第四节 化学反应进行的方向
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[课标要求]
1．了解自发过程和化学反应的自发性。
2．通过“有序”和“无序”的对比，理解熵和熵变的概念。
3．初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变判断化学反应的方向。,
1．反应方向的焓判据是指放热过程中体系能量降低，ΔH<0反应具有自发
进行的倾向。
2．反应方向的熵判据是指在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加
(ΔS>0)的方向转变的倾向。
3．同一物质由固态(s)→液态(l)→气态(g)的过程为熵值增大的过程，
ΔS>0；反之，为熵值减小的过程，ΔS<0。
4．当 ΔH<0，ΔS>0，反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS<0，反应不能自
发进行。
1．自发过程与自发反应
自发过程
自发反应
含义
在一定条件下，不需要借助外力就能自发进行的过程
在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应
特征
具有方向性，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的
举例
高山流水，自由落体运动
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
2．自发过程的特点
(1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
(2)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
1．下列过程是非自发的是( )
A．水由高处向低处流 B．天然气的燃烧
C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰
解析：选 D 自然界中水由高处向低处流，天然气的燃烧，铁在潮湿空气中的生锈，室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。
2．过程的自发性的作用是( )
A．判断过程的方向 B．判断过程的限度
C．判断过程发生的速率 D．判断过程的热效应
解析：选A 大量事实告诉我们，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，故选A项。
1．焓判据
焓判据
放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向
焓变与反
应自发性
的关系
若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行
局限性
有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素
[特别提醒] 有些吸热反应也能自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0，能自发进行。
2．熵判据
(1)熵：科学家用来量度体系混乱程度的物理量，用S表示。
(2)熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)
(3)熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于零。
(4)熵判据：体系有自发地向熵增的方向转变的倾向，熵变是影响反应自发进行的一个因素，但不是惟一因素。
(5)熵变对化学反应方向的影响。
①熵增加的反应在一定条件下都可自发进行。
如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。
②有些熵减小的反应也能自发进行。
如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)。
3．复合判据
ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应能自发进行； ΔG＝ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔG＝ΔH－TΔS＞0反应不能自发进行。温度与反应方向关系：
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)体系有序性越高，熵值就越大( )
(2)在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大( )
(3)吸热反应不可以自发进行( )
(4)同种物质气态时熵值最大( )
(5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．某反应2AB(g)??C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0 B．ΔH＜0，ΔS＜0
C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＞0，ΔS＜0
解析：选C 根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0才能自发进行，2AB(g)??C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，故ΔH＞0，ΔS＞0，故C正确。
[三级训练·节节过关]
1．下列说法不正确的是( )
A．体系有序性越高，熵值就越低
B．自发过程的熵变不一定大于0
C．吸热反应不可以自发进行
D．同种物质气态时熵值最大
解析：选C 体系有序性越高，熵值就越低，同种物质气态时熵值最大，A、D正确；大多数熵增大的反应能自发进行，但有的熵减小的反应也能自发进行，B正确，C错误。
2．能用焓判据判断下列过程的方向的是( )
A．水总是自发地由高处往低处流
B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C．有序排列的火柴散落时成为无序排列
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的概率大
解析：选A A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。B项，由ΔH－TΔS＜0能自发进行可知当ΔH＞0时，高温下，混乱度增大的反应，也可能自发进行。C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。
3.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项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来生产燃料甲醇。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。
关于该反应的下列说法中，正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
解析：选C 根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。
4．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。
(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS______0，______自发进行。
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。
(3)－10 ℃的水结冰，ΔS________0，________自发进行。
解析：(1)反应为ΔS>0的反应，能自发进行；
