2.2.1化學反應的方向與限度（化學反應的方向）基礎知識清單基礎知識清單一、自發過程和自發反應1．自發過程(1)含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發進行的過程。(2)特點①能量角度：體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(體系對外部做功或者釋放熱量)。②混亂度角度：在密閉條件下，體系有從有序自發轉變為無序的傾向。2．自發反應(1)定義：在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能自動進行的化學反應。(2)自發反應的特征。①具有方向性，即反應的某個方向在一定條件下是自發的，則其逆反應在該條件下肯定不自發。②體系趨向于從高能量狀態轉變為低能量狀態。③體系趨向于從有序體系轉變為無序體系。 二、化學反應自發進行的判斷依據 1.化學反應的自發性與反應焓變的關系 (1)放熱反應：絕大多數都能自發進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得越多，反應越完全。 (2)吸熱反應：有些也能自發進行。 結論：反應的焓變是影響化學反應能否自發進行的因素之一。 2.反應熵變與反應方向 (1)熵 ①定義：衡量一個體系混亂度的物理量，其符號為S。 ②特點：混亂度越大，體系越無序，體系的熵值就越大。 ③熵的比較 a.同一物質：S(高溫)>S(低溫)；S(g)>S(l)>S(s)。 b.相同條件下的不同物質：分子結構越復雜，熵值越大。 c.S(混合物)>S(純凈物)。 (2)熵變 ①定義：反應前后體系熵值的變化，記為ΔS。 ②計算式：ΔS＝S(生成物)－S(反應物)。 ③熵增或熵減的判斷 a.物質由固態到液態、由液態到氣態或由固態到氣態的過程，ΔS>0，是熵增加的過程。 b.氣體體積增大的反應，熵變通常都是ΔS>0，是熵增加的反應。 c.氣體體積減小的反應，熵變通常都是ΔS<0，是熵減小的反應。 (3)熵變與反應方向 ①熵增加有利于反應的自發進行。 ②某些熵減小的反應在一定條件下也能自發進行。 結論：反應的熵變是與反應能否自發進行有關的一個因素，但不是唯一因素。 3.焓變、熵變與反應的方向 在溫度、壓強一定的條件下，自發反應總是向ΔH－TΔS<0的方向進行。ΔH－TΔS<0，反應能自發進行； ΔH－TΔS＝0，反應達到平衡狀態； ΔH－TΔS>0，反應不能自發進行。 課后分層練課后分層練1．下列關于判斷反應的方向的說法正確的是()A．所有自發進行的化學反應都是放熱反應B．自發反應在任何條件下都能發生C．由焓判據和熵判據組合而成的復合判據，將更適合于所有的反應D．同一物質的固、液、氣三種狀態的熵值相同[答案]C[解析]焓判據與熵判據都不能單獨作為反應自發性的判據，二者組合而成的復合判據，更適合于所有的反應，A項錯誤，C項正確；在一定條件下能自發進行的反應，改變條件可能不能自發進行，B項錯誤；同一物質S(s)＜S(l)＜S(g)，D項錯誤。2．下列說法正確的是()A．凡是放熱反應都是自發的，吸熱反應都是非自發的B．自發反應的現象一定非常明顯，非自發反應的熵一定減小C．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發進行，則該反應的ΔH＞0D．反應2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自發進行，則該反應的ΔH＞0[答案]C[解析]不能僅僅根據焓變判斷反應的自發性，放熱反應不一定都是自發進行的，吸熱反應也可能是自發進行的，A項錯誤；自發進行的反應，其現象不一定非常明顯，非自發反應的熵不一定減小，B項錯誤；根據反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發進行可知，該反應的ΔH－TΔS＞0，又知該反應ΔS＞0，則該反應的ΔH＞0，C項正確；反應2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自發進行，則ΔH－TΔS＜0，因ΔS＜0，則ΔH＜0，D項錯誤。3．25℃、1.01×105Pa時，反應：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.7kJ·mol－1能自發進行，其原因是()A．該反應是吸熱反應B．該反應是放熱反應C．該反應是熵減小的反應D．熵增效應大于能量效應[答案]D[解析]根據熵判據，該反應是熵增反應，能自發進行；根據焓判據，該反應是吸熱反應，不能自發進行。事實上該反應能自發進行，說明熵增效應大于能量效應。4．