第三节化学反应的方向 课后·训练提升 基础巩固 1.下列说法正确的是( 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.自发反应熵一定增大，非自发反应熵一定减小或不变 C.自发反应在适当条件下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现 答案C 解析：放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；自发 反应的嫡不一定增大，可能减小，也可能不变：过程的自发性只能用于判断过程的 方向，反应是否能实现还要看具体的条件。 2.下列反应中，在高温下不能自发进行的是( A.CO(g)-C(s)+O2(g) B.2N2Os(g4NO2(g)+O2(g) C.(NH4)CO3(s-NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g) 答案：A 解析：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的嫡增大，这个原理叫熵增原 理，在用来判断过程的方向时，称为熵判据。本题中A、B、C、D都是吸热反应 其中B、C、D三个反应又都是熵增大的反应，在高温条件下能自发进行；A反应 是熵减小的反应，在高温下不能自发进行。 3.下列有关说法正确的是()。 A.SO2(g+H2O(g,一HSO3①)，该过程熵值增大 B.SO2(g)一S(s+O2(g)△H0,△S0,△S<0, 反应不能自发进行，B项不正确：C项中是一个△H<0、△S<0的反应，由△H-T△S 可知，反应在低温下能自发进行，C项正确D项中K=S0) c(S02c2(02)
第三节 化学反应的方向 课后· 基础巩固 1.下列说法正确的是( )。 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.自发反应熵一定增大,非自发反应熵一定减小或不变 C.自发反应在适当条件下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现 答案:C 解析:放热反应大多是能够自发进行的过程,而吸热反应有些也是自发反应;自发 反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变;过程的自发性只能用于判断过程的 方向,反应是否能实现还要看具体的条件。 2.下列反应中,在高温下不能自发进行的是( )。 A.CO(g) C(s)+1 2 O2(g) B.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) C.(NH4)2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s) MgO(s)+CO2(g) 答案:A 解析:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这个原理叫熵增原 理,在用来判断过程的方向时,称为熵判据。本题中 A、B、C、D 都是吸热反应, 其中 B、C、D 三个反应又都是熵增大的反应,在高温条件下能自发进行;A 反应 是熵减小的反应,在高温下不能自发进行。 3.下列有关说法正确的是( )。 A.SO2(g)+H2O(g) H2SO3(l),该过程熵值增大 B.SO2(g) S(s)+O2(g) ΔH>0,ΔS0,ΔS<0, 反应不能自发进行,B 项不正确;C 项中是一个 ΔH<0、ΔS<0 的反应,由 ΔH-TΔS 可知,反应在低温下能自发进行,C 项正确;D 项中 K= 𝑐(SO3 ) 𝑐(SO2 )·𝑐 1 2(O2 )
4.如图，在图1的A、B两容器里，分别收集着两种互不反应的气体。若将中间活 塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中（见图2）。这是一个不伴随能量 变化的自发过程。关于此过程的下列说法中不正确的是( )。 图 图2 A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C.此过程从有序到无序，混乱度增大 D此过程是自发可逆的 答案D 解析：由题意知△H=0、△S>0,由△HT△S知该过程的逆过程不能自发进行，所以D 项错误。 5.在298K,往1mL的水中加入1 mol NaCl(s),则溶解过程的( ）e A.△H-TAS>0△S>0 B.△H-T△S0 C.△H-TAS>0△S0且△S>0的是( A.NH3(g)+HCI(g)NH4CI(s) B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) C.4Al(s)+302(g)2Al2O3(s) D.HCI(aq)+NaOH(aq)-NaCl(aq)+H2O(I) 答案B 解析：A项是熵减的放热反应；C项是熵减的放热反应；D项是放热反应。 7.NH4HCO3在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法正确的是( ANH4HCO3分解是因为生成了气体，使体系的熵增大 B.NH4HCO3分解是因为外界给予了能量 C.NH4HCO3分解是吸热反应，根据焓变判据不能自发分解