(2)反应的ΔS>0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；
(3)过程ΔS<0，但却能自发进行。
答案：(1)> 能 (2)> 不能 (3)< 能
1．常温下，下列不属于自发进行的变化是( )
A．红墨水加到清水使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3转化为Na2CO3
D．铁器在潮湿的空气中生锈
解析：选C A项，红墨水加到清水使整杯水变红属于自发进行的变化，错误；B项，冰在室温下融化成水属于熵值增加的变化，是自发进行的，错误；C项，NaHCO3转化为Na2CO3需要加热条件，不属于自发进行的变化，正确；D项，铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的变化，错误。
2．下列关于焓变的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与反应的方向性无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．焓变为正值的反应都是吸热反应
D．焓变为正值的反应都能自发进行
解析：选C ΔH＞0，说明反应为吸热反应，C正确；焓判据只是判断反应方向的一个依据，所以A、B说法不正确。
3．在一定温度下，能够用于判断一个反应是不是自发过程的依据是( )
A．只与焓变有关 B．只与熵变有关
C．由焓变和熵变共同决定 D．与焓变、熵变皆无关
解析：选C 利用焓判据和熵判据来判断一个反应是否能够自发进行，即ΔH<0，ΔS>0的反应一定能自发进行。
4．下列说法不正确的是( )
A．ΔH＞0、ΔS＞0的反应在任何温度下都不能自发进行
B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1之所以能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应的速率
解析：选A A项，ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发，则ΔH＞0、ΔS＞0的反应在高温下可自发进行，错误；B项，反应的ΔH＞0，能自发进行，说明该反应有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，正确；C项，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发，因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据，正确；D项，在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变活化分子的百分数，从而加快化学反应进行的速率，正确。
5．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是( )
A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
解析：选B A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
6．下列反应均为吸热反应，其中一定不能自发进行的是( )
A．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
D．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
解析：选A B、C、D反应的ΔS＞0，在加热条件下，可满足ΔH－TΔS＜0，反应可自发进行，而A中ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行。
7．以下过程可以用熵判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)
C．HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s)
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
解析：选A 可以用熵判据来解释，一般情况下是吸热且熵增加的过程。A项，硝酸铵自发地溶于水，是熵增的过程，可以用熵判据来解释，正确；B项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；C项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；D项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误。
8．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH，若该反应在一定条件下能自发进行，则有关该反应的ΔH、ΔS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
解析：选A 一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS＜0。该反应是气体体积减小的化合反应，所以ΔH＜0，ΔS＜0。
9．判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小，在横线上填选项字母。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)??2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)。______
(2)水煤气转化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。______
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)。______
A．熵增大 B．熵减小
C．不变 D．熵变很小
解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2＋4＋1)－0>0，因此该过程是熵增加的过程。
(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量在反应前后未发生变化：(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小。
(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。
答案：(1)A (2)D (3)B
10．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________0 (填“>”“<”或“＝”)。
(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。
(4)升高温度平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向________方向移动。
解析：据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
答案：(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应
1．已知(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
解析：选A 该反应ΔH＞0，反应物为固体，生成物中产生了气体，ΔS＞0，该反应吸热，但熵值增大，可以自发进行，但这并不代表所有碳酸盐分解一定自发，而反应是否能自发进行不能由ΔH或ΔS单独来判断，而应考虑用复合判据加以判断。
2．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，放热反应具有自发进行的倾向
