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第三节　化学反应的方向
1.下列说法正确的是（　　）
A.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
B.自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C.自发反应在一定条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
2.下列变化过程中ΔH＞0、ΔS＞0的是（　　）
A.H2O（g）H2O（l）
B.Ag＋（aq）＋Cl－（aq）AgCl（s）
C.Na2O（s）＋CO2（g）Na2CO3（s）
D.NH4Cl（s）NH3（g）＋HCl（g）
3.2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）可用V2O5作催化剂，下列说法不正确的是（　　）
A.该反应的熵变ΔS＜0
B.该反应的的ΔH＜0
C.该反应在低温条件下能自发进行
D.使用V2O5可以降低该反应的焓变
4.下列说法正确的是（　　）
A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小
C.常温下，反应C（s）＋CO2（g）2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
D.反应2Mg（s）＋CO2（g）C（s）＋2MgO（s）能自发进行，则该反应的ΔH＞0
5.在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。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不正确的是（　　）
A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化的过程，即熵增大的过程
B.此过程没有热量的吸收或放出
C.此过程是自发可逆的
D.此过程从有序到无序，混乱程度增大
6.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SO3（g）＋H2O（l）H2SO4（l）的ΔS＞0
B.1 mol CO2在不同状态时的熵值：S＜S
C.反应2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）　ΔH＞0能否自发进行与温度有关
D.ΔH＜0或ΔS＞0的反应一定能自发进行
7.已知体系自由能变化ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0 时反应能自发进行，两个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.反应①的ΔS＜0
B.反应②在600 ℃时的反应速率很快
C.温度大于1 000 ℃时，反应①能自发进行
D.反应②的ΔH＞0
8.其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA（g）＋B（g）cC（g）的平衡的变化图像如下（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率），据此分析下列说法正确的是（　　）
A.在图像反应Ⅰ中，若p1＞p2，则此反应的ΔS＞0
B.在图像反应Ⅲ中，若T3＞T4，则该反应能自发进行
C.在图像反应Ⅱ中，说明正反应为吸热反应
D.由图像反应Ⅱ可知该反应在任意温度下均可自发
9.汽车尾气（含烃类、CO、NO与SO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g），在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1，ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法错误的是（　　）
A.该反应中反应物总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件
C.该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
10.二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（　　）
A.步骤一中生成CaCO3的反应为吸热反应
B.步骤一中反应的ΔS＞0
C.步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应
D.步骤二的反应能否自发进行，与温度有关
11.地下水中的氮污染主要是由N引起的， 人们对N的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N＋5H2N2＋2OH－＋4H2O。
（1）下列说法错误的是　　　　（填字母）。
A.氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大
B.在酸性条件下，活泼金属与N反应属于自发反应
C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素
（2）已知：2N＋5H2N2＋2OH－＋4H2O的 ΔH＝＋a kJ·mol－1，ΔS＝＋b J·mol－1·K－1（a、b均为正值），该反应　　　　　（填“能”“不能”或“无法判断是否能”）自发进行。
12.已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反应：①CH4（g）C（s）＋2H2（g）；②2CH4（g）C2H2（g）＋3H2（g）。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据：
反应①的ΔH（298 K）＝＋74.848 kJ·mol－1，ΔS（298 K）＝＋80.674 J·mol－1·K－1
反应②的ΔH（298 K）＝＋376.426 kJ·mol－1，ΔS（298 K）＝＋220.211 J·mol－1·K－1
已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回答下列问题：
（1）反应①在　　　　（填“高温”或“低温”）下能自发进行。
（2）反应①能否自发进行是由　　　　（填“焓变”或“熵变”）决定的。
（3）制取炭黑的允许温度范围是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是　　　（填字母）。
A.905.2 K B.927 K
C.1 273 K D.2 000 K
