第三节 化学反应的方向(基础课)
素养目标 1．知道化学反应是有方向的。 2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。 3．能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。
旧知回顾 1．下列过程能自发进行的有①②④⑤(填序号)。 ①高山流水 ②室温下，冰融化 ③室温下水结冰 ④两种气体的混合 ⑤NaCl溶于水 2．常温下，下列反应自发进行的有①②④⑤(填序号)。 ①盐酸与NaOH溶液反应 ②NH3与HCl反应 ③石灰石分解 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3 ⑤NO与O2反应
知识点一 化学反应自发性与反应焓变的关系
1．自发过程与自发反应的比较
自发过程 自发反应
含义 在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行的化学反应
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
2．化学反应自发性与反应焓变的关系
(1)放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
(2)吸热反应：有些也能自发进行。
(3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。
1．实验证明，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．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因素
C [多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是自发进行的吸热反应，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，C正确。]
2．下列反应或过程的方向能用焓变判断的是( )
A．冰融化过程
B．CaCO3高温分解反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
D．Zn与CuSO4的反应
[答案] D
3．下列关于自发反应的叙述中，正确的是( )
A．自发反应的逆反应在相同条件下也必定是自发的
B．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应
C．自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程
D．自发反应与外界条件无关
C [自发反应的逆反应在相同条件下为非自发反应，A错误；铁的生锈为放热反应，属于自发反应，B错误；自发反应受温度等外界条件影响，D错误。]
知识点二 化学反应自发性与反应熵变的关系
1．熵、熵变的概念
2．熵值大小
(1)体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。
(2)同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。
3．熵判据
体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
4．熵变与化学反应进行方向的关系
(1)许多熵增的反应是自发的(多数是气体分子数目增加的反应)，如：
Fe(s)＋H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋H2(g)；2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)。
(2)有些熵减的反应也可以自发进行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)。
结论：只用熵判据判断反应是否自发进行不全面。
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，熵变为正值，是熵增加的过程。
(2)气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)放热反应一定能自发进行。 (×)
(2)O2转化变为O3时，熵减小。 (√)
(3)熵增的反应一定能自发进行。 (×)
(4)2H2＋O2===2H2O是熵减小的反应。 (√)
(5)CaCO3在高温下可以分解是因为该反应熵增加。 (√)
2．下列对熵的理解错误的是( )
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．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应
D．干冰升华过程的ΔS<0
D [干冰升华过程为熵增，ΔS >0，D错误。]
3．下列反应在一定条件下自发的依据是ΔS >0的是( )
A．NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)
B．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)
C．4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)
A [B、C、D项中的反应的ΔS<0，A符合题意。]
4． [教材·资料卡片]在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能(符号为G，单位为kJ·mol-1)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG＝ΔH－TΔS。这时，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。即ΔG<0，反应能自发进行；ΔG＝0，反应处于平衡状态；ΔG>0，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 反应能自发进行
2 >0 <0 ΔG>0 反应不能自发进行
3 <0 <0 ΔG的正负 取决于温度 低温能自发进行
4 >0 >0 高温能自发进行
下面的反应在一定条件下，均能自发进行，回答相关问题。
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
②2Ag(s)＋Cl2(g)===2AgCl(s)
ΔH＝－254 kJ·mol-1
③NaHCO3(s)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋31.4 kJ·mol-1
④Ca(HCO3)2(s)===CaCO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)
ΔH>0
⑤4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
ΔH<0
⑥Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)
ΔH<0
(1)上述反应中任何温度均可自发进行的有______(填序号，下同)。
(2)低温下易自发进行的反应有________。
(3)高温下易自发进行的反应有________。
[答案] (1)⑥ (2)①②⑤ (3)③④
1．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1 mol CH4(g)＜1 mol H2(g)
B．1 mol H2O(g)＜2 mol H2O(g)
C．1 mol H2O(s)＞1 mol H2O(l)
D．1 mol C(s，金刚石)＞1 mol C(s，石墨)