B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．自发反应是指不需要条件就能发生的反应
D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
解析：选C ΔH－TΔS＜0反应能自发进行，一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关，焓变是一个与反应能否自发进行有关的一个因素，放热反应具有自发进行的倾向，但不一定自发，A、D正确；根据熵增原理，体系的混乱程度越大，熵值越大，B正确；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，C错误。
3．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由焓判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的
解析：选D 焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS，对于CaCO3分解的反应是一个ΔH＞0而ΔS＞0的反应，所以只有在较高温度下，ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发进行。
4．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
解析：选D A项，ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行，错误；B项，ΔH＜0，ΔS＜0，高温下不能自发进行，错误；C项，ΔH＞0，ΔS＞0，低温下不能自发进行，错误；D项，ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行，正确。
5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS＜0时能自发反应)( )
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
解析：选A 在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡态。因此 ，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应：白锡―→灰锡的ΔH—TΔS的问题。ΔH—TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
6．对于温度与反应方向的关系，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
C．ΔH＜0，ΔS＜0，高温下反应自发进行
D．ΔH＞0，ΔS＜0，所有温度下反应都自发进行
解析：选A 根据ΔG＝ΔH－TΔS的符号判断反应是否自发。A项，根据反应自发进行的判断依据，可知熵增焓减反应一定自发进行，正确；B项，焓增熵增，则反应高温下可自发进行，错误；C项，焓减熵减的反应在低温下可自发进行，错误；D项，焓增熵减在任何温度下都不自发进行，错误。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0
D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
解析：选B A项，当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，已知反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，该反应的ΔG＜0，所以反应的ΔH＜0，正确；B项，当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，能自发进行，该反应ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0，错误；C项，分解反应一般为吸热反应，所以ΔH＞0；生成气体是一个熵增加的反应，所以ΔS＞0，正确；D项，该反应熵值增加，反应不能自发进行，说明反应一定是吸热反应，正确。
8．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0 ΔS＞0
B．ΔH＞0 ΔS＜0
C．ΔH＞0 ΔS＞0
D．ΔH＜0 ΔS＜0
解析：选A 根据图像可知，在压强不变时，升高温度，C的含量降低，说明平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH＜0；在温度不变时，增大压强，C的含量降低，说明增大压强，平衡逆向移动，逆反应方向是气体体积减小的方向，则正反应是气体体积增大的反应，ΔS＞0。
9．(1)25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76
kJ·mol－1能自发进行的原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在298 K下，若将1 mol蔗糖溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔS________0(填“＞”“＝”或“＜”)。
(3)化学反应自发的复合判据是自由能变化ΔG，已知ΔG＝ΔH－TΔS＜0(ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为反应进行时所需的温度)，反应能自发。工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋233.8 kJ·mol－1 ΔS＝279 J·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)
ΔH＝＋98 kJ·mol－1 ΔS＝144.2 J·mol－1·K－1
问：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度低？(要求计算过程)(取整数即可)
答案：(1)该反应是熵增反应，且常温下熵变ΔS对反应的方向性起决定作用 (2)＞
(3)ΔG＝ΔH－TΔS＜0为自发过程。
ΔH－TΔS＝0为平衡状态。用C作还原剂时，
ΔH－T1ΔS＝0，T1＝＝≈838 K
即C为还原剂时，T1＞838 K能自发进行。
用H2作还原剂时，
T2＝＝≈680 K
即H2作还原剂时T2＞680 K能自发进行。
所以用氢气作还原剂，反应自发进行的温度较低。
10．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1 ΔS＝160.4 J·mol－1·K－1，则：
(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1＝130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。
(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。
(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．下列有关化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的NaCl溶液，生成H2的速率不变
B．用铁片和稀硫酸反应制取H2时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率
C．二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
