考点24-化学反应的方向(解析版)

考点24化学反应的方向分析近年各地高考试题，主要考查：认识自然界中发生的一些自发过程，加强从物质的微观层面理解反应过程中能量和混乱度变化的能力；了解焓变与熵变的含义，理解焓变、熵变与反应方向的关系；能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。预计2023年的高考仍然把化学反应进行方向判断融入反应原理综合题中。一、自发过程与自发反应二、化学反应进行方向的判据自发过程与自发反应1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。其特点是高能状态→低能状态(对外做功或释放热量)；有序→无序(无序体系更加稳定)。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。2．自发反应：在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。3．特征：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)所有自发进行的化学反应都是放热反应()(2)自发反应在任何条件下都能发生()(3)同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同()(4)非自发过程在一定条件下可能变成自发过程()(5)需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×【典例】例1下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．氯气和溴化钾溶液的反应C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰【答案】D【解析】A项，水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；B项，氯气的氧化性比溴强，氯气能够与KBr溶液发生置换反应，属于自发进行的过程，故B不选；C项，铁生锈为自发进行的氧化还原反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选；D项，室温下冰会自发的融化，室温下水结成冰不是自发进行的过程，故D选；故选D。例2下列不属于自发进行的变化是()A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈【答案】C【解析】A项，扩散现象，是熵增加的自发过程，A不符合题意；B项，冰的熔点为0℃，水常温是液体，冰在室温下融化成水，是熵增加的自发过程，B不符合题意；C项，电解饱和食盐水，是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发过程，C符合题意；D项，铁在潮湿的空气中生锈是发生了自发的氧化还原反应，属于电化学腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意；故选C。【对点提升】对点1下列说法中正确的是()A．吸热反应反应一定不能发生反应B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应C．需要加热才能发生的反应，一定是吸热反应D．催化剂可以改变反应进行的方向【答案】B【解析】A项，吸热反应在一定条件下能发生反应，例如加热时碳和二氧化碳可以反应生成CO，A错误；B项，某吸热反应能自发进行，即ΔH＞0，根据ΔG=ΔH－TΔS＜0可知该反应一定是熵增反应，B正确；C项，需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，C错误；D项，催化剂可以改变反应速率，不能改变反应进行的方向，D错误；故选B。对点2知道了某过程有自发性之后，则()A．可判断出过程的方向B．可确定过程是否一定会发生C．可预测过程发生完成的快慢D．可判断过程的热效应【答案】A【解析】判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。【巧学妙记】(1)自发过程或反应具有方向性，即过程或反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程或反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。(2)能够自发进行的过程或反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断过程或反应的方向，不能确定过程或反应是否一定会发生和发生的速率。化学反应进行方向的判据1．焓判据(1)放热过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发的倾向。(2)实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。例如：Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH=-216.8kJ/mol(3)有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焓变只是影响反应方向的一种因素。2．熵判据(1)熵的定义描述体系混乱程度的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度越大。(2)熵的大小同种物质的熵值与其存在状态有关，S(g)＞S(l)＞S(s)。(3)熵判据体系的混乱度(即熵值)增加，ΔS＞0，反应有自发的倾向。有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故熵变只是影响反应方向的一种因素。3．复合判据(自由能ΔG)在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol)综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG=ΔH-TΔS。这时，化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。即：当ΔG<0时，反应能自发进行；当ΔG=0时，反应处于平衡状态；当ΔG>0时，反应不能自发进行。情况焓变熵变自由能变化反应能否自发进行①ΔH＜0ΔS＞0ΔG＜0能②ΔH＞0ΔS＜0ΔG＞0不能③ΔH＜0ΔS＜0无法判断无法判断④ΔH＞0ΔS＞0无法判断无法判断【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行()(2)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0()(3)反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0()(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0()(5)SO2(g)=S(g)＋O2(g)ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行()(6)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH<0，低温下能自发进行()(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0()(8)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向()(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行()(10)NH4HCO3(g)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝185.57kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√(10)√【典例】例1(2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是()A．