專題06 化學反應進行的方向一自發(fā)過程和自發(fā)反應1.根據(jù)是否有外力作用，過程可分為自發(fā)過程和非自發(fā)過程。自發(fā)過程是在一定條件下，不借助外力而自發(fā)進行的過程。回答下列問題：(1)下列現(xiàn)象的發(fā)生，你認為是自發(fā)過程的是_(填字母)。A.水由高處往低處流 B.氣溫升高冰雪融化C.室溫下，水自動結(jié)成冰 D.生銹的鐵變光亮【答案】AB【解析】水由高處往低處流，氣溫升高冰雪融化均是自發(fā)過程二化學反應進行的方向與焓變、熵變的關(guān)系1.下列自發(fā)反應可用焓判據(jù)來解釋的是()A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74.9 kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1D.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H178.2 kJmol1【答案】C2.碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，下列有關(guān)說法中正確的是()A.碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大B.碳銨分解是因為外界給予了能量C.碳銨分解是吸熱反應，根據(jù)焓判據(jù)，不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解【答案】A【解析】本題考查化學反應進行方向的判據(jù)，放熱反應常常是容易進行的過程，吸熱反應有些也是自發(fā)反應；自發(fā)反應的熵不一定增大，可能減小，也可能不變。過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件。故選A。三化學反應進行的方向與自由能變化的關(guān)系1.用焓變和熵變的復合判據(jù)判斷反應的方向已知反應：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、101 kPa的條件下，其H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。該反應_(填“能”或“不能”)用于消除汽車尾氣中的NO，理由為_。【答案】能該反應的HTS69.7 kJmol1<0，說明該反應在理論上是可行的，所以能用于消除汽車尾氣中的NO【解析】GHTS113.0 kJmol1298 K(145.3103 kJmol1K1)69.7 kJmol1<0，故理論上該反應能自發(fā)進行。歸納總結(jié)化學反應進行的方向與自由能變化的關(guān)系1.復合判據(jù)判斷反應方向的有關(guān)規(guī)律(1)當H<0，S>0，則G<0，反應一定能自發(fā)進行。(2)當H>0，S<0，則G>0，反應一定不能自發(fā)進行。(3)當H>0，S>0或H<0，S<0時，反應能否自發(fā)進行與溫度有關(guān)，一般低溫時焓變影響為主，高溫時熵變影響為主。2.反應發(fā)生的條件有多種，GHTS這個判據(jù)只能用于溫度、壓強一定條件下的反應，不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應。3.反應的自發(fā)性只能判斷方向性，反應能否實現(xiàn)，還要看具體的反應條件。已知反應：2CO(g)=2C(s)O2(g)。設H和S不隨溫度而變化，下列說法正確的是()A.低溫下是自發(fā)反應B.高溫下是自發(fā)反應C.低溫下是非自發(fā)反應，高溫下是自發(fā)反應D.任何溫度下都是非自發(fā)反應【答案】D4.回答下列問題：(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，該反應的H_(填“>”、“<”或“”)0，S_(填“>”、“<”或“”)0，在低溫下，該反應_(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學方程式為2NO2CO2CO2N2。反應在常溫下能夠自發(fā)進行，則反應的H_(填“>”、“<”或“”)0。(3)已知在100 kPa、298 K時石灰石分解反應CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)的H>0，S>0，則：該反應常溫下_(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。據(jù)本題反應數(shù)據(jù)分析，溫度_(填“能”或“不能”)成為反應方向的決定因素。(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，該反應能夠自發(fā)進行的反應條件是_。(5)某吸熱反應能自發(fā)進行，則該反應的S_(填“>”或“<”)0?！敬鸢浮?1)>>不能(2)<(3)不能能(4)高溫(5)>(4)自發(fā)反應的條件是HTS<0，即H<TS，H218 kJmol1，S>0，故T>，即T值較大，該反應應在高溫下進行。(5)吸熱反應能自發(fā)進行，即H>0，HTS<0，又知T>0，故S>0。5下列說法正確的是()A焓變和熵變都大于0的反應肯定是自發(fā)的B在恒溫、恒壓條件下，焓變小于0而熵變大于0的反應肯定是自發(fā)的C因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判斷依據(jù)D在其他條件不變的情況下，使用催化劑，一定可以改變化學反應進行的方向【答案】B【解析】A項，由GHTS<0時，該反應肯定能自發(fā)知當H<0，S>0時該反應一定自發(fā)，錯誤；C項，焓變和熵變均不是判斷反應自發(fā)的唯一條件，應綜合考慮，錯誤；D項，使用催化劑可以降低該反應的活化能，加快化學反應速率，但不改變化學反應進行的方向，錯誤。6已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列說法中正確的是()A該反應中熵變小于0，焓變大于0B該反應是吸熱反應，因此一定不能自發(fā)進行C碳酸鹽分解反應中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進行D判斷反應能否自發(fā)進行需要根據(jù)H與S綜合考慮【答案】D【解析】該反應的H為正值，H>0，因為反應后有氣體生成，反應前為固體，所以混亂度增加，熵變大于0，A錯；吸熱反應不一定不能自發(fā)進行，B錯；熵增加的反應不一定能自發(fā)進行，C錯；判斷反應能否自發(fā)進行要根據(jù)H與S綜合分析，D正確。7下列說法不正確的是()A焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應B在同一條件下物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C一個反應能否自發(fā)進行取決于反應放熱還是吸熱D一個反應能否自發(fā)進行與焓變和熵變的共同影響有關(guān)【答案】C8有關(guān)下列過程的熵變的判斷不正確的是()A溶解少量食鹽于水中，S>0B純碳和氧氣反應生成CO(g)，S>0CH2O(g)變成液態(tài)水，S>0DCaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)，S>0【答案】C【解析】A、B、D選項都趨向于混亂度增大，S>0。9下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJmol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJmol1【答案】D【解析】D項中H<0，S>0，則GHTS<0，反應一定自發(fā)。10已知碳酸鈣的分解CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)僅在高溫下自發(fā)進行；氯酸鉀的分解2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)在任何溫度下都自發(fā)進行，下面有幾組焓變數(shù)據(jù)，其中可能正確的是()AH1178.32 kJmol1H278.3 kJmol1BH1178.32 kJmol1H278.3 kJmol1CH1178.32 kJmol1H278.3 kJmol1DH1178.32 kJmol1H278.3 kJmol1【答案】B【解析】根據(jù)GHTS進行判斷。