解析：选D A项，加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸，使其浓度降低，反应速率减慢；B项，改用铁片与浓硫酸反应时，若在常温下，则铁片发生钝化，若在加热条件下，则反应生成二氧化硫气体，得不到H2；C项，化学反应不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，化学反应速率都加快；D项，对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。
2．美国亚利桑那州大学和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)。有关该反应的说法正确的是( )
A．ΔH ＜0 B．ΔS ＜0
C．化学能转变为电能 D．氢能是理想的绿色能源
解析：选D 水生成氢气和氧气需要吸收能量，故ΔH ＞0；水蒸气生成氢气和氧气，气体的物质的量增加，熵值增大，故ΔS ＞0。
3．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
B．高压比常压有利于合成SO3的反应
C．加入催化剂有利于氨的合成
D．工业制取金属钾Na(l)＋KCl(l)??NaCl(l)＋K(g)选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来
解析：选C 勒夏特列原理是用来解释化学平衡移动的，加入催化剂，平衡不移动。
4．反应CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g) ΔH ＜0，改变其中一种条件，能加快反应速率且反应放出的热量不变的是( )
A．升高温度 B．减小压强
C．加入CO D．加入催化剂
解析：选D A项升高温度，平衡逆向移动，反应放热会减少，错误；B项减压，反应速率减慢，错误；C项加入CO，反应物浓度增大，平衡正向移动，反应放热增多，错误；D项加入催化剂，加快反应速率，平衡不移动，反应放出的热量不变，正确。
5．在某温度下，反应ClF(g)＋F2(g)??ClF3(g) ΔH＝268 kJ·mol－1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是( )
A．升高温度，K不变，平衡向正反应方向移动
B．升高温度，平衡常数变小
C．升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率提高
D．降低温度，ClF3的产率提高
解析：选C 正反应为吸热反应，升高温度K增大，平衡向正反应方向移动，F2的转化率提高。
6．一定温度下，向容积固定为a L的密闭容器中充入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生反应X(g)＋2Y(g)??2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是( )
A．容器内气体密度不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间内消耗0.1 mol X，同时生成0.2 mol Z
解析：选B A项，反应物、生成物都是气体，反应容器的体积不变，故反应过程中，密度始终不变，不能用密度判断反应是否达到平衡状态；B项，各组分的物质的量浓度不变时，可说明平衡已建立；C项，平衡时，X、Y、Z的浓度之比不一定是1∶2∶2，不能说明反应达到平衡状态；D项，单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，不能判断该反应是否达到平衡状态。
7．如图表示的是可逆反应A＋2B??2C＋3D的化学反应速率随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况，由此可推断出( )
A．正反应是吸热反应
B．若A、B是气体，则D是纯液体或固体
C．逆反应是放热反应
D．A、B、C、D均为气体
解析：选B 由图可知，降温时平衡向正反应方向移动，故正反应为放热反应，A、C项错误；加压时平衡向正反应方向移动，正反应方向是气体分子数减小的方向，故B项正确，D项错误。
8．在1.5 L的密闭容器中通入2 mol N2和3 mol H2的混合气体，在一定温度下发生反应。达到平衡时，容器内压强为反应开始时的0.8，则该反应的化学平衡常数为( )
A．0.34 B．0.64
C．0.44 D．0.54
解析：选C 定T、V的情况下，压强之比等于物质的量之比，设N2转化x mol，则
N2＋3H2??2NH3
起始量(mol) 2 3 0
转化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 2－x3－3x 2x
＝＝＝解得x＝0.5
则K＝＝＝＝0.44。
9.如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是( )
A．A是反应物
B．前2 min A的分解速率为0.1 mol·L－1·min－1
C．达平衡后，若升高温度，平衡向正反应方向移动
D．反应的方程式为2A(g)??2B(g)＋C(g)
解析：选C A的浓度逐渐减小，为反应物，A项正确；v(A)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，B项正确；v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2∶0.2∶0.1＝2∶2∶1，该反应的化学方程式为2A(g)??2B(g)＋C(g)，D项正确；本题未说明该反应的热效应，不能判断反应热，也不能判断温度变化后平衡移动方向，C项错误。
10．往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＜0，当达到平衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使容器内压强增大(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变
B．平衡不移动，混合气体密度不变
C．H2转化率增大，HI平衡浓度减小
D．t0时改变的条件是减小体积或升高体系温度
解析：选A 由图像知平衡逆向移动，I2(g)物质的量增大，颜色加深，体积不变，平均相对分子质量不变，密度不变，A正确，B错误；平衡逆向移动，H2转化率减小，C错误；t0时改变条件为升高温度，使压强增大，D错误。
11．下图表示反应X(g)??4Y(g)＋Z(g) ΔH＜0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：
下列有关该反应的描述正确的是( )
A．第6 min后，反应就终止了
B．X的平衡转化率为85%
C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%
D．若降低温度，v(正)和v(逆)将以同样倍数减小
解析：选B A项，6 min时反应达到了平衡状态，但正、逆反应并未停止；B项，X的起始浓度为1.0 mol·L－1，平衡时为0.15 mol·L－1，浓度变化量为0.85 mol·L－1，转化率为85%；C项，反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的转化率将小于85%；D项，降温正、逆反应速率均减小，但逆反应速率减小的倍数大于正反应速率减小的倍数。
12．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是( )
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅
解析：选C A项，升高温度，气体颜色加深，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，此反应的正反应为放热反应，错误；B项，慢慢压缩气体体积，使体系的压强增大，各物质的浓度增大，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强化学平衡向右移动，各物质的浓度与原来比大，混合气体颜色变深，错误；C项，慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，如果平衡不移动，压强为原来的二倍，现在平衡向正反应方向移动，体系的压强小于原来的两倍，正确；D项，恒温恒容时，充入少量稀有气体，压强增大，但由于反应混合物中各物质的浓度没有发生变化，所以平衡不移动，混合气体的颜色不变，错误。