1molCH4(g)1molH2(g)B．1molH2O(g)molH2O(g)C．1molH2O(s)molH2O(l) D．1molC(s，金刚石)1molC(s，石黑)【答案】B【解析】A项，CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，CH4(g)的摩尔质量大，所以熵值1molCH4(g)1molH2(g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1molH2O(g)molH2O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)(l)(s)，所以熵值1molH2O(s)molH2O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金刚石)1molC(s，石黑)，D错误；故选B。例2下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1【答案】D【解析】对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。【对点提升】对点1已知吸热反应2CO(g)=2C(s)＋O2(g)，设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是()A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．任何温度下都能自发进行D．任何温度下都不能自发进行【答案】D【解析】已知反应2CO(g)=2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，反应任何温度下都是不能自发进行，D项正确。对点2下列对化学反应预测不正确的是()选项化学方程式已知条件预测AW(s)＋G(g)=2Q(g)任何温度都自发进行ΔH＜0B4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)常温下自发进行ΔH＞0B3C(s)＋CaO(s)=CaC2(s)＋CO(g)常温下不能自发进行ΔH＞0D2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)常温下能够自发进行ΔH＜0【答案】B【解析】A项，W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，△H＜0，反应能够自发进行，故A正确；B项，4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故B错误；C项，3C(s)＋CaO(s)=CaC2(s)＋CO(g)的∆S>0，在常温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C正确；D项，常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的∆S<0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH<0，D正确。故选B。【巧学妙记】焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响ΔHΔSΔH－TΔS反应情况－＋永远是负值在任何温度下均自发进行＋－永远是正值在任何温度下均非自发进行＋＋低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发－－低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发1．某化学反应在较低温度下自发，较高温度下非自发．有关该反应的下列说法正确的是()A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0 C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0【答案】D【解析】A项，△H＞0，△S＞0，要使△H-T△S＜0，T值应较大，即应该在高温下才能自发进行，故A错误；B项，△H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，任何温度下都不能自发进行，故B错误；C项，△H＜0，△S＞0，△H-T△S＜0一定成立，任何温度下都能自发进行，故C错误；D项，△H＜0，△S＜0，要使△H-T△S＜0，T值应较小，即应该在低温下才能自发进行，故D正确；故选D。2．下列反应△S>0的是()A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)【答案】D【解析】A项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；B项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；C项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题意；D项，该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意；故选D。3．以下判断正确的是()A．C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H＞0，该反应常温下不能自发B．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)△H＜0，该反应高温才能自发C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行【答案】A【解析】A项，在高温下△G=△H-T△S＜0反应能进行，△H＞0，该反应常温下不能自发，故A正确；B项，△G=△H-T△S＜0反应能进行，由于△H＜0，则该反应在常温就能自发进行，故B错误；C项，自发进行的反应熵值不一定增大，化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，非自发反应的熵不一定减小，故C错误；D项，不能根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行，如碳酸氢铵的分解，故D错误；故选A。4．下列说法正确的是()A．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0B．反应2CO＋2NO=N2＋2CO2在常温下能自发进行，则反应的ΔH＞0，ΔS＜0C．反应TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH>0能自发进行，其原因是ΔS>0D．反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应【答案】C【解析】该反应的正反应为气体分子数减少的反应，ΔS<0，A项错误；从反应方程式中气体物质化学计量系数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发，则该反应是放热反应，ΔH<0，B项错误；一个吸热反应如果能自发进行，则该反应一定是熵增大反应，C项正确；该反应的气体分子数减小，即熵减小，但反应能自发，说明反应一定为放热反应，D项错误。