4.如图,在图 1 的 A、B 两容器里,分别收集着两种互不反应的气体。若将中间活 塞打开,两种气体分子立即都分布在两个容器中(见图 2)。这是一个不伴随能量 变化的自发过程。关于此过程的下列说法中不正确的是( )。 图 1 图 2 A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程,即熵增大的过程 B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出 C.此过程从有序到无序,混乱度增大 D.此过程是自发可逆的 答案:D 解析:由题意知 ΔH=0、ΔS>0,由 ΔH-TΔS 知该过程的逆过程不能自发进行,所以 D 项错误。 5.在 298 K,往 1 mL 的水中加入 1 mol NaCl(s),则溶解过程的( )。 A.ΔH-TΔS>0 ΔS>0 B.ΔH-TΔS0 C.ΔH-TΔS>0 ΔS0 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) 答案:B 解析:A 项是熵减的放热反应;C 项是熵减的放热反应;D 项是放热反应。 7.NH4HCO3在室温下就能自发地分解产生氨气,下列说法正确的是( )。 A.NH4HCO3分解是因为生成了气体,使体系的熵增大 B.NH4HCO3分解是因为外界给予了能量 C.NH4HCO3分解是吸热反应,根据焓变判据不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解 答案：A 解析NH4HCO3分解是吸热反应，室温下就能自发地分解产生氦气，主要是因为生 成了气体，使体系的熵增大。化学反应的自发性还与焓变有关，不能由NH4HCO3 室温下就能自发地分解”推测其他碳酸盐的稳定性，例如CCO3室温下很稳定，需 要高温才能分解。 8.己知反应2CO(g)一2C(s+O2(g)的△H0,△S0，△S0,故△H-T△S>0,此反应为非自发进行的反应。 9.在其他条件不变时，改变某一条件并探究其对aA(g十bB(g)一cC(g)化学平衡的 影响，得到如图所示图像（α表示平衡转化率），回答下列问题。 a(A)t C) a(A) T 反应I 反应Ⅱ 反应Ⅲ (1)在反应I中，己知p1>p2,正反应为 (填“吸热”或“放热)反应，也是一个反 应前后气体分子数 (填减小”或增大)的反应，由此判断，此反应自发进 行必须满足的条件是 (2)在反应Ⅱ中，T1 (填>T2,试分析该反应能否自发进行。 答案(1)放热减小低温 (2)>放热 (3)反应I中在恒温下压强对(A)没有影响，此反应的△S可视为0，又T1>T2,恒压 下温度越高，(A)越小，则△Hp2知，恒温时压强越大，(A)越大，即增大压强平衡正向移 动，说明正反应为气体体积缩小的反应：放热、熵减的反应只能在低温下自发进 行
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解 答案:A 解析:NH4HCO3 分解是吸热反应,室温下就能自发地分解产生氨气,主要是因为生 成了气体,使体系的熵增大。化学反应的自发性还与焓变有关,不能由“NH4HCO3 室温下就能自发地分解”推测其他碳酸盐的稳定性,例如 CaCO3 室温下很稳定,需 要高温才能分解。 8.已知反应 2CO(g) 2C(s)+O2(g)的 ΔH>0,ΔS0,ΔS0,故 ΔH-TΔS>0,此反应为非自发进行的反应。 9.在其他条件不变时,改变某一条件并探究其对 aA(g)+bB(g) cC(g)化学平衡的 影响,得到如图所示图像(α表示平衡转化率),回答下列问题。 (1)在反应Ⅰ中,已知 p1>p2,正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,也是一个反 应前后气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进 行必须满足的条件是 。 (2)在反应Ⅱ中,T1 (填“>”“T2,试分析该反应能否自发进行。 答案:(1)放热 减小 低温 (2)> 放热 (3)反应Ⅲ中在恒温下压强对 α(A)没有影响,此反应的 ΔS 可视为 0,又 T1>T2,恒压 下温度越高,α(A)越小,则 ΔHp2 知,恒温时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡正向移 动,说明正反应为气体体积缩小的反应;放热、熵减的反应只能在低温下自发进 行