13.（1）工业上合成甲醇的反应原理为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH，如表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
温度 250 ℃ 300 ℃ 350 ℃
K 2.041 0.270 0.012
根据表中数据可判断ΔH　　　　0（填“＞”“＝”或“＜”），在　　　　（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行。
（2）甲醇水蒸气重整制氢（SRM）过程发生的反应如下：
反应Ⅰ.CH3OH（g）＋H2O（g）CO2（g）＋3H2（g）　ΔH1
反应Ⅱ.CH3OH（g）CO（g）＋2H2（g）　ΔH2
反应Ⅲ.CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，其中K2、K3随温度变化如表所示：
温度 125 ℃ 225 ℃ 325 ℃
K2 0.553 5 185.8 9 939.5
K3 1 577 137.5 28.14
请回答：
反应Ⅱ能够自发进行的条件是　　　　（填“低温”“高温”或“任何温度”），ΔH1　　　ΔH3（填“＞”“＜”或“＝”）。
第三节　化学反应的方向
1.C　同一物质：S（g）＞S（l）＞S（s），A错误； 反应能否自发，是由熵变和焓变共同决定的，即ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，故自发反应的熵不一定增大，也可能减小，B错误；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，C正确，D错误。
2.D　A项，该过程中气体转化为液体，ΔS＜0；B项，形成化学键，为放热过程，ΔH＜0；C项，该反应为化合反应，为放热反应，ΔH＜0，该反应气体分子数减小，ΔS＜0；D项，该反应中固体分解生成气体，气体分子数增加，ΔS＞0，分解过程中吸收能量，ΔH＞0；选D。
3.D　2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）为放热且熵减的反应，在低温下能自发进行；V2O5不可以降低该反应的焓变，只能改变反应速率，D错误。
4.C　不能仅仅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的，A项错误；自发进行的反应，其现象不一定非常明显，非自发反应的熵不一定减小，B项错误；根据反应C（s）＋CO2（g）2CO（g）常温下不能自发进行可知，该反应的ΔH－TΔS＞0，又知该反应ΔS＞0，则该反应的ΔH＞0，C项正确；反应2Mg（s）＋CO2（g）C（s）＋2MgO（s）能自发进行，则ΔH－TΔS＜0，因ΔS＜0，则ΔH＜0，D项错误。
5.C　气体扩散过程是熵增大的过程，A、D正确；该过程不伴随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，C不正确。
6.C　反应SO3（g）＋H2O（l）H2SO4（l）的气体分子数减少，该反应的ΔS＜0，A错误；同一物质在固态时的熵值小于气态时的熵值，B错误；反应2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）的气体分子数增加，ΔS＞0，又因为ΔH＞0，ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，因此该反应能否自发进行与温度有关，C正确；ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定能自发进行，D错误。
7.C　由图像分析可知：反应①随温度的升高，ΔG逐渐减小；反应②随温度的升高ΔG逐渐增大，结合ΔG＝ΔH－TΔS分析解答。反应①随温度的升高，ΔG逐渐减小，则ΔS＞0，A错误；该题可以推测自发反应时的温度，但无法推测某温度时的反应快慢，B错误；因ΔG＜0 时，反应能自发进行，反应①在温度大于1 000 ℃时ΔG＜0 ，故此时反应①能自发进行，C正确；根据数学知识可知，ΔH为该图像的截距，而反应②的截距小于0，故ΔH＜0 ，D错误。
8.B　在图像反应Ⅰ中，如果p1＞p2，相同温度下，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率增大，说明平衡正向移动，则a＋1＞c，即此反应的ΔS＜0，A错误；在图像反应Ⅲ中，同一温度下，增大压强，A的转化率不变，说明反应前后气体计量数之和相等，则a＋1＝c，则反应前后熵不变，若T3＞T4，升高温度，A的转化率降低，说明正反应是放热反应，所以ΔH＜0，ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，B正确；在图像反应Ⅱ中，在T1温度下先达到平衡，说明T1＞T2，升高温度，C的物质的量减少，则平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即该反应正向为放热反应，C错误；在图像反应Ⅱ中，无法确定化学反应的熵变，因此无法判断反应自发进行的条件，D错误。
9.B　由已知得反应为放热反应，且是熵减的反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，A正确；常温下，ΔH－TΔS＝－113 kJ·mol－1－298 K×（－145×10－3 kJ·mol－1·K－1）＝－69.79 kJ·mol－1＜0，即该反应在常温下能自发进行，B错误，C正确；NO和CO会与人体血红蛋白结合而使人中毒，D正确。
10.D　CaO和CO2化合生成CaCO3的反应为放热反应，A错误；步骤一中反应为CaO和CO2化合生成CaCO3，为熵减的反应，ΔS＜0，B错误；步骤一和步骤二的反应条件不同，所以不互为可逆反应，C错误；步骤二的反应CaCO3CaO＋CO2↑为熵增的吸热反应，若要使ΔG＝ΔH－TΔS＜0，则高温有利于反应自发进行，D正确。
11.（1）C　（2）无法判断是否能
解析：（1）NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；活泼金属易失去电子，酸性条件下N具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误。
（2）ΔH－TΔS＝a－b×10－3T，由于无法判断a和b×10－3T值的相对大小，故无法确定ΔH－TΔS是大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行。
12.（1）高温　（2）熵变　（3）927.8～1 709.4 K　（4）C