5．对于反应A(s)＋3B(g)C(g)＋D(g)ΔH＜0，下列说法正确是()A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变B．该反应△S＞0，△H＜0，在任何条件下能自发进行C．恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态D．达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动【答案】C【解析】A项，加入催化剂，改变了反应的途径，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的△H不会随之改变，A错误；B项，该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，只有在△H-T△S＜0时反应才能够自发进行，B错误；C项，反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量反应前后会发生变化。在恒温恒容条件下，若混合气体密度不变，说明气体的质量不再发生变化，反应就达到化学平衡状态，C正确；D项，A为固体，反应达到平衡状态后，若增加A的量，化学平衡不发生移动，D错误；故选C。6．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是()A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程【答案】D【解析】A项，非自发过程在一定条件下可能变成自发过程，如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故A正确；B项，若△H>0，△S＜0，则△H-T△S>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；C项，若△H＜0，△S>0，则△H-T△S<0任何温度下都能自发进行，故C正确；D项，需要加热才能够进行的过程可能是自发过程，如碳酸钙高温分解，故D错误；故选D。7．下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是()A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关【答案】B【解析】A项，物质聚集状态不同熵值不同，气体S>液体S>固体S，1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]<S[SO3(1)]<S[SO3(g)]，故A错误；B项，反应的自发性由焓变和熵变共同决定，该反应为ΔS>0，常温不能自发，说明高温时△G=△H-T•△S＜0，说明则该反应的ΔH>0，故B正确；C项，反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当△G=△H-T•△S＜0时反应能自发进行，ΔG>0时反应不能自发进行，焓变小于零的反应，ΔH＜0，若ΔS＜0＜0，高温下可以ΔG>0，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，ΔS>0，若ΔH>0，高温下可以ΔG＜0时反应可自发进行，故C错误；D项，ΔH>0、ΔS>0，由△G=△H-T•△S＜0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D错误；故选B。8．下列关于判断过程的方向的说法正确的是()A．所有自发进行的化学反应都是放热反应B．自发反应在任何条件下都能发生C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程D．同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同【答案】C【解析】A项，反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行，故A错误；B项，反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，故B错误；C项，△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，所以由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程，故C正确；D项，熵值表示混乱度的大小，混乱度越大，熵值越大，同一物质的固态、液态、气态混乱度依次增大，故D错误；故选C。9．已知ΔG=ΔH-TΔS(设ΔH、ΔS不随温度而变化)，当ΔG＜0时反应能自发进行。关于反应CaSO4(s)=CaO(g)＋SO3(g)ΔH＞0，ΔS＞0。下列说法正确的是()A．低温下能自发进行 B．任意湿度下都不能自发进行C．高温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行【答案】C【解析】反应CaSO4(s)=CaO(g)＋SO3(g)，若ΔG=ΔH-TΔS＜0，则反应可自发进行，ΔH＞0，ΔS＞0，因此T为较大正数时，反应能自发进行，故选C。10．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是()A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程B．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH=-444.3kJ·mol-1ΔS=-280.1J·mol-1·K-1在常温常压下能自发进行C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1200K)下则能自发进行D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的【答案】D【解析】A项，反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS＜0，放热的自发过程中ΔH＜0，ΔS可能小于0也可能大于0，所以放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程中ΔH＞0、ΔH-TΔS＜0，则ΔS必须＞0，所以吸热的自发过程一定为熵增加的过程，A正确；B项，常温下T=298K，则-444.3kJ•mol-1-298K×(-280.1J•mol-1•K-1)=-366.8302kJ/mol＜0，即ΔH-TΔS＜0，所以该反应在常温常压能自发进行，B正确；C项，碳酸钙分解的方程式为CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)，其中ΔH＞0，ΔS＞0，高温时才能满足反应自发进行的条件ΔH-TΔS＜0，所以碳酸钙的分解在室温下不能自发进行，但在较高温度(1200K)下能自发进行，C正确；D项，当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发，仅ΔH＜0或ΔS＞0无法确保ΔG＜0，即不一定自发，D错误；故选D。11．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是()A．反应的B．在不同状态时的熵值：C．反应能否自发进行与温度有关D．