B [熵的大小反映体系的混乱程度，粒子之间无规则排列的程度越大，熵越大。同温同压下，状态相同的等物质的量物质，分子结构越复杂，混乱程度越大，即熵越大，故1 mol CH4(g)的熵大于1 mol H2(g)的熵，A错误；相同条件下的同种物质，物质的量越大，熵越大，故1 mol H2O(g)的熵小于2 mol H2O(g)的熵，B正确；不同状态的同种物质的熵：气态＞液态＞固态，C错误；相同的条件下，1 mol金刚石的熵小于1 mol石墨的熵，D错误。]
2．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安装催化转化器，使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中不正确的是( )
A．该反应是熵减小的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是放热反应
B [只使用催化剂可使尾气发生转化，故此反应能自发进行；因该反应是反应前后气体体积减小的反应，故熵减小；因熵减小不利于反应自发进行，故该反应常温下能自发进行的原因是正反应是放热反应。]
3．(教材互鉴：改编自苏教版教材)冬天，冰冻的衣服放在室内也能晾干，下列化学反应的熵变、焓变和自发性与冰冻的衣服被晾干一致的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
C．(aq) CaCO3(s)
D．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)
D [冰冻的衣服晾干为H2O(s)―→H2O(g)，该过程的ΔH＞0，ΔS＞0，D项符合题意。]
4．回答下列问题：
(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“＝”)0，ΔS______________(填“＞”“<”或“＝”)0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(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＋2CO===2CO2＋N2。该反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
[解析] (1)CO2分解生成CO和O2的反应为吸热反应，ΔH＞0，根据反应的化学方程式可知，ΔS＞0，故低温下反应不能自发进行。(2)通过反应的化学方程式可知ΔS＜0，常温下能够自发进行，则ΔH＜0。
[答案] (1)＞ ＞ 不能 (2)＜
数智分层作业(十一) 化学反应的方向
(分值：35分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．下列关于自发过程的叙述，正确的是( )
A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
C [在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也需要特定的条件，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C项正确；改变条件，可以使某些非自发过程转变为自发过程，D项错误。]
2．下列反应的焓变和熵变与如图所示过程相符的是( )
A．2Na(g)＋Cl2(g)===2NaCl(s)
B．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
C．2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)
D．Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)
C [打开可乐瓶时，产生大量气泡，在由溶液到逸出气体过程中，ΔH>0，气体增多，ΔS >0。2Na(g)＋Cl2(g)===2NaCl(s)，该反应是放热反应，ΔH<0，气体减少，ΔS<0，A不符合题意；N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，该反应是放热反应，ΔH<0，气体减少，ΔS<0，B不符合题意；2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)，该反应是吸热反应，ΔH>0，气体增多，ΔS >0，C符合题意；Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)，该反应是放热反应，ΔH<0，气体增多，ΔS >0，D不符合题意。]
3．在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是( )
A．4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH<0
B．CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s) ΔH<0
C．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH>0
D．2H2O(l)＋O2(g)===2H2O2(aq) ΔH>0
D [2H2O(l)＋O2(g)===2H2O2(aq)的ΔS<0，ΔH>0，D项符合题意。]
4．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔG|＝17 kJ·mol-1，则下列说法正确的是( )
A．ΔH>0，ΔG<0 B．ΔH<0，ΔG>0
C．ΔH>0，ΔG>0 D．ΔH<0，ΔG<0
A [根据化学方程式可知，该反应的ΔS >0，如果ΔH<0，则该反应在任何温度下都能自发进行，与题述不符，因此ΔH>0。]
5．下列说法错误的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．一定温度下，反应MgCl2(s) Mg(s)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
C．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
D．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
A [根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，对于ΔH＜0，ΔS＞0的反应，在任何温度时，ΔG＜0，反应均能自发进行，A错误；反应MgCl2(s) Mg(s)＋Cl2(g)为吸热反应，则ΔH＞0，反应物无气体，生成物有气体，则ΔS＞0，B正确；反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)的ΔS＜0，在室温下可自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，该反应的ΔH＜0，C正确；该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，则该反应在一定条件下能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，D正确。]
6．(6分)地下水中的氮污染主要是由引起的，催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：＋5H2N2＋2OH－＋4H2O。
(1)下列说法错误的是________(填字母)。(3分)
A．氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大
B．在酸性条件下，活泼金属与反应属于自发反应