解析：（1）由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只有在高温下才会有ΔG＝ΔH－TΔS＜0，所以反应①在高温下能自发进行。（2）因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行是由熵变决定的。（3）天然气裂解为炭黑时，ΔG＝ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol－1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1×T＜0，得T＞927.8 K，即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。天然气裂解为乙炔时，ΔG＝ΔH－TΔS＝376.426 kJ·mol－1－220.211×10－3 kJ·mol－1·K－1×T＜0，得T＞1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度需控制在927.8～1 709.4 K之间。
13.（1）＜　较低　（2）高温　＞
解析：（1）由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0，根据反应自发进行的判据：ΔH－TΔS＜0，得到在较低温度下有利于该反应自发进行。
（2）当温度增大时，反应Ⅱ的化学平衡常数K2也增大，说明温度升高有利于反应Ⅱ正向进行，则反应Ⅱ为吸热反应，其焓变ΔH2＞0，反应Ⅱ为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体系混乱度增大，则反应Ⅱ的ΔS2＞0，所以反应Ⅱ自发进行的条件是高温，反应Ⅱ可由反应Ⅰ－反应Ⅲ得到，根据盖斯定律，ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于ΔH2＞0，所以ΔH1＞ΔH3。
4 / 4第三节　化学反应的方向
课程 标准 1.知道化学反应是有方向的，了解焓变和熵变的定义。 2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 3.能用焓变、熵变判断化学反应进行的方向
分点突破（一）　自发过程与自发反应
类型 自发过程 自发反应
定义 在一定条件下，　　　　　　　　就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以　 　进行到显著程度的化学反应
特征 具有　　　　，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定是　　　　　　　　的
举例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈
1.已知：①2H2＋O22H2O；②2H2O2H2↑＋O2↑。①是自发反应，②是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考：
（1）自发反应不需要任何条件就能发生吗？
（2）非自发反应一定不能发生吗？
2.知道了某个反应是自发反应后，能否知道某条件下是否发生？能否预测反应的快慢？
1.一定条件下，如果一个过程是自发的，则其逆过程在相同条件下就是非自发的。
2.自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。
　 　　
1.下列过程是非自发的是（　　）
A.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧
C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰
2.下列关于自发过程的叙述，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
分点突破（二）　判断化学反应方向的依据
1.焓变与化学反应的方向
（1）放热反应过程中体系能量　　　　，因此具有　　　　进行的倾向，科学家提出用焓变（能量变化）来判断反应进行的方向，这就是焓判据（能量判据）。
（2）焓变与化学反应进行方向的关系
①大多数放热反应是可以自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以自发进行，如：
2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。
（3）结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。
2.化学反应方向与熵变的关系
（1）熵、熵变的概念
（2）熵值大小
①体系的熵值：体系的　　　　　　越大，体系的熵值就　　　。
②同一物质的熵值：S（g）　　　S（l）　　　S（s），同一条件下，不同物质的熵值不同。
③反应前后熵值变化：虽然不同物质熵值不同，但气体物质的熵值最大，一般情况下，可以根据反应前后气体物质的量的变化大体判断熵值增大或减小。
（3）熵判据
体系有自发地向混乱度　　　　（即　　　）的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
（4）熵变与化学反应进行方向的关系
①许多熵增的反应是自发的（多是气体分子数目增多的反应），如：
Zn（s）＋H2SO4（aq）ZnSO4（aq）＋H2（g）；
2KClO3（s）2KCl（s）＋3O2（g）。
②有些熵减的反应也可以自发进行，如：
2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）；
4Fe（OH）2（s）＋O2（g）＋2H2O（l）4Fe（OH）3（s）。
（5）结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。
3.自由能（G）与化学反应的方向
（1）自由能
ΔG＝　　　　　　　　。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与　　　　　有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。
（2）反应方向与自由能的关系
化学反应总是向着　　　　　　的方向进行，直到体系　　　　　　。
①当ΔG＜0时，反应　　　自发进行；
②当ΔG＝0时，反应处于　　　　　　；
③当ΔG＞0时，反应　　　自发进行。
类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性
1 ＜0 ＞0 ΔG＜0 一定能自发
2 ＞0 ＜0 ΔG＞0 一定不能自发
3 ＜0 ＜0 ΔG的正负 取决于温度 低温能自发
4 ＞0 ＞0 高温能自发
1.在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）的ΔH＞0、ΔS＞0。
（1）常温下，该反应能否自发进行？
（2）据本题反应数据分析，温度能否成为反应进行方向的决定因素？