現有反應：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＞0，下列有關說法正確的是()A．ΔH＞0的化學反應一定不能自發進行B．該反應熵增大(即ΔS＞0)C．該反應在任何條件下一定能自發進行D．自發過程一定使體系的熵增大[答案]B[解析]ΔH＞0的化學反應也有能自發進行的，A項錯誤；B項正確；該反應只有在高溫條件下才能自發進行，C項錯誤；自發過程也有使體系的熵減小的，D項錯誤。5.下列過程為非自發的是() A.水由高處向低處流 B.氯氣和溴化鉀溶液的反應 C.鐵在潮濕空氣中生銹 D.室溫下水結成冰 [答案]D[解析]室溫下冰會自發的融化，室溫下水結成冰不是自發進行的過程，故選D。 6.下列不屬于自發進行的變化是() A.紅墨水加到清水使整杯水變紅 B.冰在室溫下融化成水 C.電解飽和食鹽水 D.銅在潮濕的空氣中生銹 [答案]C[解析]A項，擴散現象，是熵增加的自發過程，不符合題意；B項，冰的熔點為0℃，水常溫是液體，冰在室溫下融化成水，是熵增加的自發過程，不符合題意；C項，電解飽和食鹽水，是在外電場的作用下強制發生的氧化還原反應，不是自發過程，符合題意；D項，銅在潮濕的空氣中生銹是發生了自發的氧化還原反應，是自發進行的化學過程，不符合題意。故選C。 7.下列說法正確的是() A.放熱反應一定是自發進行的 B.吸熱反應一定是非自發進行的 C.自發進行的反應一定容易發生 D.體系混亂度增大有利于反應自發進行 [答案]D[解析]放熱且熵減小的反應，不一定能自發進行，A錯誤；吸熱且熵增加的反應，可能自發進行，B錯誤；自發進行的反應不一定容易發生，有的需要一定條件，C錯誤；體系混亂度增大，熵增加，有利于反應自發進行，D正確。 8.下列對化學反應預測正確的是()選項化學方程式已知條件預測AM(s)=X(g)＋Y(s)ΔH>0它是非自發反應B4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)常溫下，自發進行ΔH>0C4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)能自發反應ΔH一定小于0DW(s)＋G(g)=2Q(g)ΔH<0任何溫度都自發進行[答案]D[解析]M(s)=X(g)＋Y(s)，反應中氣體的化學計量數增大，為熵增大的反應，ΔS>0，ΔH>0，根據ΔH－TΔS<0，在高溫條件下能自發進行，A錯誤；4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)為氣體的化學計量數減小的反應，ΔS<0，當ΔH>0時，ΔH－TΔS>0，一定不能自發進行，B錯誤；4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)為氣體的化學計量數增大的反應，ΔS>0，所以當ΔH<0時，一定滿足ΔH－TΔS<0，反應一定能夠自發進行，當ΔH>0時，高溫條件下，ΔH－TΔS<0成立，可以自發進行，C錯誤；W(s)＋G(g)=2Q(g)為氣體的化學計量數增大的反應，ΔS>0，ΔH<0，則一定滿足ΔH－TΔS<0，反應能夠自發進行，D正確。 9.下列關于化學反應的熵變的敘述正確的是() A.化學反應的熵變與反應的方向無關 B.化學反應的熵變直接決定反應的方向 C.熵值增大的反應都是混亂度增大的反應 D.熵值增大的反應都能自發進行 [答案]C[解析]化學反應的熵變和焓變都會影響化學反應進行的方向，A、B項錯誤；熵值增大的反應都是混亂度增大的反應，但不一定都能自發進行，C項正確，D項錯誤。 10.關于化學反應的方向敘述錯誤的是() A.ΔH<0，ΔS>0時，反應自發進行，如金屬鈉和水的反應 B.過程的自發性能判斷過程的方向，還能確定過程是否一定會發生 C.ΔH>0，ΔS<0時，反應不能自發進行，如2CO(g)=2C(s)＋O2(g) D.同一種物質，氣態時的熵值最大、液態時次之、固態時最小 [答案]B[解析]對于ΔH<0、ΔS>0的反應，ΔG<0，反應能自發進行，A正確；過程的自發性僅能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定能發生，B錯誤；已知反應2CO(g)=2C(s)＋O2(g)的ΔH>0，ΔS<0，所以ΔH－TΔS>0，反應在任何溫度下都不能自發進行，C正確；物質的熵值與物質的狀態有關，氣體的混亂度最大，液體次之，固體最小，D正確。 11.