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
13．(12分)现有反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则
(1)该反应的逆反应是________热反应，且m＋n______(填“＞”“＜”或“＝”)p。
(2)减压时，A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率________，B的转化率________。
(4)若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色________，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
解析：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数变小，说明减小压强时平衡向逆反应方向移动，则m＋n＞p，催化剂对化学平衡无影响；若B为有色物质，体积不变时加入C，平衡向逆反应方向移动，生成更多的B而使混合物的颜色加深。如维持容器内压强不变，充入氖气可使容器体积增大，虽然平衡向逆反应方向移动，B的物质的量增加，但B的浓度比原平衡时小，因而混合物的颜色变浅。
答案：(1)放 ＞ (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变 (6)变深 变浅
14．(14分)(1)反应Fe(s)＋CO2(g)??FeO(s)＋CO(g) ΔH1，平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)??FeO(s)＋H2(g) ΔH2，平衡常数为K2；在不同温度时K1、K2的值如下表：
700 ℃
900 ℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
①反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH平衡常数为K，则ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)是 ______反应(填“吸热”或“放热”)。
②能判断CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO)＝c(CO2)
(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)＋CO2(g)??FeO(s)＋CO(g) ΔH＞0，CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 mol·L－1，则平衡时CO2的浓度为________ mol·L－1。
②下列措施中能使平衡时增大的是________(填字母)。
A．升高温度 B．增大压强
C．充入一定量的CO2 D．再加入一定量铁粉
解析：(1)①根据盖斯定律，①－②可得CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2，反应①的平衡常数K1＝c(CO)/c(CO2)，反应②的平衡常数K2＝c(H2)/c(H2O)，反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)＝；计算可知，对于反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，温度升高K增大，说明平衡正向移动，该反应的ΔH＞0。②该反应过程中压强为恒量，压强不变不一定平衡；混合气体中c(CO)不变，一定达到平衡状态；v(正)＝v(逆)，为平衡状态；c(CO)＝c(CO2)不一定平衡；
(2)根据化学方程式，消耗二氧化碳的浓度为1 mol·L－1，达到平衡时，c(CO)＝1 mol·L－1，该条件下反应的平衡常数K＝c(CO)/c(CO2)＝(1 mol·L－1)/(0.5 mol·L－1)＝2.0；
Fe(s)＋CO2(g)??FeO(s)＋CO(g)
起始(mol·L－1) 2 0
转化(mol·L－1) x x
平衡(mol·L－1) 2－x x
K＝2，则x∶(2－x)＝2
得x＝4/3；所以CO2的浓度为2－4/3＝2/3。
②升高温度，平衡正向移动，增大；增大压强，平衡不移动，不变；充入一定量的CO2，由于K不变，所以不变；再加入一定量铁粉，平衡不移动，不变。
答案：(1)①ΔH1－ΔH2 吸热 ②B、C
(2)①2.0 0.67(或2/3) ②A
15．(14分)以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。
①该反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____(填字母，下同)。
a．容器中的压强不变
b．1 mol H—H键断裂的同时，断裂2 mol H—O键
c．c(CO)＝c(H2)
d．密闭容器的容积不再改变
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/moll
平衡量/mo
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
6
2
900
1
2
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
①实验1中从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为v(CO2)＝________(取小数点后两位，下同)。
②该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应，实验2条件下平衡常数K＝________。
(3)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)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a．升高温度
b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H2O(g)从体系中分离出来
d．再充入1 mol CO2和3 mol H2
解析：(1)①根据ΔG＝ΔH－TΔS，其中ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下，ΔG才会小于0，该反应才能自发进行。②该反应容器容积可变，随着反应的进行，不论是否达到平衡，容器中的压强始终不变，故a项不能判断是否达到平衡；1 mol H—H键断裂的同时会生成2 mol H—O键，如果2 mol H—O键也同时断裂，则表明达到了平衡状态；若起始时仅加入反应物，或按物质的量之比为1∶1充入CO和H2，则不论反应是否达到平衡，均有c(CO)＝c(H2)，故c项不能判断反应是否达到平衡；该反应未达到平衡时，容器的容积会发生变化，如果容器的容积不再变化，则表明达到化学平衡状态。
(2)①实验1中6 min时反应达到平衡，v(CO2)＝v(CO)＝＝0.13 mol·L－1·min－1。②由实验1、2可知，实验1中平衡时CO的转化率为×100%＝40%，实验2中平衡时CO的转化率为×100%＝20%，说明升高温度反应物的转化率降低，即正反应是放热反应；实验2中，CO与H2O均转化了0.4 mol，故平衡时H2O为0.6 mol，CO为1.6 mol，H2与CO2均为0.4 mol，则平衡常数K＝＝＝0.17。