2.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呢？
（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ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1）
常见的熵增过程和熵增反应
（1）常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。
（2）常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反应。
　　
1.下列对熵的理解错误的是（　　）
A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B.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
D.25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）是熵增反应
2.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 4M（s）＋N（g）＋2W（l）4Q（s） 常温下，自发进行 ΔH＞0
C 4X（g）＋5Y（g）4W（g）＋6G（g） 能自发反应 ΔH可能大于0
D W（s）＋G（g）2Q（g） ΔH＜0 任何温度都不能自发进行
1.“冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是（　　）
A.ΔH＞0，ΔS＞0 B.ΔH＞0，ΔS＜0
C.ΔH＜0，ΔS＞0 D.ΔH＜0，ΔS＜0
2.相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　）
A.1 mol CH4（g）＜1 mol H2（g）
B.1 mol H2O（g）＜2 mol H2O（g）
C.1 mol H2O（s）＞1 mol H2O（l）
D.1 mol C（s，金刚石）＞1 mol C（s，石墨）
3.25 ℃、1.01×105 Pa时，反应NaHCO3（s）＋HCl（aq）NaCl（aq）＋CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝＋31.4 kJ·mol－1能自发进行的原因是（　　）
A.是吸热反应
B.是放热反应
C.是熵减反应
D.熵增效应大于能量效应
4.根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及自发性，填表。
变化 ΔH ΔS 自发性
H2O（l）H2O（g）
CaO（s）＋SO2（g）CaSO3（s）
2Fe3＋（aq）＋Cu（s）2Fe2＋（aq）＋Cu2＋（aq）
NH4Cl（s）HCl（g）＋NH3（g）
第三节　化学反应的方向
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
不需要借助外力　自发　方向性　不能自发进行
探究活动
1.提示：（1）自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。
（2）非自发反应也能在一定条件下发生。
2.提示：判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。
自主练习
1.D　自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发进行的，其逆向都是非自发的。
2.C　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，所以自发过程也需要特定的条件，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。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）降低　自发　2.（1）混乱程度　S　ΔS　（2）①混乱程度　越大　②＞　＞　（3）增加　熵增　3.（1）ΔH－TΔS　温度　（2）自由能减小　达到平衡　①能　②平衡状态　③不能
探究活动
1.提示：（1）不能，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能够自发进行，已知ΔH＞0、ΔS＞0，则常温下不能自发进行。
（2）能，该反应的ΔH＞0、ΔS＞0，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反应进行方向的决定因素。
2.提示：ΔG＝ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×（－6.61 J·mol－1·K－1）＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
自主练习
1.C　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，错误。
2.C　M（s）X（g）＋Y（s），该反应中气体化学计量数增大，为熵增大的反应，ΔS＞0，ΔH＞0，在高温条件下能自发进行，A错误；4M（s）＋N（g）＋2W（l）4Q（s）的ΔS＜0，当ΔH＞0时，ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行，B错误；4X（g）＋5Y（g）4W（g）＋6G（g）的ΔS＞0，所以当ΔH＜0，一定满足ΔH－TΔS＜0，反应一定能够自发进行，当ΔH＞0时，高温条件下，ΔH－TΔS＜0成立，可以自发进行，C正确；W（s）＋G（g）2Q（g）的ΔH＜0，ΔS＞0，则一定满足ΔH－TΔS＜0，反应在任何温度下都能自发进行，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.D　水凝结成冰的过程放热，焓变小于零、熵变小于零。
2.B　CH4（g）和H2（g）的物质的量相同，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1 mol CH4（g）＞1 mol H2（g），A错误；相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1 mol H2O（g）＜2 mol H2O（g），B正确；等量的同物质，熵值关系为S（g）＞S（l）＞S（s），所以熵值1 mol H2O（s）＜1 mol H2O（l），C错误；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1 mol C（s，金刚石）＜1 mol C（s，石墨），D错误。
3.D　由所给的热化学方程式可知，该反应为熵增的吸热反应，其中熵增是该反应能自发进行的原因。
4.
