高中化学课时讲练通课件：221 化学反应的方向和限度（苏教版选修4）
文档属性
| 名称 | 高中化学课时讲练通课件：221 化学反应的方向和限度（苏教版选修4） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-10 18:28:22 | ||
图片预览
文档简介
(共55张PPT)
1.“自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生”这句话对吗？说明理由。
提示：不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应，但需点燃或加热才能反应；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳为非自发反应，在高温下可以发生。
2．根据下列实例，回答所提出的问题，并由此判断说明焓变与化学反应方向的关系。
(1)冰融化、NH4NO3溶解是否是自发进行的？这两个过程是吸热过程还是放热过程？
(2)甲烷燃烧是否能够自发进行？该过程是吸热过程还是放热过程？
提示：(1)冰融化、NH4NO3溶解过程都吸热，都能自发进行；(2)甲烷燃烧是放热反应，能自发进行。从上面例子可以看出：化学反应的焓变仅是影响反应方向的一个因素，但不能作为判断依据使用。
3．根据熵和熵变的意义，探究说明下列过程属于熵增过
程还是熵减过程？
(1)少量食盐溶于水中
(2)碳和氧气反应生成CO(g)
(3)水蒸气变成液态水
提示：(1)溶解过程体系的混乱度增大，为熵增过程。
(2)反应2C+O2 2CO为气体体积增大的反应，为熵增过
程。
(3)水蒸气变成液态水体系的混乱度减小，为熵减过程。
点燃
====
【典例1】(双选)下列说法不正确的是
A.体系有序性越高，熵值就越低
B.自发过程将导致体系的熵增大
C.吸热反应不可以自发进行
D.同种物质气态时熵值最大
【思路点拨】(1)明确熵增、熵减的判断方法。
(2)理解自发过程与ΔH、ΔS的关系。
【自主解答】选B、C。熵表示的是物质的混乱度，混乱度越大，相应熵值越高，所以体系有序性越高，熵值就越低，A正确；有些熵减小的过程也能自发进行，B不正确；吸热反应有的也可以自发进行，如碳酸钙在较高温度下的分解就是一个典型的吸热反应，但是由于产生了气体，所以熵值增大，可以自发进行，C不正确；同种物质气态时，混乱程度最大，所以熵值也最大。
1.自发反应是否一定能够实际发生？为什么？
提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。
2．若某反应的ΔH＞0，ΔS＞0，试探究温度对该反应方向的影响。
提示：若ΔH＞0，ΔS＞0时，反应自发的条件是ΔH－TΔS＜0，即必须满足TΔS＞ΔH，所以该反应在高温时自发进行，低温时不自发进行。
3.判断一个化学反应是否能自发，要用ΔH和ΔS两个因素，那么ΔH-TΔS<0的反应一定能够自发进行，且效果显著，对吗？
提示：不对。因为ΔH-TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率和限度的问题。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。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
在讨论过程的方向时，我们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。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发的，但在1 273 K时，这一反应就是自发的反应；高温高压可以使石墨转化为金刚石。这些反应实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发的。
【典例2】已知反应2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下，其ΔH=-113.0 kJ·mol-1，
ΔS=-145.3 J·mol-1·K-1。
(1)请讨论该反应能否用于消除汽车尾气中的NO？请说明道理。
(2)已知汽车发动机内温度高于2 000 K。能否设计一个装置使该反应在发动机中进行？请分析说明。若假定该反应的ΔH随温度的变化忽略不计，请计算使该反应能够自发进行的最高温度。
【思路点拨】(1)利用ΔH－TΔS<0这一公式去判断反应的可能性。
(2)利用ΔH－TΔS=0公式来计算反应自发进行的临界温度。
【自主解答】可用ΔH－TΔS=-113.0 kJ·mol-1－
298 K×(-0.145 3 kJ·mol-1·K-1)=-69.7 kJ·mol-1<0
所以该反应在该温度条件下能自发进行。
但从ΔH<0和ΔS<0这两个条件来看，该反应是一个低
温自发的反应，随着温度的升高，会逐渐变得不自发，
由T= 代入数据可得T=777.7 K，即高于777.7 K时
反应不再自发。
答案：(1)能。
ΔH-TΔS=－113.0 kJ·mol-1－298 K×
(－0.145 3 kJ·mol-1·K-1)=-69.7 kJ·mol-1<0所以
该反应在该温度条件下能自发进行。
(2)不能。从ΔH<0和ΔS<0这两个条件来看，该反应是
一个低温自发的反应，随着温度的升高，会逐渐变得不
自发，由 代入数据可得T=777.7 K，即高于
777.7 K时反应不再自发。
知识点一：化学反应与焓变、熵变
1.下列过程是非自发过程的是( )
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。解题时紧扣自发过程的定义和特点，自发过程是指在一定条件下不借助于外部力量就能自发进行的过程，当然还受到外界条件的影响，而水结成冰所需要的温度是在零度以下。
