。 。 。 。 。 。 内部文件，版权追溯 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向
基础巩固
1．下列说法正确的是( )
A．放热反应不一定是自发进行的反应 C．自发进行的反应一定容易发生
B．吸热反应一定是非自发进行的 D．反应速率快的一定是自发进行的
2．ΔH－TΔS作为化学反应方向的判据，它适用的条件是( )
A．温度、压强一定 B．压强一定 C．温度、体积一定 D．体系中物质的状态一定 3．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( ) 1
A．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)
2B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
4．以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A．硝酸铵自发地溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ·mol D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol
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5．碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气，下面对其说法正确的是( ) A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据不能自发分解 D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解 6．有A、B、C、D四个反应：
反应 A B C D 1
ΔH/(kJ·mol) －1－1－110.5 1.80 －113.0 －126 84.0 －11.7 －105.0 ΔS/(J·mol·K) 30.0 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________K时可自发进行的反应是________；在温度低于________K时自发进行的反应是________。
能力提升
7．下列有关反应的方向说法正确的是( ) A．放热的自发过程都是熵值减小的过程 B．吸热的自发过程常常是熵值减小的过程
C．水自发地从高处流向低处，是趋向能量最低状态的倾向 D．只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的 8．能用能量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几率大 9．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，任何温度下都能自发进行 B．若ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行 C．若ΔH＞0，ΔS＞0，低温时可自发进行 D．若ΔH＜0，ΔS＜0，低温时可自发进行
10．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应不可能自发进行的是( )
A．2O3(g)===3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g) ΔH＞0 C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＞0 11．已知100 kPa、298.15 K时有以下反应： NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g) ΔH＝176.4 kJ·mol， ΔS＝284.3 J·mol·K
试判断该条件下反应能否自发进行，并计算NH4Cl分解自发进行的最低温度。 12．已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)===CaSO4(s) ΔH＝－401.9 kJ·mol
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CaSO4(s) CaO(s) SO3(g) 2
S/(J·mol－1·K－1) 107.0 39.75 256.65 试通过计算说明能否用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境。 13．高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计算说明在1 200 ℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？(已知：ΔH＝180.50 kJ·mol，ΔS＝247.7 J·mol·K)
14．通常采用的制高纯镍的方法是将粗镍在323 K时与CO反应，生成的Ni(CO)4经提－1
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纯后在约473 K时分解得到高纯镍。Ni(s)＋4CO(g)
Ni(CO)4(l)
已知反应的焓变与熵变分别为ΔH＝－161 kJ·mol－1
ΔS＝－420 J·mol－1
·K－1
。试分析该方法提纯镍的合理性。
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参考答案
1．答案：A 点拨：放热反应，能量降低不一定是自发进行的，A正确。反应的方向必须根据能量变化和熵值变化综合判断，B不正确。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。例如：石墨转化为金刚石的反应，反应在高温高压下是可以自发进行的，但条件比较苛刻，C不正确。反应的自发性用于判断过程的方向，与反应快慢无关，D不正确。
2．答案：A 点拨：ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断，不能用于其他条件下的反应的判断。
3．答案：A 点拨：A、B、C、D都是分解反应，都是吸热反应，即满足ΔH＞0。B、C、D三个反应都是熵增加的反应，所以在一定温度下有可能自发进行，A是熵减小的反应，根据ΔH－TΔS＜0反应能自发进行可知，在任何温度下都不能自发进行。
4．答案：D 点拨：ΔH为负值，反应放热，使体系能量降低，有利于自发反应进行。5．答案：A 点拨：碳酸铵自发分解是因为氨气的生成而使体系的熵增大，有的碳酸盐就很稳定，不能自发分解。熵增原理是解释自发反应过程的判据之一，熵是体系混乱程度的量度，体系的混乱度越高，有序性越低，熵值就越高。
6．答案：C B 350 A 111.4 D
点拨：对反应B，则在任何温度下，ΔH－TΔS＞0，故在任何温度下都不能自发进行。同理可分析反应C在任何温度下都能自发进行。对A、D两反应可代入数据计算，可知A温度必须高于350 K时可自发进行。D温度必须低于111.4 K时可自发进行。
7．答案：C 点拨：放热的自发过程可能是熵值减小、增加或无明显变化，故A错误。只根据焓变来判断反应进行的方向是片面的，要用能量判据、熵判据组成的复合判据来判断，D错误。水自发地从高处流向低处，是趋向能量最低状态的倾向，故C是正确的。自发反应应满足ΔH－TΔS＜0的条件，吸热反应中，ΔH＞0，要使上式成立，必须满足ΔS＞0，故B项错误。
8．答案：A 点拨：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项吸热反应也可以自发进行，如在25 ℃和1.01×10Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ·mol，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。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。
9．答案：C 点拨：ΔH＞0，ΔS＞0时，要使ΔH－TΔS＜0，则需要在高温下进行。 10．答案：B 点拨：A为放热的熵增反应，一定可以自发进行；B为吸热的熵减反应，一定不可以自发进行；C为放热的熵减反应，低温下可自发进行；D为吸热的熵增反应，高
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温下可自发进行。
11．答案：该条件下反应不能自发进行。NH4Cl分解自发进行的最低温度为620.5 K。 点拨：ΔH－TΔS＝176.4 kJ·mol－298.15 K×284.3×10 kJ·mol·K＝91.64 kJ·mol＞0，此条件下该反应为非自发反应。
ΔH176.4 kJ·molT＞＝－3－1－1＝620.5 K。 ΔS284.3×10 kJ·mol·K
12．答案：反应在常温下能自发进行，同时反应的转折温度较高，约2 122 K，因此是可行的。
点拨：根据已知数据求得ΔS＝107.0 J·mol·K－39.75 J·mol·K－256.65 J·mol·K＝－189.4 J·mol·K，ΔH－TΔS＝－401.9 kJ·mol－298 K×(－189.4×10 kJ·mol·K)＝－345.46 kJ·mol，所以反应在常温下能自发进行。令ΔH－TΔS＝0，可求得T＝2 122 K，即反应的转折温度较高，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。
13．答案：自发进行的最低温度为728.7 K。
点拨：ΔH－TΔS＝－184.32 kJ·mol＜0，所以该反应在1 200 ℃的条件下能自发进行。再根据T＝ΔH/ΔS＝728.7 K可得第二问答案。
14．答案：根据ΔH－TΔS＝0时，反应达到平衡，则 反应的转折温度为：
ΔH－161 kJ·mol
T＝＝－3－1－1＝383 K ΔS－420×10 kJ·mol·K当T＜383 K时，ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行； 当T＞383 K时，ΔH－TΔS＞0，反应逆向自发进行。
粗镍在323 K与CO反应能生成Ni(CO)4，Ni(CO)4为液态，很容易与反应物分离。Ni(CO)4
在473 K分解可得到高纯镍。因此，上述制高纯镍的方法是合理的。
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2017_2024学年高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向作业鲁科版选修4