下列自發反應可以用熵判據來解釋的是() A.2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ?mol－1B.2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝56.7kJ?mol－1 C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.3kJ?mol－1 D.H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ?mol－1 [答案]B[解析]A、C、D三個選項的反應均是熵減小的反應，ΔS<0，只有B項中ΔS>0，是熵增大的自發反應，可用熵判據來解釋。 12.對于化學反應能否自發進行，下列說法錯誤的是() A.若ΔH<0，ΔS>0，則任何溫度下反應都能自發進行 B.若ΔH>0，ΔS<0，則任何溫度下反應都不能自發進行 C.若ΔH>0，ΔS>0，則低溫時反應可自發進行 D.若ΔH<0，ΔS<0，則低溫時反應可自發進行 [答案]C[解析]若ΔH<0，ΔS>0，則ΔH－TΔS<0，任何溫度下反應都能自發進行，A項正確；若ΔH>0，ΔS<0，則ΔH－TΔS>0，任何溫度下反應都不能自發進行，B項正確；若ΔH>0，ΔS>0，則高溫時，ΔH－TΔS<0，即高溫時反應可自發進行，C項錯誤；若ΔH<0，ΔS<0，則低溫時，ΔH－TΔS<0，即低溫時反應可自發進行，D項正確。13.煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態環境。采用一定的脫硫技術可以將硫元素以CaSO4的形式固定，從而減少SO2的排放，但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發生化學反應，降低脫硫效率，相關反應的熱化學方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝218.4kJ?mol－1(反應Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ?mol－1(反應Ⅱ)下列有關說法正確的是() A.反應Ⅰ在較低的溫度下才可自發進行 B.反應Ⅱ在較低的溫度下也可自發進行 C.用生石灰固硫的反應為4CaO(s)＋4SO2(g)3CaSO4(s)＋CaS(s)ΔH3，則ΔH3>ΔH2 D.由反應Ⅰ和反應Ⅱ可計算出反應CaSO4(s)CaO(s)＋SO3(g)的焓變 [答案]B[解析]因反應Ⅰ的ΔH1>0、ΔS>0，根據自由能判據ΔG＝ΔH－TΔS<0可知，該反應在高溫下能自發進行，A錯誤；要使反應Ⅱ自發進行，則應保證自由能判據ΔG＝ΔH－TΔS<0，已知ΔH2<0，由反應熱化學方程式可知該反應的熵變化不大，反應的自發性主要取決于焓變，所以該反應在低溫下即可自發進行，B正確；根據蓋斯定律，(反應Ⅱ)－4×(反應Ⅰ)即得C選項的熱化學方程式，所以ΔH3＝ΔH2－4ΔH1，已知ΔH1>0，ΔH2<0，所以ΔH3<ΔH2，C錯誤；反應Ⅰ和反應Ⅱ中都沒有SO3(g)，所以無法通過反應Ⅰ和反應Ⅱ計算出反應CaSO4(s)CaO(s)＋SO3(g)的焓變，D錯誤。 14.下列關于自發過程的敘述中，正確的是() A.只有不需要任何條件就能夠自動進行的過程才是自發過程 B.需加熱才能進行的過程肯定不是自發過程 C.同一反應的正、逆反應在不同條件下都有自發進行的可能 D.非自發過程在任何條件下都不可能變為自發過程 [答案]C[解析]A項，有的自發反應需要加熱才能進行，錯誤；B項，需要加熱才能夠進行的過程也可能是自發過程，錯誤；C項，同一反應的正、逆反應在不同條件下都有自發進行的可能，正確；D項，非自發過程在一定條件下可能變為自發過程，錯誤。 15.下列不能用焓判據解釋自發進行的過程是() A.鐵在潮濕空氣中生銹 B.天然氣的燃燒 C.銅在潮濕空氣中產生銅綠 D.NH4Cl與Ba(OH)2?8H2O反應產生NH3 [答案]D[解析]鐵在潮濕空氣中能自發產生鐵銹，該反應的ΔH＜0，是能用焓判據解釋的自發過程，A不符合題意；天然氣完全燃燒生成CO2和水，該反應的ΔH＜0，是能用焓判據解釋的自發過程，B不符合題意；銅在潮濕空氣中能自發產生銅綠，該反應的ΔH＜0，是能用焓判據解釋的自發過程，C不符合題意；NH4Cl與Ba(OH)2?8H2O反應產生NH3，可以產生結冰現象，溫度降低，該反應的ΔH＞0，是不能用焓判據解釋的自發過程，D符合題意。16.已知下列反應都能自發進行，其中不能用“熵判據”解釋的是() A.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) B.2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=CaCl2(s)＋2H2O(l)＋2NH3(g) C.C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) D.CaCO3(s)eq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())CaO(s)＋CO2(g) [答案]A[解析]當ΔS>0時，一般反應過程能夠自發進行。