变化 ΔH ΔS 自发性
H2O（l）H2O（g） ＞0 ＞0 不能自发
CaO（s）＋SO2（g）CaSO3（s） ＜0 ＜0 自发
2Fe3＋（aq）＋Cu（s）2Fe2＋（aq）＋Cu2＋（aq） ＜0 ＞0 自发
NH4Cl（s）HCl（g）＋NH3（g） ＞0 ＞0 不能自发
解析：先判断ΔH的“＋”“－”，再由S（g）＞S（l）＞S（s）判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温（298 K）判断ΔG＝ΔH－TΔS的“＋”“－”。
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第三节　化学反应的方向
课程 标准 1.知道化学反应是有方向的，了解焓变和熵变的定义。
2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
3.能用焓变、熵变判断化学反应进行的方向
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　自发过程与自发反应
类型 自发过程 自发反应
定义 在一定条件下，
就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以
进行到显著程度的化学反应
特征 具有 ，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定是 的 举例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈 不需要借助
外力　
自发
　
方向性　
不能自发进行　
1. 已知：①2H2＋O2 2H2O；②2H2O 2H2↑＋O2↑。①是自发
反应，②是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考：
（1）自发反应不需要任何条件就能发生吗？
提示：自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可
自发进行。
（2）非自发反应一定不能发生吗？
提示：非自发反应也能在一定条件下发生。
2. 知道了某个反应是自发反应后，能否知道某条件下是否发生？能否
预测反应的快慢？
提示：判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发
生、反应的快慢无关。
1. 一定条件下，如果一个过程是自发的，则其逆过程在相同条件下就
是非自发的。
2. 自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是
自发过程。
1. 下列过程是非自发的是（　　）
A. 水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧
C. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰
解析：　自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿
空气中生锈、室温下冰的融化，都是自发进行的，其逆向都是非自
发的。
2. 下列关于自发过程的叙述，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
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，所以自发过程也需要特定的条件，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。
分点突破（二）　判断化学反应方向的依据
1. 焓变与化学反应的方向
（1）放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行
的倾向，科学家提出用焓变（能量变化）来判断反应进行的
方向，这就是焓判据（能量判据）。
（2）焓变与化学反应进行方向的关系
①大多数放热反应是可以自发进行的。例如燃烧反应、中和
反应等。
降低　
自发　
2N2O5（g） 4NO2（g）＋O2（g）　Δ H ＝＋109.8 kJ·mol
－1。
（3）结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之
一，但不是唯一因素。
②有些吸热反应也可以自发进行，如：
（1）熵、熵变的概念
2. 化学反应方向与熵变的关系
（2）熵值大小
①体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值
就 。
②同一物质的熵值： S （g） S （l） S （s），同
一条件下，不同物质的熵值不同。
混乱程度　
越大　
＞　
＞　
③反应前后熵值变化：虽然不同物质熵值不同，但气体物质
的熵值最大，一般情况下，可以根据反应前后气体物质的量
的变化大体判断熵值增大或减小。
（3）熵判据
体系有自发地向混乱度 （即 ）的方向转变
的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
（4）熵变与化学反应进行方向的关系
①许多熵增的反应是自发的（多是气体分子数目增多的反
应），如：
Zn（s）＋H2SO4（aq） ZnSO4（aq）＋H2（g）；
2KClO3（s） 2KCl（s）＋3O2（g）。
增加　
熵增　
②有些熵减的反应也可以自发进行，如：
2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）；
4Fe（OH）2（s）＋O2（g）＋2H2O（l） 4Fe（OH）3（s）。
（5）结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一
因素。
3. 自由能（ G ）与化学反应的方向
（1）自由能
Δ G ＝ 。Δ G 不仅与焓变和熵变有关，还
与 有关。Δ G 单位：kJ·mol－1。 T ：开尔文温度，单
位K。
（2）反应方向与自由能的关系
化学反应总是向着 的方向进行，直到体
系 。
①当Δ G ＜0时，反应 自发进行；
Δ H － T Δ S 　
温度　
自由能减小　
达到平衡　
能　
②当Δ G ＝0时，反应处于 ；
③当Δ G ＞0时，反应 自发进行。
类型 Δ H Δ S Δ H － T Δ S 反应的自发性
1 ＜0 ＞0 Δ G ＜0 一定能自发
2 ＞0 ＜0 Δ G ＞0 一定不能自发
3 ＜0 ＜0 Δ G 的正负 取决于温度 低温能自发
4 ＞0 ＞0 高温能自发
平衡状态　
不能　
1. 在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3（s） CaO（s）＋
CO2（g）的Δ H ＞0、Δ S ＞0。
（1）常温下，该反应能否自发进行？
提示：不能，根据Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0时反应能够自发进
行，已知Δ H ＞0、Δ S ＞0，则常温下不能自发进行。
（2）据本题反应数据分析，温度能否成为反应进行方向的决定
因素？
提示：能，该反应的Δ H ＞0、Δ S ＞0，高温条件下能使Δ G ＝
Δ H － T Δ S ＜0，而常温条件下Δ G ＝Δ H － T Δ S ＞0，则该反
应中温度能成为反应进行方向的决定因素。
2. 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呢？
（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Δ H ＝－2 180.9 J·mol－1，Δ S ＝－6.61 J·mol－1·K－1）
