K的沸点时，K为气态，其他为液态，有利于钾转化为蒸气从反应体系中分离，使得反应产物浓度减小，有利于化学平衡正向移动，所以熵变大于0，B正确；为更快、更有利于制取金属K，反应温度应该高于金属K的沸点(774 ℃)，C错误；850 ℃时，钾呈气态，这时平衡正向移动，反应可正向自发进行，故ΔG<0，ΔH－TΔS<0，D正确。]
题号
1
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11．根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及正向自发性，填表。
题号
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12
变化 ΔH ΔS 正向自发性
2NO2(g) N2O4(g)
2Fe3+(aq)＋Cu(s)=== 2Fe2+(aq)＋Cu2+(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
ΔH＞0
ΔS<0
不能自发
ΔH＜0
ΔS＜0
自发
ΔH＜0
ΔS＞0
自发
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自发
[解析] 先判断 ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温 (298 K)判断ΔH－ TΔS的“＋”“－”。
题号
1
3
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12
12．(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)=== CaSO3(s) ΔH＝－402.0 kJ·mol-1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·mol-1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持此反应正向自发进行的温度应低于________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1，ΔS＝＋118.8 J·mol-1·K-1。则水的沸点约为________。
题号
1
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12
2 127 K
370.4 K
(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的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，则金刚石的熵S金＝____________________(化学反应的熵变是反应产物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是________。
题号
1
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11
12
＋2.436 J·mol-1·K-1
金刚石
题号
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12
(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s，石墨)===C(s，金刚石)，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。熵用来描述体系的无序程度，无序程度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金题号
1
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