A中的ΔS<0，根據熵判據來看，應是不能自發進行的反應。 17．下列關于自發過程的敘述中，正確的是()A．只有不需要任何條件就能夠自動進行的過程才是自發過程B．需要加熱才能進行的過程肯定不是自發過程C．同一可逆反應的正、逆反應在不同條件下都有自發的可能D．非自發過程在任何條件下都不可能變為自發過程[答案]C[解析]在一定條件下，不用借助外力即可自發進行的過程為自發過程，所以自發過程也是需要特定的條件，A、B項錯誤；可逆反應在不同的條件下，可以向不同方向自發進行，C項正確；改變條件，可以使非自發過程轉變為自發過程，D項錯誤。18．下列反應一定屬于非自發進行的是()A．N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ/molB．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋1921.8kJ/molC．C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2804kJ/molD．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ/mol[答案]A[解析]A.反應特征分析，反應的ΔH＞0、ΔS＜0，則ΔH－TΔS＞0，反應一定非自發進行，故A符合題意；B.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋1921.8kJ/mol，反應ΔH＞0，ΔS＞0，高溫下可能ΔH－TΔS＜0，故B不符合題意；C.C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2804kJ/mol，反應的ΔH＜0，ΔS＝0，則ΔH－TΔS＜0，反應一定自發進行，故C不符合題意；D.2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ/mol，反應ΔH＜0，ΔS＜0，則ΔH－TΔS>0，低溫下反應可能自發進行，故D不符合題意。19．下列說法完全正確的是()A．自發進行的反應均是ΔH<0的反應B．ΔS為正值的反應均能自發進行C．物質的量增加的反應，ΔS為正值D．CaCO3(s)受熱分解為CaO(s)和CO2(g)，則ΔS>0[答案]D[解析]有些吸熱反應也可以自發進行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)，故A錯；熵變與反應的自發性有關，但不能獨立地作為自發性的判據，故B錯；物質的量增加的反應，其混亂度不一定增加，即ΔS不一定為正值，如2H2S(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2S(s)，故C錯；CaCO3(s)的分解產生了氣體，為熵增反應，故D對。20．下列關于焓變的敘述中正確的是()A．化學反應的焓變與反應的方向無關B．化學反應的焓變直接決定了反應的方向C．焓變為正值的反應都是吸熱反應D．焓變為正值的反應都能自發進行[答案]C[解析]ΔH＞0，說明反應為吸熱反應，C項正確；焓判據只是判斷反應方向的一個依據，所以A、B、D項不正確。21．已知下列過程都能自發進行，其中不能用“焓判據”解釋的是()A．2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH<0B．C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH<0C．2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=2NH3(g)＋CaCl2(s)＋2H2O(l)ΔH>0D．2Mg(s)＋O2(g)=2MgO(s)ΔH<0[答案]C[解析]焓判據是指ΔH<0的反應有利于自發進行，C項反應的ΔH>0，按焓判據反應不能發生，而題給條件是能自發進行，所以不能用“焓判據”解釋該反應為自發反應。22.圖甲中的兩個集氣瓶中分別盛有H2、Cl2，當抽出兩集氣瓶之間的玻璃片一段時間后，如圖乙所示，可以觀察到兩個集氣瓶中的顏色相同。下列判斷正確的是() A.甲中兩個集氣瓶中氣體的混亂度比乙中的大 B.兩個集氣瓶中的氣體擴散后變為有序排列 C.反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)可自發進行 D.