提示：Δ G ＝Δ H － T Δ S ＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×（－6.61
J·mol－1·K－1）＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为
灰锡。
常见的熵增过程和熵增反应
（1）常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。
（2）常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反
应。
1. 下列对熵的理解错误的是（　　）
A. 同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B. 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
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，错误。
2. 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 Δ H ＞0 它是非自发反应
B 常温下，自发
进行 Δ H ＞0
选项 化学方程式 已知条件 预测
C 能自发反
应 Δ H 可能大于0
D Δ H ＜0 任何温度都不能
自发进行
解析：　M（s） X（g）＋Y（s），该反应中气体化学计量
数增大，为熵增大的反应，Δ S ＞0，Δ H ＞0，在高温条件下能自发
进行，A错误；4M（s）＋N（g）＋2W（l） 4Q（s）的Δ S ＜
0，当Δ H ＞0时，Δ H － T Δ S ＞0，一定不能自发进行，B错误；4X
（g）＋5Y（g） 4W（g）＋6G（g）的Δ S ＞0，所以当Δ H ＜
0，一定满足Δ H － T Δ S ＜0，反应一定能够自发进行，当Δ H ＞0
时，高温条件下，Δ H － T Δ S ＜0成立，可以自发进行，C正确；W
（s）＋G（g） 2Q（g）的Δ H ＜0，Δ S ＞0，则一定满足Δ H －
T Δ S ＜0，反应在任何温度下都能自发进行，D错误。
教学效果·勤检测
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强化技能 查缺补漏
1. “冰，水为之，而寒于水”关于水凝结成冰的过程的描述正确的是
（　　）
A. Δ H ＞0，Δ S ＞0 B. Δ H ＞0，Δ S ＜0
C. Δ H ＜0，Δ S ＞0 D. Δ H ＜0，Δ S ＜0
解析：　水凝结成冰的过程放热，焓变小于零、熵变小于零。
2. 相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（　　）
A. 1 mol CH4（g）＜1 mol H2（g）
B. 1 mol H2O（g）＜2 mol H2O（g）
C. 1 mol H2O（s）＞1 mol H2O（l）
D. 1 mol C（s，金刚石）＞1 mol C（s，石墨）
解析：　CH4（g）和H2（g）的物质的量相同，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1 mol
CH4（g）＞1 mol H2（g），A错误；相同状态的相同物质，物质的
量越大，熵值越大，所以熵值1 mol H2O（g）＜2 mol H2O（g），B
正确；等量的同物质，熵值关系为 S （g）＞ S （l）＞ S （s），所
以熵值1 mol H2O（s）＜1 mol H2O（l），C错误；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1 mol C（s，金刚石）＜1 mol C（s，石墨），D错误。
3.25 ℃、1.01×105 Pa时，反应NaHCO3（s）＋HCl（aq） NaCl
（aq）＋CO2（g）＋H2O（l）　Δ H ＝＋31.4 kJ·mol－1能自发进行的
原因是（　　）
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减反应 D. 熵增效应大于能量效应
解析：　由所给的热化学方程式可知，该反应为熵增的吸热反
应，其中熵增是该反应能自发进行的原因。
4. 根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及自
发性，填表。
变化 Δ H Δ S 自发性
＞0
＞0
不能自发
＜0
＜0
自发
＜0
＞0
自发
＞0
＞0
不能自发
解析：先判断Δ H 的“＋”“－”，再由 S （g）＞ S （l）＞ S （s）
判断Δ S 的“＋”“－”，最后根据常温（298 K）判断Δ G ＝Δ H －
T Δ S 的“＋”“－”。
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
B. 自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的
反应
C. 自发反应在一定条件下才能实现
D. 自发反应在任何条件下都能实现
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解析：　同一物质： S （g）＞ S （l）＞ S （s），A错误； 反应能
否自发，是由熵变和焓变共同决定的，即Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0时，
反应能自发进行，故自发反应的熵不一定增大，也可能减小，B错
误；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具
体的条件，C正确，D错误。
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2. 下列变化过程中Δ H ＞0、Δ S ＞0的是（　　）
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解析：　A项，该过程中气体转化为液体，Δ S ＜0；B项，形成化
学键，为放热过程，Δ H ＜0；C项，该反应为化合反应，为放热反
应，Δ H ＜0，该反应气体分子数减小，Δ S ＜0；D项，该反应中固
体分解生成气体，气体分子数增加，Δ S ＞0，分解过程中吸收能
量，Δ H ＞0；选D。
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3. 2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）可用V2O5作催化剂，下列说法不
正确的是（　　）
A. 该反应的熵变Δ S ＜0
B. 该反应的的Δ H ＜0
C. 该反应在低温条件下能自发进行
D. 使用V2O5可以降低该反应的焓变
解析：　2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）为放热且熵减的反应，
在低温下能自发进行；V2O5不可以降低该反应的焓变，只能改变反
应速率，D错误。
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4. 下列说法正确的是（　　）
A. 凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B. 自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小