C．Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发进行的决定因素
(2)已知＋5H2N2＋2OH－＋4H2O的ΔH＝＋a kJ·mol-1，ΔS＝＋b J·mol-1·K-1(a、b均为正值)，该反应______(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。(3分)
[解析] (1)NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；活泼金属易失去电子，酸性条件下具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误。
(2)ΔH－TΔS＝a－bT×10-3，由于无法判断a和bT×10-3值的相对大小，故无法确定ΔH－TΔS大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行。
[答案] (1)C (2)无法判断是否能
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
7．将SiCl4转化为SiHCl3的三种方法在一定条件下均可自发进行，对应的反应为
①SiCl4(g)＋H2(g) SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＞0
②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s) 4SiHCl3(g) ΔH2＜0
③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g) 3SiHCl3(g) ΔH3
下列说法正确的是( )
A．反应①的ΔS >0
B．反应②在任何条件下都能自发进行
C．ΔH3＜0
D．其他条件不变，增大c(H2)不能提高SiCl4的转化率
AC [反应①在一定条件下能自发进行，则ΔH－TΔS＜0，因ΔH1＞0，故ΔS＞0，A项正确；反应②是气体分子数目减小的反应，则ΔS＜0，反应应在低温下才能自发进行，B项错误；反应③＝反应②－反应①，即ΔH3＝ΔH2－ΔH1，故ΔH3＜0，C项正确；其他条件不变，增大c(H2)，平衡正向移动，SiCl4的转化率增大，D项错误。]
8．可逆反应A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)进行过程中的能量变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A．该反应的焓变ΔH＜0，熵变ΔS＞0
B．增大压强，平衡常数将减小
C．由ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应能自发进行
D．恒容密闭容器内混合气体的密度不再变化，说明该反应达到平衡状态
AC [根据题图可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，即ΔH＜0，根据化学方程式，反应前后气体体积增大，该反应为熵增的反应，即ΔS＞0，故A正确；平衡常数只与温度有关，与压强无关，因此增大压强，平衡常数不变，故B错误；ΔG＝ΔH－TΔS，因为ΔH＜0、ΔS＞0，因此ΔG小于0，任何温度下都可以自发进行，故C正确；组分都是气体，混合气体总质量始终不变，容器为恒容密闭容器，混合气体总体积不变，混合气体密度始终保持不变，因此混合气体密度不变，不能说明该反应达到平衡状态，故D错误。]
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的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是( )
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
C [反应①的ΔS >0，又ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误。]
10．(7分)化学反应方向的综合判据是判断反应能否自发进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据，思考回答下列问题：
化学反应 ΔH/(kJ·mol—1) ΔS/(J·mol-1·K-1)
①2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) －98 ＋57.2
②CO2(g)===C(s，石墨)＋O2(g) ＋393.5 －2.86
③HCl(g)＋NH4(g)===NH4Cl(s) －176 －285
(1)根据表中数据可知：反应①在________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。(1分)
(2)有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？________(填“是”或“否”)。阐述判断的理由：____________________________________________。(3分)
(3)利用综合判据，计算反应③能自发进行的温度范围：______________________________________(写出过程)。(3分)
[解析] (1)由表中数据可知，反应①2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)的ΔH<0，ΔS＞0，在任何温度下都有ΔH－TΔS＜0，所以反应①在任何温度下，都能自发进行。(2)由表中数据可知，反应②CO2(g)===C(s，石墨)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，在任何温度下都有ΔH－TΔS＞0，所以在任何温度下都不能自发进行。(3)反应③的ΔH＝－176 kJ·mol-1，ΔS＝－285 J·mol-1·K-1，ΔH－TΔS＜0，则－176 kJ·mol-1＋0.285 kJ·mol-1·K-1×T<0，T＜617.5 K＝344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能自发进行。
[答案] (1)任何温度 (2)否 CO2的分解反应为吸热、熵减的化学反应，在任何温度下都不能自发进行 (3)ΔH－TΔS＜0，则－176 kJ·mol-1＋0.285 kJ·mol-1·K-1×T＜0，解得T＜617.5 K＝344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能自发进行
1 / 1第三节 化学反应的方向(基础课)
素养目标 1．知道化学反应是有方向的。 2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。 3．能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。
旧知回顾 1．下列过程能自发进行的有________(填序号)。 ①高山流水 ②室温下，冰融化 ③室温下水结冰 ④两种气体的混合 ⑤NaCl溶于水 2．常温下，下列反应自发进行的有________(填序号)。 ①盐酸与NaOH溶液反应 ②NH3与HCl反应 ③石灰石分解 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3 ⑤NO与O2反应
知识点一 化学反应自发性与反应焓变的关系
1．自发过程与自发反应的比较
自发过程 自发反应
含义 在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以____进行的化学反应