(3)根据反应过程中能量变化图像可知反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c(CH3OH)减小；恒容容器中充入He(g)，平衡不移动，即c(CH3OH)不变；将H2O(g)从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，故c(CH3OH)增大；再充入1 mol CO2和3 mol H2，相当于增大压强，则平衡向正反应方向移动，故c(CH3OH)增大。
答案：(1)①不能 ②bd
(2)①0.13 mol·L－1·min－1 ②放 0.17
(3)cd
课件17张PPT。不需要借助外力自发方向性不能自发进行放热吸热＜＞
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十一)”
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课时跟踪检测（十一） 化学反应进行的方向
1．常温下，下列不属于自发进行的变化是( )
A．红墨水加到清水使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3转化为Na2CO3
D．铁器在潮湿的空气中生锈
解析：选C A项，红墨水加到清水使整杯水变红属于自发进行的变化，错误；B项，冰在室温下融化成水属于熵值增加的变化，是自发进行的，错误；C项，NaHCO3转化为Na2CO3需要加热条件，不属于自发进行的变化，正确；D项，铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的变化，错误。
2．下列关于焓变的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与反应的方向性无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．焓变为正值的反应都是吸热反应
D．焓变为正值的反应都能自发进行
解析：选C ΔH＞0，说明反应为吸热反应，C正确；焓判据只是判断反应方向的一个依据，所以A、B说法不正确。
3．在一定温度下，能够用于判断一个反应是不是自发过程的依据是( )
A．只与焓变有关 B．只与熵变有关
C．由焓变和熵变共同决定 D．与焓变、熵变皆无关
解析：选C 利用焓判据和熵判据来判断一个反应是否能够自发进行，即ΔH<0，ΔS>0的反应一定能自发进行。
4．下列说法不正确的是( )
A．ΔH＞0、ΔS＞0的反应在任何温度下都不能自发进行
B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1之所以能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应的速率
解析：选A A项，ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发，则ΔH＞0、ΔS＞0的反应在高温下可自发进行，错误；B项，反应的ΔH＞0，能自发进行，说明该反应有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，正确；C项，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发，因此焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据，正确；D项，在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变活化分子的百分数，从而加快化学反应进行的速率，正确。
5．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是( )
A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
解析：选B A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
6．下列反应均为吸热反应，其中一定不能自发进行的是( )
A．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
D．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
解析：选A B、C、D反应的ΔS＞0，在加热条件下，可满足ΔH－TΔS＜0，反应可自发进行，而A中ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行。
7．以下过程可以用熵判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)
C．HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s)
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
解析：选A 可以用熵判据来解释，一般情况下是吸热且熵增加的过程。A项，硝酸铵自发地溶于水，是熵增的过程，可以用熵判据来解释，正确；B项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；C项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；D项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误。
8．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH，若该反应在一定条件下能自发进行，则有关该反应的ΔH、ΔS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
解析：选A 一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS＜0。该反应是气体体积减小的化合反应，所以ΔH＜0，ΔS＜0。
9．判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小，在横线上填选项字母。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)??2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)。______
(2)水煤气转化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。______
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)。______
A．熵增大 B．熵减小
C．不变 D．熵变很小
解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2＋4＋1)－0>0，因此该过程是熵增加的过程。
(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量在反应前后未发生变化：(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小。
(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。
答案：(1)A (2)D (3)B
10．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________0 (填“>”“<”或“＝”)。
(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。
(4)升高温度平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡向________方向移动。
解析：据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
答案：(1)< (2)> (3)能 (4)减小 逆反应