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解析：　不能仅仅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的，A项错误；自发
进行的反应，其现象不一定非常明显，非自发反应的熵不一定减
小，B项错误；根据反应C（s）＋CO2（g） 2CO（g）常温下不
能自发进行可知，该反应的Δ H － T Δ S ＞0，又知该反应Δ S ＞0，则
该反应的Δ H ＞0，C项正确；反应2Mg（s）＋CO2（g） C
（s）＋2MgO（s）能自发进行，则Δ H － T Δ S ＜0，因Δ S ＜0，则Δ
H ＜0，D项错误。
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5. 在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若
将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。
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不正确的是（　）
A. 此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化的过程，即
熵增大的过程
B. 此过程没有热量的吸收或放出
C. 此过程是自发可逆的
D. 此过程从有序到无序，混乱程度增大
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解析：　气体扩散过程是熵增大的过程，A、D正确；该过程不伴
随能量变化，B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以
逆过程不能自发进行，C不正确。
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6. 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（　　）
D. Δ H ＜0或Δ S ＞0的反应一定能自发进行
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解析：　反应SO3（g）＋H2O（l） H2SO4（l）的气体分子数
减少，该反应的Δ S ＜0，A错误；同一物质在固态时的熵值小于气
态时的熵值，B错误；反应2N2O5（g） 4NO2（g）＋O2（g）的
气体分子数增加，Δ S ＞0，又因为Δ H ＞0，Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0
时，反应能自发进行，因此该反应能否自发进行与温度有关，C正
确；Δ H ＜0且Δ S ＞0的反应一定能自发进行，D错误。
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7. 已知体系自由能变化Δ G ＝Δ H － T Δ S ，Δ G ＜0 时反应能自发进
行，两个氢化反应的Δ G 与温度的关系如图所示，下列说法正确的
是（　　）
A. 反应①的Δ S ＜0
B. 反应②在600 ℃时的反应速率很快
C. 温度大于1 000 ℃时，反应①能自发进行
D. 反应②的Δ H ＞0
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解析：　由图像分析可知：反应①随温度的升高，Δ G 逐渐减
小；反应②随温度的升高Δ G 逐渐增大，结合Δ G ＝Δ H － T Δ S
分析解答。反应①随温度的升高，Δ G 逐渐减小，则Δ S ＞0 ，A
错误；该题可以推测自发反应时的温度，但无法推测某温度时
的反应快慢，B错误；因Δ G ＜0 时，反应能自发进行，反应①
在温度大于1 000 ℃时Δ G ＜0 ，故此时反应①能自发进行，C正
确；根据数学知识可知，Δ H 为该图像的截距，而反应②的截距
小于0，故Δ H ＜0 ，D错误。
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8. 其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应 a A（g）＋B（g）
c C（g）的平衡的变化图像如下（图中 p 表示压强， T 表示温度， n
表示物质的量，α表示转化率），据
此分析下列说法正确的是（　　）
A. 在图像反应Ⅰ中，若 p1＞ p2，则此反应的Δ S ＞0
B. 在图像反应Ⅲ中，若 T3＞ T4，则该反应能自发进行
C. 在图像反应Ⅱ中，说明正反应为吸热反应
D. 由图像反应Ⅱ可知该反应在任意温度下均可自发
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解析：　在图像反应Ⅰ中，如果 p1＞ p2，相同温度下，增大压强，
平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率增大，说明平衡正向
移动，则 a ＋1＞ c ，即此反应的Δ S ＜0，A错误；在图像反应Ⅲ
中，同一温度下，增大压强，A的转化率不变，说明反应前后气体
计量数之和相等，则 a ＋1＝ c ，则反应前后熵不变，若 T3＞ T4，升
高温度，A的转化率降低，说明正反应是放热反应，所以Δ H ＜0，
Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0时，反应能自发进行，B正确；在图像反应Ⅱ
中，在 T1温度下先达到平衡，说明 T1＞ T2，升高温度，C的物质的
量减少，则平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即
该反应正向为放热反应，C错误；在图像反应Ⅱ中，无法确定化学反应的熵变，因此无法判断反应自发进行的条件，D错误。
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9. 汽车尾气（含烃类、CO、NO与SO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g），在298 K、100 kPa下，Δ H ＝－113 kJ·mol－1，Δ S ＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法错误的是（　　）
A. 该反应中反应物总能量高于生成物的总能量
B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件
C. 该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D. 汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
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解析：　由已知得反应为放热反应，且是熵减的反应，生成物的
总能量低于反应物的总能量，A正确；常温下，Δ H － T Δ S ＝－113
kJ·mol－1－298 K×（－145×10－3 kJ·mol－1·K－1）＝－69.79 kJ·mol－
1＜0，即该反应在常温下能自发进行，B错误，C正确；NO和CO会
与人体血红蛋白结合而使人中毒，D正确。
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10. 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（　　）