2.下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)
ΔH=+56.7 kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)
ΔH=+74.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-286 kJ·mol-1
D.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)
ΔH=+178.2 kJ·mol-1
【解析】选C。从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
3.下列关于化学反应的熵变的叙述中正确的是( )
A.化学反应的熵变与反应的方向无关
B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
D.熵值增大的反应一定都能自发进行
【解析】选C。解题时明确熵变及熵变的含义及与反应方向的关系。熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，混乱度越大。熵变ΔS是影响反应方向的因素，但不是惟一因素，也不是所有熵增大的反应都能自发进行，也有熵增大的反应不能自发进行的，所以A、B、D均错误，C正确。
知识点二：化学反应的复合判据
4.自发进行的反应不可能是( )
A.吸热反应 B.放热反应
C.熵增加反应 D.熵减少且吸热的反应
【解析】选D。当ΔH ＜0，ΔS＞0，反应一定能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0，反应可能自发进行；ΔH＞0，ΔS＜0，反应不能自发进行。
5.(2010·苏州高二检测)反应CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度时能自发向正反应方向进行，若该反应的ΔH=+17 kJ·mol-1,|ΔH-TΔS|=
17 kJ·mol-1，则下列关系中正确的是( )
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
【解析】选A。由题意知：CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g),ΔH=+17 kJ·mol-1,所以ΔH>0,又
因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行，说
明ΔH-TΔS<0,即选A。
6.(2010·大庆高二检测)对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是( )
A.若ΔH<0,ΔS<0低温时可自发进行
B.若ΔH>0,ΔS>0低温时可自发进行
C.若ΔH>0,ΔS<0任何温度下都不能自发进行
D.若ΔH<0,ΔS>0任何温度下都能自发进行
【解析】选B。根据ΔG=ΔH-T·ΔS知，ΔG<0反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行，当ΔH<0，ΔS<0时，ΔH-T·ΔS中ΔH<0，-T·ΔS>0，若ΔG<0,则ΔH当ΔH<0，ΔS>0时，ΔH-T·ΔS<0，能自发进行，D正确。
当ΔH>0，ΔS<0时，此时ΔH-T·ΔS>0,不能自发进行，C正确。
当ΔH>0,ΔS>0时，ΔH-T·ΔS<0时，T为高温，故B错误。
7.已知：Fe2O3(s)+3H2(g)====2Fe(s)+3H2O(g)
ΔH=+98 kJ·mol-1 ΔS=0.144 2 kJ·mol-1·K-1。试判断用H2还原Fe2O3是否可以实现？为何在工业生产中不采用此种方法？
【解析】用H2作还原剂还原Fe2O3时需要的温度
故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。但由于H2化学性质活泼，生产安全性低且H2为气体，比固体焦炭对设备的要求高，目前大量制取H2成本较高，故工业生产采用焦炭而不用H2。
答案：可以实现。
H2为气体，化学性质活泼，易燃，易爆炸，使用不方便，且H2生产成本较高。
一、选择题(本题包括4小题，每小题3分，共12分)
1.过程的自发性的作用是( )
A.判断过程的方向
B.确定过程是否一定会发生
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，所以A正确，B、C不正确。放热反应常常是自发进行的过程，但是有些吸热反应也能自发进行，D不正确。
2.(2010·宿迁高二检测)下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
【解析】选C。反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不一定都是自发的，吸热反应不一定都是非自发的；自发反应不一定是熵增大，非自发反应不一定是熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。
3.(2010·鞍山高二检测)下列反应中，熵减小的是
( )
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)
【解析】选D。固体变为溶液或反应生成气体的过程都是熵增加的过程，反应过程中气体物质的量增加的过程也是熵增加的过程，故A、B、C为熵增加的反应，D为熵减小的反应。