反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)屬于熵增反應 [答案]C[解析]氣體擴散過程中，混亂度增大，此過程自發地從有序向無序進行，A、B項錯誤；反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)可自發進行，其反應前后氣體的分子數不變，不屬于熵增反應，C項正確，D項錯誤。 23.下列關于化學反應方向及其判據的說法中正確的是() A.1molSO3在不同狀態時的熵值： S[SO3(s)]>S[SO3(l)]>S[SO3(g)] B.常溫下，反應NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)能自發進行，則該反應的ΔH<0C.放熱反應都可以自發進行，而吸熱反應不能自發進行 D.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0能否自發進行與溫度無關 [答案]B[解析]A項，物質的聚集狀態不同，熵值不同，S(g)>S(l)>S(s)，故SO3在不同狀態時的熵值：S[SO3(s)]<S[SO3(l)]<S[SO3(g)]，錯誤；B項，反應的自發性由焓變和熵變共同決定，該反應為ΔS<0，常溫能自發進行，說明ΔH－T?ΔS<0，則該反應的ΔH<0，正確；C項，反應的自發性由焓變和熵變共同決定，故放熱反應不一定能自發進行，而吸熱反應也可能自發進行，錯誤；D項，該反應的ΔH>0、ΔS>0，ΔH－T?ΔS<0的反應可自發進行，則該反應能否自發進行與溫度有關，錯誤。 24．回答下列問題：(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發生反應：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應的ΔH________________0(選填“>”“<”或“＝”，下同)，ΔS______________0，在低溫下，該反應______________(選填“能”或“不能”)自發進行。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式為2NO＋2CO2CO2＋N2。反應在常溫下能夠自發進行，則反應的ΔH________0(選填“>”“<”或“＝”)。(3)已知在100kPa、298K時石灰石分解反應CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，則：①該反應常溫下________________(選填“能”或“不能”)自發進行。②據本題反應數據分析，溫度________________(選填“能”或“不能”)成為反應方向的決定因素。(4)已知：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH＝218kJ·mol－1，該反應能夠自發進行的反應條件是________________。(5)某吸熱反應能自發進行，則該反應的ΔS____0(選填“>”或“<”)。[答案](1)>>不能(2)<(3)①不能②能(4)高溫(5)>[解析](2)因為ΔS<0，且ΔG＝ΔH－TΔS<0，故ΔH<0。(3)①常溫下石灰石不分解。②該反應的ΔH>0，ΔS>0，屬于熵增加的吸熱反應，故在高溫下該反應能夠自發進行。(4)自發反應的條件是ΔH－TΔS<0，即ΔH<TΔS，ΔH＝218kJ·mol－1，ΔS>0，故T>eq\f(ΔH,ΔS)，即T值較大，該反應應在高溫下進行。(5)吸熱反應能自發進行，即ΔH>0，ΔH－TΔS<0，又知T>0，故ΔS>0。1．已知吸熱反應：2CO(g)=2C(s)＋O2(g)，設ΔH和ΔS不隨溫度而變，下列說法中正確的是()A．低溫下能自發進行B．高溫下能自發進行C．任何溫度下都能自發進行D．任何溫度下都不能自發進行[答案]D[解析]已知反應：2CO(g)=2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，在任何溫度下反應都是不能自發進行的，A、B、C錯誤，D正確。2．下列關于焓判據和熵判據的說法中，不正確的是()A．放熱的自發過程可能是熵減小的過程，吸熱的自發過程一定為熵增加的過程B．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－1ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1在常溫常壓下能自發進行C．在室溫下碳酸鈣的分解反應不能自發進行，但同樣是這個吸熱反應在較高溫度(1200K)下則能自發進行D．