或的反应一定能自发进行【答案】C【解析】A项，反应的气体分子数减少，该反应的△S＜0，A错误；B项，同一物质在固态时的熵值小于气态时的熵值，B错误；C项，反应的气体分子数增加，△S＞0，又因为△H＞0，△H-T△S＜0时，反应能自反进行，因此选项所给反应能否自发进行与温度有关，C正确；D项，△H＞0且△S＞0的反应一定能自发进行，D错误；故选C。12．下列说法不正确的是()A．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的B．放热及熵增加的反应，一定能自发进行C．已知反应，高温下为自发过程，低温下为非自发过程D．知道了某过程有自发性之后，则可确定过程是否一定会发生【答案】D【解析】A项，根据反应方程式，该反应为熵增，根据△G=△H-T•△S进行分析，该反应不能自发进行，△G＞0，因此可以说明该反应为△H＞0，故A说法正确；B项，放热反应，推出△H＜0，熵增，推出△S＞0，根据复合判据，任何温度下，该反应都能自发进行，故B说法正确；C项，该反应是熵增，推出△S＞0，该反应△H＞0，根据复合判据，高温下能够自发进行，低温下非自发进行，故C说法正确；D项，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概率，故D说法错误；故选D。13．现有两个热化学反应方程式：(l)+H2(g)(l)ΔH＞0①(l)+2H2(g)(l)ΔH＜0②下列说法正确的是()A．反应①②中都存在：ΔS＞0B．反应①一定不能自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行D．反应②高温时，可自发进行【答案】B【解析】A项，由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；B项，由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，B项正确；项，由B项可知，反应①在所有温度下都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误；D项，由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，D项错误；故选B。14．某化学反应A(s)=D(g)+E(g)ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须()A．高于409K B．低于136KC．高于136K而低于409K D．低于409K【答案】A【解析】要防止反应发生，ΔH-TΔS＞0，则-4500+11T＞0，解得T＞409，故选A。15．已知体系自由能变化时反应能自发进行．两个氢化反应的与温度的关系如图所示，下列说法正确的是()A．反应①的∆SB．反应②在时的反应速率很快C．温度大于时，反应①能自发进行D．反应②的∆H【答案】C【解析】由图像分析可知：反应①随温度的升高，∆G逐渐减小；反应②随温度的升高∆G逐渐增大，结合∆G=∆H-T∆S分析解答。A项，反应①随温度的升高，∆G逐渐减小，则∆S，故A错误；B项，该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快慢，故B错误；C项，因∆G时，反应能自发进行，反应①在温度大于1000℃时∆G，故此时反应①能自发进行，故C正确；D项，根据数学知识可知，∆H为该图像的截距，而反应而的截距小于0，故∆H，故D错误；故选C。16．有A、B、C、D四个反应：反应ABCDΔH/(kJ·mol-1)10.51.80-126-11.7ΔS/(J·mol-1·K-1)30.0-113.084.0-105.0(1)在任何温度下都能自发进行的反应是______；(2)任何温度下都不能自发进行的反应是______；(3)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】(1)C(2)B(3)77A-161.6D【解析】①自发反应需满足△G=ΔH-TΔS＜0，若ΔH＜0且ΔS＞0，则△G一定小于0，反应在任何温度下都能自发进行，故此处填C；②若ΔH＞0且ΔS＜0，则△G一定大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，故此处填B；③将反应A对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＞350K，即350-273=77℃，故此处A、77℃；将反应D对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＜111.4K，即111.4-273=-161.6℃，故此处D、-161.6℃。17．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∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的∆H______(填“>”或“<”)0。(3)已知在、298K时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的∆H、∆S。①常温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。(4)已知CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH＝+218kJ·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∆S_____(填“>”或“<”)0。【答案】(1)>>不能(2)<(3)不能能(4)高温(5)>【解析】(1)由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，∆H，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，∆S，故低温下ΔG=ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行；(2)ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，通过化学方程式可知常温下△S＜0，常温下反应能够自发进行，则△H＜0；(3)①根据ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，已知∆H，∆S，则常温下不能自发进行；②该反应的∆H、∆S，高温条件下能使ΔG=ΔH-TΔS＜0，而常温条件下ΔG=ΔH-TΔS>0，则该反应中温度能成为决定反应进行方向的因素；(4)该反应的∆S、∆H，则高温时ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应能自发进行；(5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG=ΔH-TΔS＜0，∆H，则∆S。1．(2022·浙江省宁波“十校”高三选考模拟)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是()A．1molCl2(g)＞2molCl2(g)B．2molH2O(l)＞2molH2O(g)C．1molCH4(g)＜1molC2H6(g) D．1molC(s，金刚石)的熵值＞1molC(s，石墨)【答案】C【解析】A项，气体的物质的量越多，熵越大，则物质的熵值1molCl2(g)＜2molCl2(g)，A错误；B项，等物质的量的物质，气态物质含有的熵值大于液体物质的熵值，则2molH2O(l)＜2molH2O(g)，B错误；C项，当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值1molCH4(g)＜1molC2H6(g)，C正确；D项，由于金刚石中C的排列比石墨中的C的排列更有序，所以1molC(s，金刚石)的熵值＜1molC(s，石墨)，D错误；故选C。