特征 具有____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
2．化学反应自发性与反应焓变的关系
(1)放热反应：绝大多数都能____进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
(2)吸热反应：有些也能自发进行。
(3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。
1．实验证明，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．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因素
2．下列反应或过程的方向能用焓变判断的是( )
A．冰融化过程
B．CaCO3高温分解反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
D．Zn与CuSO4的反应
3．下列关于自发反应的叙述中，正确的是( )
A．自发反应的逆反应在相同条件下也必定是自发的
B．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应
C．自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程
D．自发反应与外界条件无关
知识点二 化学反应自发性与反应熵变的关系
1．熵、熵变的概念
2．熵值大小
(1)体系的熵值：体系的________越大，体系的熵值就____。
(2)同一物质的熵值：S(g)__S(l)__S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。
3．熵判据
体系有自发地向混乱度____(即____)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
4．熵变与化学反应进行方向的关系
(1)许多熵增的反应是自发的(多数是气体分子数目增加的反应)，如：
Fe(s)＋H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋H2(g)；2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)。
(2)有些熵减的反应也可以自发进行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)。
结论：只用熵判据判断反应是否自发进行不全面。
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，熵变为正值，是熵增加的过程。
(2)气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)放热反应一定能自发进行。 ( )
(2)O2转化变为O3时，熵减小。 ( )
(3)熵增的反应一定能自发进行。 ( )
(4)2H2＋O2===2H2O是熵减小的反应。 ( )
(5)CaCO3在高温下可以分解是因为该反应熵增加。 ( )
2．下列对熵的理解错误的是( )
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．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应
D．干冰升华过程的ΔS<0
3．下列反应在一定条件下自发的依据是ΔS >0的是( )
A．NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)
B．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)
C．4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)
4． [教材·资料卡片]在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能(符号为G，单位为kJ·mol-1)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG＝ΔH－TΔS。这时，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。即ΔG<0，反应能自发进行；ΔG＝0，反应处于平衡状态；ΔG>0，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 反应能自发进行
2 >0 <0 ΔG>0 反应不能自发进行
3 <0 <0 ΔG的正负 取决于温度 低温能自发进行
4 >0 >0 高温能自发进行
下面的反应在一定条件下，均能自发进行，回答相关问题。
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
②2Ag(s)＋Cl2(g)===2AgCl(s)
ΔH＝－254 kJ·mol-1
③NaHCO3(s)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋31.4 kJ·mol-1
④Ca(HCO3)2(s)===CaCO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)
ΔH>0
⑤4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
ΔH<0
⑥Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)
ΔH<0
(1)上述反应中任何温度均可自发进行的有______(填序号，下同)。
(2)低温下易自发进行的反应有________。
(3)高温下易自发进行的反应有________。
1．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1 mol CH4(g)＜1 mol H2(g)
B．1 mol H2O(g)＜2 mol H2O(g)
C．1 mol H2O(s)＞1 mol H2O(l)
D．1 mol C(s，金刚石)＞1 mol C(s，石墨)
2．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安装催化转化器，使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中不正确的是( )
A．该反应是熵减小的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是放热反应
3．(教材互鉴：改编自苏教版教材)冬天，冰冻的衣服放在室内也能晾干，下列化学反应的熵变、焓变和自发性与冰冻的衣服被晾干一致的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
C．(aq) CaCO3(s)
D．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)
4．回答下列问题：
(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“＝”)0，ΔS______________(填“＞”“<”或“＝”)0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(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＋2CO===2CO2＋N2。该反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
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