放熱過程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的過程一定是自發的[答案]D[解析]放熱的自發過程可能熵減小，吸熱的自發過程是熵增加的過程，A項正確；根據ΔG＝ΔH－TΔS＝－444.3kJ·mol－1－298K×(－280.1×10－3kJ·mol－1·K－1)≈－360.83kJ·mol－1＜0，此時焓變對反應的方向起決定性作用，常溫常壓下能自發進行，B項正確；碳酸鈣分解反應的ΔH＞0且ΔS＞0，同樣根據ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知在高溫下可自發進行，C項正確；焓減小或熵增的過程不一定都是自發進行的，有的反應需在外力作用下才能進行，D項錯誤。3.下列反應中ΔH>0，ΔS>0的是() A.HCl(g)＋NH3(g)=NH4Cl(s) B.高溫下能自發進行的反應：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) C.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) D.任何溫度下均能自發進行的反應： COCl2(g)=CO(g)＋Cl2(g) [答案]B[解析]反應HCl(g)＋NH3(g)=NH4Cl(s)的ΔS<0，A錯誤；2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)的ΔS>0，高溫下能自發進行，可知ΔH>0，B正確；2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)的ΔS<0，C錯誤；COCl2(g)=CO(g)＋Cl2(g)的ΔS>0，任何溫度下均能自發進行，可知ΔH<0，D錯誤。 4.下列說法中錯誤的是() A.Na與H2O的反應是熵增的放熱反應，該反應能自發進行 B.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)常溫下不能自發進行，說明反應的ΔH<0 C.一定溫度下，反應MgCl2(l)=Mg(s)＋Cl2(g)的ΔH>0，ΔS>0 D.常溫下，反應C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自發進行，則該反應的ΔH>0[答案]B[解析]A項，Na與H2O反應的ΔS>0，ΔH<0，能自發進行；B項和D項，兩個反應都是熵增反應，ΔS>0，而反應在常溫下不能自發進行(在高溫下可自發)，所以都是吸熱反應，ΔH>0；C項，已知Mg(s)＋Cl2(g)=MgCl2(l)是放熱反應，則MgCl2(l)=Mg(s)＋Cl2(g)肯定是吸熱反應，另外后者也是熵增反應。5.工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下圖表示該反應過程中能量(單位為kJ?mol－1)的變化，關于該反應的下列說法中，正確的是()A.高溫下自發進行 B.任何溫度都不自發進行 C.低溫下自發進行 D.任何溫度都能自發進行 [答案]C[解析]由題圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，正反應為放熱反應，正反應為氣體物質的量減小的反應，則為熵減的反應，即ΔH<0，ΔS<0，當T較小時，才能保證ΔH－T?ΔS<0，即該反應在低溫下自發進行。 6．“熵”表示體系的混亂度，它的符號是“S”。下列變化中，ΔS＜0的是()A．3Fe(s)＋4H2O(g)=Fe3O4(s)＋4H2(g)B．2NO2(g)=N2O4(l)C．2IBr(l)=I2(s)＋Br2(g)D．(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)[答案]B[解析]選項B中的反應是由氣體轉化為液體，混亂度減小，ΔS＜0。7．已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝74.9kJ·mol－1，下列說法正確的是()A．該反應中熵變、焓變皆大于0B．該反應是吸熱反應，因此一定不能自發進行C．碳酸鹽分解反應中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定能自發進行D．能自發進行的反應一定是放熱反應，不能自發進行的反應一定是吸熱反應[答案]A[解析]根據反應方程式可知該反應中熵變、焓變都大于0，A項正確；該反應是吸熱反應，但也是熵增加的反應，所以也可能自發進行，B項錯誤；碳酸鹽分解反應中熵增加，但不是在任何條件下碳酸鹽分解都能夠自發進行，如CaCO3的分解僅在高溫下自發，C項錯誤；能自發進行的反應不一定是放熱反應，不能自發進行的反應也不一定是吸熱反應，D項錯誤。