1、1专题 08 化学反应进行的方向知识一 自发过程与自发反应【例 1】下列关于自发过程的叙述中，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需要加热才能够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【答案】C2【解析】A 项，自发过程可能需要在一定条件下自发进行，如木炭的燃烧；B 项，FeSFeS是需要加热的自发过程，故 B 错；D 项，CaCO 3CaOCO 2属于在高温下进行的非自发过程，故 D 错。【变式】1.下列说法中正确的是 ( )A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是
2、非自发进行的反应B. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应D. 自发反应在任何条件下都可以实现【答案】C知识二 反应方向3【例 2=1】下列自发反应可用焓判据来解释的是( )A2N 2O5(g)=4NO2(g)O 2(g) H56.7 kJ/molB(NH 4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH 3(g) H74.9 kJ/molC2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ/molDCaCO 3(s)=CaO(s)CO 2(g) H178.2 kJ/mol4【答案】C【解析】从焓变的角度分析，化学反应由高
3、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。【变式】1.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol 1C(金刚石，s)O 2(g)=CO2(g) H395.4 kJmol 1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是( )A石墨转化成金刚石是自发的过程B金刚石转化成石墨是自发的过程C石墨比金刚石能量高D金刚石比石墨稳定【答案】B2下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )ACO(g)= =C(s)Error! O2(g)B2NO 2(g)=2NO(g)O 2(g)C(NH 4)2CO3(s)=NH4HCO
4、3(s)NH 3(g)DMgCO 3(s)=MgO(s)CO 2(g)【答案】A【解析】根据 G H T S0 时，不反应不能自发进行，即对于熵减( S0)在任何温度下均不能自发进行。A 项， H0， S0的反应，故不选。3.一定条件下发生反应：CO 2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为 kJmol1 )的变化：关于该反应的下列说法中，正确的是( )A H0， S0 B H0， S05【答案】C【解析】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， H0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应 H0、S0，所以
5、根据 HTS 可知在温度较高的时候，可能小于 0。(3)根据 HTSH/S1 111.6 K。【变式】1.某化学反应在较低温度下能自发进行，较高温度下不能自发进行。下列有关该反应的说法正确的是( )A H0， S0 B H0， S0 D H0D反应 2Mg(s)CO 2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的 H0【答案】C【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若 H0，则一定自发，若 H0， S0， S0，反应能否自发和温度有关，A、B 错误；C 项中反应的 S0，若 H0，正确；D 项中反应的 S0【答案】D3下列关于化学反应焓变的叙述中，正确的是( )A化学反应的焓变
6、与反应的方向无关B化学反应的焓变直接决定了反应的方向C焓变为正的反应都是吸热反应D焓变为正的反应都能自发进行【答案】C【解析】反应能否自发进行(反应进行的方向)是由 H T S 决定的，与 H、 S 和 T 都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量，不能用来独立判断反应的自发性。4下列对熵的理解不正确的是( )A同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小7B体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D25 、1.0110 5 Pa 时，2N 2O5(g)=4NO2(g)O 2(g)是熵增的反应【答案】C5下列反应过程中， H0 且 S0 的是( )
7、ANH 3(g)HCl(g)= =NH4Cl(s)BCaCO 3(s)=CaO(s)CO 2(g)C4Al(s)3O 2(g)=2Al2O3(s)DHCl(aq)NaOH(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l)【答案】B【解析】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已知：(NH 4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH 3(g) H74.9 kJmol1 ，下列说法中正确的是( )A该反应中熵变、焓变皆大于 0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C该反应仅在低温下能自发进行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【答案】A【解析】该