2．(2022·浙江省金华十校高三选考模拟)奥地利物理学家Boltzmann首次把熵和混乱度定量地联系起来，即(k为Boltzmann常数，为混乱度，也即微观状态数，可粗略地看作空间排列的可能性数目)。在相同的温度和压强下，下列关于熵的大小排序正确的是()A．1molC(CH3)4＜1mol(CH3)2CHCH2CH3 B．2molC2H6(g)＜1molCH4(g)C．1molCuSO4·5H2O(s)＜1molCuSO4O(s) D．1molH2O(g)＜1molH2O(s)【答案】A【解析】A项，对于同分异构体来说，物质分子中含有的支链越多，分子间作用力就越小，物质的熔沸点就越低；1molC(CH3)4转化为1mol(CH3)2CHCH2CH3时要吸收热量，物质含有的能量越多，体系混乱程度就越大，其熵值就越大，说明熵值大小关系为：1molC(CH3)4＜1mol(CH3)2CHCH2CH3，A正确；B项，当物质状态相同时，体系中含有气体分子数越多，熵值就越大，则熵的大小关系为：2molC2H6(g)＞1molCH4(g)，B错误；C项，当物质状态相同、物质的量相同时，物质内含有的原子数目越多，熵值就越大，熵的大小关系为：1molCuSO4·5H2O(s)＞1molCuSO4O(s)，C错误；D项，同一物质在不同状态时，熵的大小关系为：气态＞液态＞固态，故熵的大小关系为：1molH2O(g)＞1molH2O(s)，D错误；故选A。3．(2022·浙江省普通高中强基联盟高三统测)下列说法正确的是()A．常温常压下，Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近，Na2CO3(s)Na+(aq)+CO32-(aq)ΔS1；CaCO3(s)a2+(aq)+CO32-(aq)ΔS2，则ΔS1＞ΔS2B．Na(s)=Na(1)ΔS＜0C．常温常压下，3O2(g)2O3(g) ΔS＞0D．常温常压下，2CO(g)C(s)+O2(g) ΔS＞0【答案】A【解析】A项，溶解焓相近，主要由熵变决定反应方向，Na2CO3(s)更易溶解，所以ΔS1＞ΔS2，A正确；B项，固体变为液体，混乱程度增大，ΔS＞，B错误；C项，气体分子数减少，混乱程度减小，ΔS＜0，C错误；D项，反应前后，气体分子数减少，混乱程度减小，ΔS＜0，D错误；故选A。4．(2022·浙江省温州市高三高考适应性测试二模)相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不正确的是()反应ΔH/kJ/molMCO3(s)MO(s)＋CO2(g)117.61aCaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)177.91b注：①其中表示反应方程式中气体化学计量数差；②ΔH-TΔS＜0的反应方向自发A．因为相同，所以a与b大小相近B．热分解温度：MCO3(s)＞CaCO3(s)C．a-b=S[MO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MCO3(s)]-S[CaO(s)]D．两个反应在不同温度下的ΔH和都大于零【答案】B【解析】A项，熵变的大小与气体体积的改变大小有关，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差相同，则反应的熵变a与b大小相近，故A正确；B项，由MgCO3和CaCO3都为离子晶体，MgCO3和CaCO3离子所带电荷相等，由于Mg2+半径小于Ca2+半径，MgO晶格能大于CaO晶格能，Mg2+比Ca2+更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO2，则MgCO3的热分解温度小于CaCO3，故B错误；C项，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差相同，则反应的熵变a与b的差值为a-b=S[MO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MCO3(s)]-S[CaO(s)]，故C正确；D项，由表格数据可知，两个反应都是气体体积增大的吸热反应，则两个反应在不同温度下的ΔH和都大于零，故D正确；故选B。1．【2022·浙江省1月选考】AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是()A．ΔH和ΔS均大于零B．ΔH和ΔS均小于零C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零【答案】D【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。2．【2021•浙江6月选考】相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是()A．1molCH4(g)1molH2(g)B．1molH2O(g)molH2O(g)C．1molH2O(s)molH2O(l) D．1molC(s，金刚石)1molC(s，石黑)【答案】B【解析】A项，CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，CH4(g)的摩尔质量大，所以熵值1molCH4(g)1molH2(g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1molH2O(g)molH2O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)(l)(s)，所以熵值1molH2O(s)molH2O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金刚石)1molC(s，石黑)，D错误；故选B。3．【2020•浙江1月选考】在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2。下列说法不正确的是()A．MgCl2·nH2O(s)=MgCl2·(n－1)H2O(s)＋H2O(g)ΔH＞0B．MgCl2·2H2O(s)=Mg(OH)2(s)＋2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行C．MgCl2·H2O(s)=Mg(OH)Cl(s)＋HCl(g)，升高温度，反应更易发生D．MgCl2·4H2O(s)=MgCl2·2H2O(s)＋2H2O(g)，HCl气流可抑制反应进行【答案】D【解析】A项，MgCl2·nH2O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH＞0，故A正确；B项，在HCl气流中，能使MgCl2·2H2O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C项，MgCl2·H2O的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项，MgCl2·4H2O的失水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响，故D错误；故选D。4．【2022•湖南选择性考试】钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点/答下列问题：(1)已知ΔG=ΔH-TΔS，的值