8．已知反應：CH3OH(l)＋NH3(g)=CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度下自發向右進行，若反應的|ΔH|＝17kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17kJ·mol－1，則下列正確的是()A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0[答案]A[解析]該反應在一定溫度下能夠自發的向右進行，這說明ΔH－TΔS一定小于0，根據方程式可知該反應的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，則該反應在任何溫度下都是自發進行的，而該反應在一定溫度下能夠自發的向右進行，因此該反應的反應熱ΔH＞0，故選A。9．對于化學反應方向的判斷，下列說法中正確的是()A．溫度、壓強一定時，放熱的熵減小的反應一定能自發進行B．溫度、壓強一定時，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向C．反應焓變是決定反應能否自發進行的唯一因素D．固體的溶解過程與熵變無關[答案]B[解析]化學反應的方向由焓變和熵變共同決定，不能僅用焓變或熵變判斷反應的方向。10．實現“節能減排”和“低碳經濟”的一個重要課題就是如何將CO2轉化為可利用的資源。目前工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。關于該反應的下列說法中，正確的是()A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0[答案]C[解析]根據反應過程中能量變化的情況可知反應物的總能量高于生成物的總能量，反應放熱，ΔH＜0；該反應發生后氣體的物質的量減小，ΔS＜0。11．灰錫結構松散，不能用于制造器皿，而白錫結構堅固，可以制造器皿。現把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續使用(已知：在0℃、100kPa條件下白錫轉化為灰錫的反應焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9J·mol－1、ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1)()A．會變成灰錫 B．不會變成灰錫C．不能確定 D．升高溫度才會變成灰錫[答案]A[解析]在等溫、等壓條件下，自發反應總是向著ΔH－TΔS＜0的方向進行，直至達到平衡狀態。因此，在0℃、100kPa條件下，白錫會不會變為灰錫的問題就轉化為求算反應：白錫→灰錫的ΔH－TΔS值的問題。ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)＝－376.37J·mol－1<0，因此在該條件下白錫會變為灰錫。12.下列說法中正確的是() A.在常溫下，放熱反應一般能自發進行，吸熱反應都不能自發進行 B.反應NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝185.57kJ?mol－1能自發進行，原因是體系有自發向混亂度增大的方向轉變的傾向 C.焓變和熵變都與反應的自發性有關，所以焓變和熵變均可以單獨作為反應能否自發進行的判據 D.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向 [答案]B[解析]一個反應是否自發，由焓變和熵變共同決定，與催化劑無關，A、C、D錯誤。 13.多相催化反應是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進行的。我國學者發現T℃時，甲醇在銅基催化劑上的反應機理如圖(該反應為可逆反應)。下列有關說法不正確的是() A.反應Ⅰ為CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)ΔH>0 B.反應Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)中反應物總鍵能小于生成物總鍵能 C.優良的催化劑降低了反應的活化能，并減小反應熱ΔH，節約了能源 D.