8、反应 H0， S0，高温下能自发进行； S0 的反应不一定能自发进行；反应放热有利于反应自发进行，但能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。7某化学反应在较低温度下能自发进行，较高温度下不能自发进行。下列有关该反应的说法正确的是A. H 0，S 0 B. H0，S0 C. H0，S0 D. H0，S0【答案】B【解析】AH0，S0，要使H-TS0，T 值应较大，即应该在高温下才能自发进行，故 A 错误；BH0，S0，要使H-TS0，T 值应较小，即应该在低温下才能自发进行，故8B 正确；CH0，S0，H-TS0 一定成立，任何温度下都能自发进行，故 C 错误；D
9、H0，S0，H-TS0，任何温度下都不能自发进行，故 D 错误；故选：B。8下列说法中正确的是( )A. 凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的B. 自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C. 自发反应在恰当条件下才能实现D. 自发反应在任何条件下都能实现【答案】C9已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应” 。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) H0B. 2CO(g)=2C(s)O 2(g) H0C. N2(g)3H 2(g)=2NH3(g) H0D. CaCO3(s)=CaO(s)CO
10、2(g) H0【答案】D【解析】A该反应的H0，根据方程式可知S0，则根据G=H-TS 可知，一般温度下都能满足H-TS0，反应可自发进行，故 A 不选；B该反应的H0，根据方程式可知S0，一般情况下都满足G=H-TS0，反应不能自发进行，故 B 不选；C该反应的H0，根据方程式可知S0，则在较低温度下，可满足H-TS0，反应可自发进行，故 C 不选；D该反应的H0，根据方程式可知S0，所以在较高温度下，可满足H-TS0，反应可自发进行，故 D 符合题意。此题答案选：D。10已知反应 2CO(g)=2C(s)O 2(g)的 H 为正值， S 为负值。设 H 和 S 不随温度的改变而改变。则下列
11、说法中，正确的是A. 低温下是自发变化 B. 高温下是自发变化C. 低温下是非自发变化，高温下是自发变化 D. 任何温度下是非自发变化9【答案】D【解析】因为反应 2CO(g)=2C(s)O 2(g)的 H 为正值， S 为负值。则 H T S 一定是大于 0 的，该反应在任何条件下都不可能自发进行，D 正确，本题选 D。11以下自发过程可用能量判据来解释的是A. 硝酸铵溶于水B. 两种理想气体自发混合时热效应为 0C. (NH4)2CO3(s)= NH4HCO3(s)NH 3(g) H74.9 kJmol 1D. 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1【答案】
12、D12.回答下列问题：(1)汽车燃油不完全燃烧时产生 CO，有人设想按下列反应除去 CO：2CO(g)= =2C(s)O 2(g)。已知该反应的 H0，简述该设想能否实现的依据：_。(2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是_(填字母)。a.CO(g)=C(s)Error! O2(g)b.2N2O5(g)=4NO2(g)O 2(g)c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH 3(g)d.MgCO3(s)=MgO(s)CO 2(g)(3)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)H 2O(g)H 2(g)CO(g)
13、H131.3 kJmol1 ， S133.7 Jmol1 K1 ，该反应在低温下_(填“能”或“不能”)自发进行。【答案】(1)该反应是 H0、 S0，b、c、d 反应的 S0， H T S0，所以在高温时该反应不能自发进行。(3)根 据 G H T S 0 为 自 发 反 应 知 ， 现 H 131.3 kJmol 1， S 133.7 Jmol 1K1 0.133 7 kJmol1 K1 ，解得在 T Error!982.0 K 时该反应能自发进行，由此可知该反应在低温下不能自发进行。1013在化学反应 A(g)B(g)2C(g) D(g) H Q kJmol1 过程中的能量变化如图所示，
14、回答下列问题。(1)Q_0(填“、“”、“ (3)能 (4)减小 逆反应14有 A、B、C、D 4 个反应：反应 A B C D H/(kJmol1 ) 10.5 1.80 126 11.7 S/(Jmol1 K1)30.0 113.0 84.0 105.0则在任何温度都能自发进行的反应是_；任何温度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_。【答案】 C B 77 A 161.6 D【解析】 当 H0 时，反应在任何温度下能自发进行，当 H0，S0，S0 时在高温下能自发进行，则反应 A 需要的温度须高于：TError!Error!350 K或(350273)77；当 H0，S0 时在低温下能自发进行，则反应 D 所需温度须低于 TError! Error!111.4 K或(111.4273)161.6