(2)根据“先拐先平数值大”的原则判断，反应Ⅱ中T>T2;温度越高，平衡时C的物质 的量越小，即升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应。 (3)反应Ⅲ中在恒温下压强对(A)没有影响，此反应的△S可视为0，又T1>T2,恒压 下温度越高，A)越小，则△H0,△H-T△S0 C.△H0,△H-T△S>0 D.△H0,如果△H=-17 kJ-mol-1,则T△S=0不符合事实，如果△H=17 kJ-mol1,则T△S=34 kJ-mol-1,即△H0。 2.下列关于化学反应自发性的叙述中正确的是()。 A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的 C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的 答案：A 解析：A项，△H0,△H-T△S0,反应能否自发进行与温度有关；D 项，△HD0,△S0,反应不能自发进行。 3.下列对化学反应预测正确的是( )o 选项化学方程式 已知条件 预测 它是非 M(s)-X(g)+Y(s) △>O 自发反应 △HO 进行
(2)根据“先拐先平数值大”的原则判断,反应Ⅱ中 T1>T2;温度越高,平衡时 C 的物质 的量越小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应。 (3)反应Ⅲ中在恒温下压强对 α(A)没有影响,此反应的 ΔS 可视为 0,又 T1>T2,恒压 下温度越高,α(A)越小,则 ΔH0,ΔH-TΔS0 C.ΔH>0,ΔH-TΔS>0 D.ΔH0,如果 ΔH=-17 kJ·mol-1 ,则 TΔS=0 不符合事实,如果 ΔH=17 kJ·mol-1 ,则 TΔS=34 kJ·mol-1 ,即 ΔH>0。 2.下列关于化学反应自发性的叙述中正确的是( )。 A.焓变小于 0 而熵变大于 0 的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于 0 的反应肯定是自发的 C.焓变和熵变都大于 0 的反应肯定是自发的 D.熵变小于 0 而焓变大于 0 的反应肯定是自发的 答案:A 解析:A 项,ΔH0,ΔH-TΔS0,ΔS>0,反应能否自发进行与温度有关;D 项,ΔH>0,ΔS0,反应不能自发进行。 3.下列对化学反应预测正确的是( )。 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s) X(g)+Y(s) ΔH>0 它是非 自发反应 B W(s)+xG(g) 2Q(g) ΔH0
答案B 解析：根据△G=△H-T△S,M(s)一X(g十Y(S,固体分解生成气体，为熵增反应，即 △S>0。△H>0时，在高温下能自发进行，A项错误；W(s十xG(g)一2Q(g)△H0,任何温度下都能自发进行，若△S0时，在高温下能自发进行，C项错 误；4M(s十N(g十2W①)4Q(S)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是 放热反应，D项错误。 4.(双选)下列关于化学反应的方向的说法，正确的是( A.在一定条件下反应2A(g十B(g)一3C(s十D(g)能自发进行，说明该反应的△H0 答案：AB 解析：△H-T△S0，D项错误。 5.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，也是未来实现低 碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的 CO2(如图所示)。下列说法中正确的是( C0,含 C0,含 量高的→靈量低的 遥C0, 空 步骤一 空气 步骤二 利用太阳能将反应器 利用太阳能将反应器 加热到900℃，释放 加热到400C,Ca0与 高浓度C02,用于工 CO,反应生成CaCO, 业制备小苏打等产品 生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图 A.步骤一中将反应器加热到400℃，可提高CCO3的生成速率 B.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应 C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应 D.步骤二中反应的△S0,D项错误。 6.判断下列过程熵变的正负（填>”或<）