反應CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)在高溫條件下能自發進行[答案]C[解析]根據圖示可知反應Ⅰ是1molCH3OH(g)反應產生1molCO(g)和2molH2(g)，由于反應物的能量比生成物的低，因此發生反應時會吸收能量，所以ΔH＞0，A正確；根據圖示可知反應ⅡCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)是放熱反應，根據ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能<0，則反應物總鍵能<生成物總鍵能，B正確；優良的催化劑降低了反應的活化能，使反應更容易發生，但不能改變反應物、生成物的總能量，因此反應熱ΔH不變，C錯誤；根據圖示可知該反應方程式為CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)，ΔH＞0，ΔS＞0，要使反應發生，則ΔH－TΔS＜0，因此高溫條件下更有利于反應正向進行，D正確。 14.已知298K、101kPa時，下列說法錯誤的是() 反應1：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH1＝－1648kJ?mol－1 反應2：C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2＝－393kJ?mol－1反應3：2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)ΔH3＝－1480kJ?mol－1 反應4：2FeCO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=2CO2(g)＋Fe2O3(s)ΔH4A.上述反應1、2、3、4在熱力學上自發進行的趨勢都很大 B.反應1和3在較低溫度下能自發進行，反應4是熵增反應 C.反應的自發性可以用于判斷反應的方向，但不能確定反應發生的速率 D.反應1表示鐵在氧氣中燃燒的熱化學方程式 [答案]D[解析]根據蓋斯定律可知，ΔH4＝ΔH1×eq\f(1,2)＋ΔH2×2－ΔH3＝[(－1648)×eq\f(1,2)－393×2＋1480]kJ?mol－1＝－130kJ?mol－1，則反應1、2、3、4均為放熱反應，且放出的熱量較多，在熱力學上自發進行的趨勢很大，A正確；反應1和3都是放熱的熵減反應，根據復合判據ΔH－TΔS<0知，在較低溫度下能自發進行，反應4是氣體分子數增大的反應，為熵增反應，B正確；化學反應的自發性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定發生和反應發生的速率，C正確；鐵在氧氣中燃燒時生成四氧化三鐵，不是氧化鐵，D錯誤。 15.下列說法中正確的是() A.若ΔH>0，ΔS<0，化學反應在任何溫度下都能自發進行 B.NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)在室溫下不能自發進行，則該反應的ΔH<0C.2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低溫下能自發進行，則該反應的ΔH<0 D.加入合適的催化劑能降低反應的活化能，從而改變反應的焓變 [答案]C[解析]若ΔH>0，ΔS<0，化學反應在任何溫度下都不能自發進行，A錯誤；NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)ΔS>0，在室溫下不能自發進行，則該反應的ΔH>0，B錯誤；2CaCO3(g)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)ΔS<0，在低溫下能自發進行，則該反應的ΔH<0，C正確；加入合適的催化劑能降低反應的活化能，不能改變反應的焓變，D錯誤。 16.回答下列問題： (1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發生反應：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應的ΔH(填“>”或“<”，下同)0，ΔS0；在低溫下，該反應(填“能”或“不能”)自發進行。 (2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式為2NO＋2CO2CO2＋N2。反應在常溫下能夠自發進行，則反應的ΔH<(填“>”或“<”)0。 (3)已知在100kPa、298K時反應CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 ①常溫下，該反應(填“能”或“不能”)自發進行。 ②據本題反應數據分析，溫度(填“能