4.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，其反应原理是：2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g),
在298 K、100 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条件
C.该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
【解析】选B。因为2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g)，298 K时，ΔH=-113 kJ/mol,ΔS=-145 J·mol-1·K-1，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量，常温时ΔG=ΔH-T·ΔS=
-113 kJ·mol-1-298 K×(-145×10-3 kJ·mol-1·K-1)
=-69.79 kJ·mol-1<0，即该反应在常温下能自发进行，故A、C、D正确。
二、非选择题(本题包括2小题，共18分)
5.(9分)判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的
横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)____。
(2)H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)____。
(3)(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)___。
(4)Cu(s)+Cl2(g) CuCl2(s)____。
(5)将少量KNO3晶体溶解水中_____。
点燃
====
点燃
====
点燃
====
【解析】判断熵值变化的依据是同温同压下，气态熵值>液态熵值>固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多,熵值越大。故(1)减小，(2)无明显变化，(3)增加，(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3====K+
+NO3-，自由移动离子数目增多，因此熵值变大。
答案：(1)减小 (2)无明显变化 (3)增加
(4)减小 (5)增加
6.(9分)有A、B、C、D四个反应：
则在任何温度下都能自发进行的反应是_____；任何温度下都不能自发进行的反应是_____；另两个反应中，在温度高于____℃时可自发进行的反应是_____；在温度低于____℃时可自发进行的反应是_____。
【解析】解题时明确ΔH、ΔS与反应方向的关系。放热
的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反
应在任何温度下都不能自发进行。放热的熵减反应在低
温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进
行，具体温度可以根据ΔH-TΔS=0计算出来。故C在任
意温度下均自发进行，B在任意温度下均不能自发进行。
对于A反应ΔH-TΔS=+10.5 kJ·mol-1-T×30.0×
10-3 kJ·mol-1·K-1=0，故T=350 K，即t=77 ℃；对于
D反应ΔH-TΔS=-11.7 kJ·mol-1-T×(-105.0)×
10-3 kJ·mol-1·K-1=0，故T=111.4 K，即t=-161.6 ℃。
答案：C B 77 A -161.6 D
1.(5分)(2010·朝阳区高二检测)下列说法中，正确的是( )
A.凡是吸热反应都不是自发反应
B.凡是熵增大的反应都是自发反应
C.要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变
D.过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生
【解析】选C。解题时应注意决定反应自发性的因素是ΔH与ΔS的共同影响，单独的ΔH<0或ΔS>0均不能准确判断反应方向，故A、B错，C正确；过程的自发性不能确定过程是否能真实发生，还存在反应速率和反应条件的问题，D错。
2.(5分)(2010·宁波高二检测)某化学反应其ΔH=
-122 kJ·mol-1，ΔS=231 J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A.在任何温度下都能自发进行
B.在任何温度下都不能自发进行
C.仅在高温下自发进行
D.仅在低温下自发进行
【解析】选A。当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，所以该反应在任何温度下都能自发进行。
3.(10分)在冶金工业中，以C作为还原剂，如温度高于
980 K时，氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO2为主。
(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，该反应___自发进行(填“能”或“不能”)。
(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不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是 ________________。
【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ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH-TΔS