1．已知(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
解析：选A 该反应ΔH＞0，反应物为固体，生成物中产生了气体，ΔS＞0，该反应吸热，但熵值增大，可以自发进行，但这并不代表所有碳酸盐分解一定自发，而反应是否能自发进行不能由ΔH或ΔS单独来判断，而应考虑用复合判据加以判断。
2．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，放热反应具有自发进行的倾向
B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．自发反应是指不需要条件就能发生的反应
D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
解析：选C ΔH－TΔS＜0反应能自发进行，一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关，焓变是一个与反应能否自发进行有关的一个因素，放热反应具有自发进行的倾向，但不一定自发，A、D正确；根据熵增原理，体系的混乱程度越大，熵值越大，B正确；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，C错误。
3．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由焓判据和熵判据组合成的复合判据，将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的
解析：选D 焓判据和熵判据都不全面，应采用复合判据ΔG＝ΔH－TΔS，对于CaCO3分解的反应是一个ΔH＞0而ΔS＞0的反应，所以只有在较高温度下，ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应自发进行。
4．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
解析：选D A项，ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行，错误；B项，ΔH＜0，ΔS＜0，高温下不能自发进行，错误；C项，ΔH＞0，ΔS＞0，低温下不能自发进行，错误；D项，ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行，正确。
5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS＜0时能自发反应)( )
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
解析：选A 在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡态。因此 ，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应：白锡―→灰锡的ΔH—TΔS的问题。ΔH—TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝
－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
6．对于温度与反应方向的关系，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
C．ΔH＜0，ΔS＜0，高温下反应自发进行
D．ΔH＞0，ΔS＜0，所有温度下反应都自发进行
解析：选A 根据ΔG＝ΔH－TΔS的符号判断反应是否自发。A项，根据反应自发进行的判断依据，可知熵增焓减反应一定自发进行，正确；B项，焓增熵增，则反应高温下可自发进行，错误；C项，焓减熵减的反应在低温下可自发进行，错误；D项，焓增熵减在任何温度下都不自发进行，错误。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0
D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
解析：选B A项，当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，已知反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，该反应的ΔG＜0，所以反应的ΔH＜0，正确；B项，当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，能自发进行，该反应ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0，错误；C项，分解反应一般为吸热反应，所以ΔH＞0；生成气体是一个熵增加的反应，所以ΔS＞0，正确；D项，该反应熵值增加，反应不能自发进行，说明反应一定是吸热反应，正确。
8．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0 ΔS＞0
B．ΔH＞0 ΔS＜0
C．ΔH＞0 ΔS＞0
D．ΔH＜0 ΔS＜0
解析：选A 根据图像可知，在压强不变时，升高温度，C的含量降低，说明平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH＜0；在温度不变时，增大压强，C的含量降低，说明增大压强，平衡逆向移动，逆反应方向是气体体积减小的方向，则正反应是气体体积增大的反应，ΔS＞0。
9．(1)25 ℃和1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.76
kJ·mol－1能自发进行的原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在298 K下，若将1 mol蔗糖溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔS________0(填“＞”“＝”或“＜”)。
(3)化学反应自发的复合判据是自由能变化ΔG，已知ΔG＝ΔH－TΔS＜0(ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为反应进行时所需的温度)，反应能自发。工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋233.8 kJ·mol－1 ΔS＝279 J·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)
ΔH＝＋98 kJ·mol－1 ΔS＝144.2 J·mol－1·K－1
问：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度低？(要求计算过程)(取整数即可)
答案：(1)该反应是熵增反应，且常温下熵变ΔS对反应的方向性起决定作用 (2)＞
(3)ΔG＝ΔH－TΔS＜0为自发过程。
ΔH－TΔS＝0为平衡状态。用C作还原剂时，
ΔH－T1ΔS＝0，T1＝＝≈838 K
即C为还原剂时，T1＞838 K能自发进行。
用H2作还原剂时，
T2＝＝≈680 K
即H2作还原剂时T2＞680 K能自发进行。
所以用氢气作还原剂，反应自发进行的温度较低。
10．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1 ΔS＝160.4 J·mol－1·K－1，则：
(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·mol－1·K－1＝
130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。
(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。
(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