答案:B 解析:根据 ΔG=ΔH-TΔS,M(s) X(g)+Y(s),固体分解生成气体,为熵增反应,即 ΔS>0。ΔH>0 时,在高温下能自发进行,A 项错误;W(s)+xG(g) 2Q(g) ΔH0,任何温度下都能自发进行,若 ΔS0 时,在高温下能自发进行,C 项错 误;4M(s)+N(g)+2W(l) 4Q(s)为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应一定是 放热反应,D 项错误。 4.(双选)下列关于化学反应的方向的说法,正确的是( )。 A.在一定条件下反应 2A(g)+B(g) 3C(s)+D(g)能自发进行,说明该反应的 ΔH0 D.反应 2NaCl(s) 2Na(s)+Cl2(g)的 ΔH0 答案:AB 解析:ΔH-TΔS0,D 项错误。 5.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,也是未来实现低 碳经济转型的重要环节。一些科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的 CO2(如图所示)。下列说法中正确的是( )。 生石灰捕捉和封存二氧化碳的示意图 A.步骤一中将反应器加热到 400 ℃,可提高 CaCO3 的生成速率 B.步骤一中生成 CaCO3 的反应为吸热反应 C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应 D.步骤二中反应的 ΔS0,D 项错误。 6.判断下列过程熵变的正负(填“>”或“<”):
(1)溶解少量蔗糖于水中，△S 0 (2)纯碳和氧气反应生成CO(g),△S (3)液态水蒸发变成水蒸气，△S 0 (4)CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),△S0。 答案(1)>(2>(3P(4)P 解析(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大；2)反应气体分子数增多是熵增大的过 程(3)液态水变为气态水，是熵值增大的过程：(4)反应气体分子数增多是熵增大的 过程。 挑战创新 回答下列问题。 (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应：2CO2(g) 一2CO(g十O2(g),该反应的△H (填>6%0,则： ①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 ②根据本题反应数据分析，温度 (填“能”或不能)成为反应方向的决定 因素。 (4)已知CaSO4(s十CO(g)℃aO(s十SO2(gtCO2(g)△H=+218 kJmol,该反应能 够自发进行的反应条件是 (⑤)某吸热反应能自发进行，则该反应的△S (填>”或>不能 (2)K (3)①不能②能 (4)高温 (S> 解析(1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增大，所以 △H0,△S>0,故△G=△H-T△S反应低温下不能自发进行。 (2)因为△S0,属于熵增加的吸热反应，故 在高温下该反应能够自发进行
(1)溶解少量蔗糖于水中,ΔS 0; (2)纯碳和氧气反应生成 CO(g),ΔS 0; (3)液态水蒸发变成水蒸气,ΔS 0; (4)CaCO3(s)加热分解生成 CaO(s)和 CO2(g),ΔS 0。 答案:(1)> (2)> (3)> (4)> 解析:(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大;(2)反应气体分子数增多是熵增大的过 程;(3)液态水变为气态水,是熵值增大的过程;(4)反应气体分子数增多是熵增大的 过程。 挑战创新 回答下列问题。 (1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解 CO2,发生反应:2CO2(g) 2CO(g)+O2(g),该反应的 ΔH (填“>”“”“”“0,ΔS>0,则: ①该反应常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 ②根据本题反应数据分析,温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定 因素。 (4)已知 CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=+218 kJ·mol-1 ,该反应能 够自发进行的反应条件是 。 (5)某吸热反应能自发进行,则该反应的 ΔS (填“>”或“ > 不能 (2) 解析:(1)该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增大,所以 ΔH>0,ΔS>0,故 ΔG=ΔH-TΔS 反应低温下不能自发进行。 (2)因为 ΔS0,ΔS>0,属于熵增加的吸热反应,故 在高温下该反应能够自发进行
(④自发反应的条件是AH-TA0,即△KTAS,A=+218 kJ-mol1,AS0,故7下怨即 T值较大，该反应应在高温下进行。 (5)吸热反应能自发进行，即△H>0,△H-T△S0,故△S>0
(4)自发反应的条件是 ΔH-TΔS0,故 T> Δ𝐻 Δ𝑆 ,即 T 值较大,该反应应在高温下进行。 (5)吸热反应能自发进行,即 ΔH>0,ΔH-TΔS0,故 ΔS>0