<0；T>980 K时，ΔH-TΔS>0，该反应不能自发进行。
(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·K)×
103 kJ/J］<0,则T<
答案：(1)小于 不能 (2)小于 1 240 K
1.“自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生”这句话对吗？说明理由。
提示：不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应，但需点燃或加热才能反应；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳为非自发反应，在高温下可以发生。
2．根据下列实例，回答所提出的问题，并由此判断说明焓变与化学反应方向的关系。
(1)冰融化、NH4NO3溶解是否是自发进行的？这两个过程是吸热过程还是放热过程？
(2)甲烷燃烧是否能够自发进行？该过程是吸热过程还是放热过程？
提示：(1)冰融化、NH4NO3溶解过程都吸热，都能自发进行；(2)甲烷燃烧是放热反应，能自发进行。从上面例子可以看出：化学反应的焓变仅是影响反应方向的一个因素，但不能作为判断依据使用。
3．根据熵和熵变的意义，探究说明下列过程属于熵增过
程还是熵减过程？
(1)少量食盐溶于水中
(2)碳和氧气反应生成CO(g)
(3)水蒸气变成液态水
提示：(1)溶解过程体系的混乱度增大，为熵增过程。
(2)反应2C+O2 2CO为气体体积增大的反应，为熵增过
程。
(3)水蒸气变成液态水体系的混乱度减小，为熵减过程。
点燃
====
【典例1】(双选)下列说法不正确的是
A.体系有序性越高，熵值就越低
B.自发过程将导致体系的熵增大
C.吸热反应不可以自发进行
D.同种物质气态时熵值最大
【思路点拨】(1)明确熵增、熵减的判断方法。
(2)理解自发过程与ΔH、ΔS的关系。
【自主解答】选B、C。熵表示的是物质的混乱度，混乱度越大，相应熵值越高，所以体系有序性越高，熵值就越低，A正确；有些熵减小的过程也能自发进行，B不正确；吸热反应有的也可以自发进行，如碳酸钙在较高温度下的分解就是一个典型的吸热反应，但是由于产生了气体，所以熵值增大，可以自发进行，C不正确；同种物质气态时，混乱程度最大，所以熵值也最大。
1.自发反应是否一定能够实际发生？为什么？
提示：不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。
2．若某反应的ΔH＞0，ΔS＞0，试探究温度对该反应方向的影响。
提示：若ΔH＞0，ΔS＞0时，反应自发的条件是ΔH－TΔS＜0，即必须满足TΔS＞ΔH，所以该反应在高温时自发进行，低温时不自发进行。
3.判断一个化学反应是否能自发，要用ΔH和ΔS两个因素，那么ΔH-TΔS<0的反应一定能够自发进行，且效果显著，对吗？
提示：不对。因为ΔH-TΔS这个判据是指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及到化学反应速率和限度的问题。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。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
在讨论过程的方向时，我们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。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发的，但在1 273 K时，这一反应就是自发的反应；高温高压可以使石墨转化为金刚石。这些反应实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发的。
【典例2】已知反应2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下，其ΔH=-113.0 kJ·mol-1，
ΔS=-145.3 J·mol-1·K-1。
(1)请讨论该反应能否用于消除汽车尾气中的NO？请说明道理。
(2)已知汽车发动机内温度高于2 000 K。能否设计一个装置使该反应在发动机中进行？请分析说明。若假定该反应的ΔH随温度的变化忽略不计，请计算使该反应能够自发进行的最高温度。
【思路点拨】(1)利用ΔH－TΔS<0这一公式去判断反应的可能性。
(2)利用ΔH－TΔS=0公式来计算反应自发进行的临界温度。
【自主解答】可用ΔH－TΔS=-113.0 kJ·mol-1－
298 K×(-0.145 3 kJ·mol-1·K-1)=-69.7 kJ·mol-1<0
所以该反应在该温度条件下能自发进行。
但从ΔH<0和ΔS<0这两个条件来看，该反应是一个低
温自发的反应，随着温度的升高，会逐渐变得不自发，
由T= 代入数据可得T=777.7 K，即高于777.7 K时
反应不再自发。
答案：(1)能。
ΔH-TΔS=－113.0 kJ·mol-1－298 K×
(－0.145 3 kJ·mol-1·K-1)=-69.7 kJ·mol-1<0所以
该反应在该温度条件下能自发进行。
(2)不能。从ΔH<0和ΔS<0这两个条件来看，该反应是
一个低温自发的反应，随着温度的升高，会逐渐变得不
自发，由 代入数据可得T=777.7 K，即高于
777.7 K时反应不再自发。
知识点一：化学反应与焓变、熵变
1.下列过程是非自发过程的是( )
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。解题时紧扣自发过程的定义和特点，自发过程是指在一定条件下不借助于外部力量就能自发进行的过程，当然还受到外界条件的影响，而水结成冰所需要的温度是在零度以下。
