1、第三节第三节 化学反应的方向化学反应的方向 题组一 自发过程和自发反应 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 C 解析 在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也是需 要特定的条件的，A、B 项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C 项正确；改变条件，可以使某些非自发过程转变为自发过程，D 项错误。 2下列反应属于非自发反应的是( ) A钠与水
2、反应 B氢气在氧气中燃烧生成水 C水分解变成氢气和氧气 D氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 答案 C 题组二 焓变和熵变与反应进行方向的判断 3对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是( ) A温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D固体的溶解过程与熵变无关 答案 B 解析 化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向。 4(2020 日照调研)已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74.9 kJ mol 1，下 列说法正确的
3、是( ) A该反应中熵变、焓变皆大于 0 B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 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 根据反应方程式可知该反应中熵变、焓变都大于 0，A 项正确；该反应是吸热反应， 但也是熵增大的反应，所以也可能自发进行，B 项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是 在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如 CaCO3的分解仅在高温下自发，C 项错误；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，D 项错误。 5.实现“节能减排”和“
4、低碳经济”的一个重要课题就是如何将 CO2转化为可利用的资源。 目前工业上有一种方法是用 CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为 kJ mol 1)的变化。 关于该反应的下列说法中，正确的是( ) AH0，S0 BH0，S0 CH0，S0 DH0，S0 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；该反应发生后气体的物质的量减小，S0。 6(2019 湖南长沙雅礼中学月考)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 B
5、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 、1.01105 Pa 时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是熵增反应 答案 C 解析 C 项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故错误。 题组三 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 7反应：CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|H| 17 kJ mol 1，|HTS|17 kJ mol1，则下列选项正确的是( ) AH0，HTS0 BH0，HTS0 CH0，HTS0 DH0，HTS0 答案 A 解析 该反应在
6、一定温度下能够自发的向右进行，这说明 HTS 一定小于 0，根据方程式 可知该反应的 S0，所以如果 H0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应 在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的反应热 H0，故选 A。 8下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A2N2(g)O2(g)=2N2O(g) H163 kJ mol 1 BAg(s)1 2Cl2(g)=AgCl(s) H127 kJ mol 1 CHgO(s)=Hg(l)1 2O2(g) H91 kJ mol 1 DH2O2(l)=1 2O2(g)H2O(l) H98 kJ mol 1 答案 D 解析 反应能自发进行的前提条件
7、是反应的 HTS0，S0，即任何温度下，反应 都不能自发进行；对于 B 项，H0，S0，在较低温度下，HTS0，S0，若使反应自发进行，即 HTS0，必须提高温度，即反 应只有在较高温度时能自发进行；对于 D 项，H0，在任何温度下，HTS0， 即在任何温度下反应均能自发进行。 9灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器 皿放在 0 、 100 kPa 的室内存放， 它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知： 在 0 、 100 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为 H2 180.9 J mol 1，S6.61 J mol1 K 1)( ) A
8、会变成灰锡 B不会变成灰锡 C不能确定 D升高温度才会变成灰锡 答案 A 解析 在等温、等压条件下，自发反应总是向着 HTS0 的方向进行，直至达到平衡状 态。因此，在 0 、100 kPa 条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应：白锡 灰锡的 HTS 值的问题。HTS2 180.9 J mol 1273 K(6.61 J mol1 K1) 376.37 J mol 1K，反应逆向进行。 12已知反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H43 kJ mol 1，在 850 时 K1。 今在某密闭容器中充入 1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO
9、2和 x mol H2，下列说法不正确 的是( ) A900 时，该反应的平衡常数 K1 B850 时，若 x5.0，则起始时反应向逆反应方向进行 C850 达到化学平衡后，通入 CO，化学平衡逆向移动 D850 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则 x 应满足 xK1，反应向逆反应方向进行，B 项正确；达到平衡时，通入 CO，反应物浓度增大， 化学平衡正向移动，C 项错误；850 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，由 K 1，可求得应满足 x3.0，D 项正确。 13对于 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，某温度下平衡常数 K 为 1，向一密闭容器内同 时通入 C
10、O(g)、 H2O(g)、 CO2(g)、 H2(g)各 1 mol， 在该温度下建立平衡时， CO 的物质的量( ) A大于 1 mol B小于 1 mol C等于 1 mol D无法确定 答案 C 解析 由于 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应前与反应后气态物质的化学计量数之和相 等，故可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进行计算。由于 QK，说明一开始就建 立了平衡。 14(2019 青岛期末)氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步，不少科技工作者为了 寻找廉价的氨的制备方法，进行了前赴后继的探索性工作。用氢气和氮气合成氨是一个可逆 反应， 化学方程式为 N23H2
11、高温、高压 催化剂 2NH3。 已知， 在常温下， 1 g H2完全转化为 NH3， 放出的热量为 15.4 kJ。 (1)请写出该反应的热化学方程式： _。 (2)如果一个反应的 HTS0，则该反应能够自发进行。已知上述氨的合成反应的 S 198.2 J mol 1 K1，则其在常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。 答案 (1)N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJ mol 1 (2)能 解析 (2)HTS92.4 kJ mol 1298 K(0.198 2 kJ mol1 K1)0， 所以常温下该反 应可以自发进行。 15 (2019 济南调研)某化学科研小组研究在其他
12、条件不变时， 改变某一条件对某类反应aA(g) bB(g)cC(g)的化学平衡的影响，得到如下图像(图中 p 表示压强，T 表示温度，n 表示 物质的量， 表示转化率)。 分析图像，回答下列问题： (1)在反应中，若 p1p2，则该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应，且 为气体分子数_(填“减小”或“增大”)的反应；若此反应能自发进行，则必须满足 的条件是_。 (2)在反应中， T1_(填“”“”或“”)T2， 该反应的正反应为_(填 “放热”或“吸热”)反应。 答案 (1)放热 减小 低温 (2) 放热 解析 (1)反应中，恒压下温度升高，(A)减小，即升高温度平衡逆向移动，则该反
13、应的正 反应为放热反应，H0；由 p1p2知，恒温时压强增大，(A)增大，说明此反应为气体分 子数减小的反应，即为熵减反应，S0。放热、熵减反应只能在低温条件下自发进行。 (2)反应中，T2条件下反应先达到平衡状态，说明 T2T1，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，则该反应的正反应为放热反应。 16已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。 (1)已知 2CO(g)CO2(g)C(s)，T980 K 时，HTS0。当体系温度低于 980 K 时， 估计 HTS_0(填“大于”“小于”或“等于”， 下同)； 当体系温度高于 980 K
14、 时， 估计 HTS_0。 (2)电子工业中清洗硅片上的 SiO2(s)的反应为 SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJ mol 1、 S(298.15 K)75.8 J mol1 K1， 设 H 和 S 不随温度而 变化，则此反应自发进行的温度范围是_。 答案 (1)小于 大于 (2)T1 240 K 解析 (1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H0，则 2CO(g)CO2(g)C(s) 为放热反应，H0，且该反应 S0，则当 T980 K 时，HTS0，T980 K 时，H TS0。 (2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有 HTS0，即94.0 kJ mol 1T 75.8 10 3 kJ mol1 K10，则 T 94.0 kJ mol 1 75.810 3 kJ mol1 K11 240 K。
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