2.下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A.2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)
ΔH=+56.7 kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)
ΔH=+74.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-286 kJ·mol-1
D.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)
ΔH=+178.2 kJ·mol-1
【解析】选C。从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
3.下列关于化学反应的熵变的叙述中正确的是( )
A.化学反应的熵变与反应的方向无关
B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
D.熵值增大的反应一定都能自发进行
【解析】选C。解题时明确熵变及熵变的含义及与反应方向的关系。熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，混乱度越大。熵变ΔS是影响反应方向的因素，但不是惟一因素，也不是所有熵增大的反应都能自发进行，也有熵增大的反应不能自发进行的，所以A、B、D均错误，C正确。
知识点二：化学反应的复合判据
4.自发进行的反应不可能是( )
A.吸热反应 B.放热反应
C.熵增加反应 D.熵减少且吸热的反应
【解析】选D。当ΔH ＜0，ΔS＞0，反应一定能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0，反应可能自发进行；ΔH＞0，ΔS＜0，反应不能自发进行。
5.(2010·苏州高二检测)反应CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度时能自发向正反应方向进行，若该反应的ΔH=+17 kJ·mol-1,|ΔH-TΔS|=
17 kJ·mol-1，则下列关系中正确的是( )
A.ΔH>0,ΔH-TΔS<0
B.ΔH<0,ΔH-TΔS>0
C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0
D.ΔH<0,ΔH-TΔS<0
【解析】选A。由题意知：CH3OH(l)+NH3(g)
CH3NH2(g)+H2O(g),ΔH=+17 kJ·mol-1,所以ΔH>0,又
因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行，说
明ΔH-TΔS<0,即选A。
6.(2010·大庆高二检测)对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是( )
A.若ΔH<0,ΔS<0低温时可自发进行
B.若ΔH>0,ΔS>0低温时可自发进行
C.若ΔH>0,ΔS<0任何温度下都不能自发进行
D.若ΔH<0,ΔS>0任何温度下都能自发进行
【解析】选B。根据ΔG=ΔH-T·ΔS知，ΔG<0反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行，当ΔH<0，ΔS<0时，ΔH-T·ΔS中ΔH<0，-T·ΔS>0，若ΔG<0,则ΔH
当ΔH>0，ΔS<0时，此时ΔH-T·ΔS>0,不能自发进行，C正确。
当ΔH>0,ΔS>0时，ΔH-T·ΔS<0时，T为高温，故B错误。
7.已知：Fe2O3(s)+3H2(g)====2Fe(s)+3H2O(g)
ΔH=+98 kJ·mol-1 ΔS=0.144 2 kJ·mol-1·K-1。试判断用H2还原Fe2O3是否可以实现？为何在工业生产中不采用此种方法？
【解析】用H2作还原剂还原Fe2O3时需要的温度
故用H2作还原剂时，反应自发进行的温度较低。但由于H2化学性质活泼，生产安全性低且H2为气体，比固体焦炭对设备的要求高，目前大量制取H2成本较高，故工业生产采用焦炭而不用H2。
答案：可以实现。
H2为气体，化学性质活泼，易燃，易爆炸，使用不方便，且H2生产成本较高。
一、选择题(本题包括4小题，每小题3分，共12分)
1.过程的自发性的作用是( )
A.判断过程的方向
B.确定过程是否一定会发生
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，所以A正确，B、C不正确。放热反应常常是自发进行的过程，但是有些吸热反应也能自发进行，D不正确。
2.(2010·宿迁高二检测)下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
【解析】选C。反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不一定都是自发的，吸热反应不一定都是非自发的；自发反应不一定是熵增大，非自发反应不一定是熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。
3.(2010·鞍山高二检测)下列反应中，熵减小的是
( )
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)
【解析】选D。固体变为溶液或反应生成气体的过程都是熵增加的过程，反应过程中气体物质的量增加的过程也是熵增加的过程，故A、B、C为熵增加的反应，D为熵减小的反应。
4.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，其反应原理是：2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g),
在298 K、100 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条件
C.该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
【解析】选B。因为2NO(g)+2CO(g)====N2(g)+2CO2(g)，298 K时，ΔH=-113 kJ/mol,ΔS=-145 J·mol-1·K-1，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量，常温时ΔG=ΔH-T·ΔS=
-113 kJ·mol-1-298 K×(-145×10-3 kJ·mol-1·K-1)
=-69.79 kJ·mol-1<0，即该反应在常温下能自发进行，故A、C、D正确。
二、非选择题(本题包括2小题，共18分)
5.(9分)判断下列反应的熵值的变化，在每小题后面的
横线上填上“增加”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)____。
(2)H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)____。
(3)(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)___。
(4)Cu(s)+Cl2(g) CuCl2(s)____。
(5)将少量KNO3晶体溶解水中_____。
点燃
====
点燃
====
点燃
====
【解析】判断熵值变化的依据是同温同压下，气态熵值>液态熵值>固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多,熵值越大。故(1)减小，(2)无明显变化，(3)增加，(4)减小。(5)KNO3溶于水时KNO3====K+
+NO3-，自由移动离子数目增多，因此熵值变大。
答案：(1)减小 (2)无明显变化 (3)增加
(4)减小 (5)增加
6.(9分)有A、B、C、D四个反应：
则在任何温度下都能自发进行的反应是_____；任何温度下都不能自发进行的反应是_____；另两个反应中，在温度高于____℃时可自发进行的反应是_____；在温度低于____℃时可自发进行的反应是_____。
【解析】解题时明确ΔH、ΔS与反应方向的关系。放热
的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反
应在任何温度下都不能自发进行。放热的熵减反应在低
温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进
行，具体温度可以根据ΔH-TΔS=0计算出来。故C在任
意温度下均自发进行，B在任意温度下均不能自发进行。
对于A反应ΔH-TΔS=+10.5 kJ·mol-1-T×30.0×
10-3 kJ·mol-1·K-1=0，故T=350 K，即t=77 ℃；对于
D反应ΔH-TΔS=-11.7 kJ·mol-1-T×(-105.0)×
10-3 kJ·mol-1·K-1=0，故T=111.4 K，即t=-161.6 ℃。
答案：C B 77 A -161.6 D
1.(5分)(2010·朝阳区高二检测)下列说法中，正确的是( )
A.凡是吸热反应都不是自发反应
B.凡是熵增大的反应都是自发反应
C.要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变
D.过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生
【解析】选C。解题时应注意决定反应自发性的因素是ΔH与ΔS的共同影响，单独的ΔH<0或ΔS>0均不能准确判断反应方向，故A、B错，C正确；过程的自发性不能确定过程是否能真实发生，还存在反应速率和反应条件的问题，D错。
2.(5分)(2010·宁波高二检测)某化学反应其ΔH=
-122 kJ·mol-1，ΔS=231 J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A.在任何温度下都能自发进行
B.在任何温度下都不能自发进行
C.仅在高温下自发进行
D.仅在低温下自发进行
【解析】选A。当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，所以该反应在任何温度下都能自发进行。
3.(10分)在冶金工业中，以C作为还原剂，如温度高于
980 K时，氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO2为主。
(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，该反应___自发进行(填“能”或“不能”)。
(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不随温度变化而变化，则此反应自发进行的温度是 ________________。
【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ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH-TΔS
<0；T>980 K时，ΔH-TΔS>0，该反应不能自发进行。
(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·K)×
103 kJ/J］<0,则T<
答案：(1)小于 不能 (2)小于 1 240 K