A. 步骤一中生成CaCO3的反应
为吸热反应
B. 步骤一中反应的Δ S ＞0
C. 步骤一与步骤二中的反应互为可逆反应
D. 步骤二的反应能否自发进行，与温度有关
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解析：　CaO和CO2化合生成CaCO3的反应为放热反应，A错误；
步骤一中反应为CaO和CO2化合生成CaCO3，为熵减的反应，Δ S ＜
0，B错误；步骤一和步骤二的反应条件不同，所以不互为可逆反
应，C错误；步骤二的反应CaCO3 CaO＋CO2↑为熵增的吸热
反应，若要使Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0，则高温有利于反应自发进
行，D正确。
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11. 地下水中的氮污染主要是由N 引起的， 人们对N 的转化进行
了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，
其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反
硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化
剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N ＋5H2 N2＋2OH
－＋4H2O。
（1）下列说法错误的是 （填字母）。
C　
A. 氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大
C. Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素
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解析： NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正
确；活泼金属易失去电子，酸性条件下N 具有强氧化性，
二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反
应的因素是反应物自身的性质，C项错误。
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（2）已知：2N ＋5H2 N2＋2OH－＋4H2O的 Δ H ＝＋ a
kJ·mol－1，Δ S ＝＋ b J·mol－1·K－1（ a 、 b 均为正值），该反
应 （填“能”“不能”或“无法判断是否
能”）自发进行。
解析：Δ H － T Δ S ＝ a － b ×10－3 T ，由于无法判断 a 和 b ×10－3 T
值的相对大小，故无法确定Δ H － T Δ S 是大于0还是小于0，所以
无法判断该反应是否能自发进行。
无法判断是否能　
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12. 已知在不同温度下，甲烷隔绝空气有可能发生如下两个裂解反
应：①CH4（g） C（s）＋2H2（g）；②2CH4（g） C2H2
（g）＋3H2（g）。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度
范围和最佳温度，查阅资料，得到如下热力学数据：
反应①的Δ H （298 K）＝＋74.848 kJ·mol－1，Δ S （298 K）＝＋
80.674 J·mol－1·K－1
反应②的Δ H （298 K）＝＋376.426 kJ·mol－1，Δ S （298 K）＝＋
220.211 J·mol－1·K－1
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已知上述反应的焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学回
答下列问题：
（1）反应①在 （填“高温”或“低温”）下能自发
进行。
解析：由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的熵增反应，只
有在高温下才会有Δ G ＝Δ H － T Δ S ＜0，所以反应①在高温
下能自发进行。
高温　
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（2）反应①能否自发进行是由 （填“焓变”或“熵
变”）决定的。
解析：因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有
利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行是由熵变决
定的。
熵变　
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（3）制取炭黑的允许温度范围是 。
解析：天然气裂解为炭黑时，Δ G ＝Δ H － T Δ S ＝74.848 kJ·mol－
1－80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1× T ＜0，得 T ＞927.8 K，即天然
气裂解为炭黑的最低温度为927.8 K。天然气裂解为乙炔时，Δ G
＝Δ H － T Δ S ＝376.426 kJ·mol－1－220.211×10－3 kJ·mol－1·K－1×
T ＜0，得 T ＞1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时，天然气会自
发裂解为乙炔和氢气。所以要制取炭黑，温度需控制在927.8～1
709.4 K之间。
927.8～1 709.4 K　
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（4）为了提高甲烷的炭化程度，下列温度最合适的是 （填字
母）。
A. 905.2 K B. 927 K
C. 1 273 K D. 2 000 K
C　
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13. （1）工业上合成甲醇的反应原理为CO（g）＋2H2（g） CH3OH
（g）　Δ H ，如表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常
数（ K ）。
温度 250 ℃ 300 ℃ 350 ℃
K 2.041 0.270 0.012
根据表中数据可判断Δ H 0（填“＞”“＝”或“＜”），在
（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行。
＜　
较
低　
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13
解析：由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温
度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即Δ H ＜0，根
据反应自发进行的判据：Δ H － T Δ S ＜0，得到在较低温度下有利
于该反应自发进行。
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（2）甲醇水蒸气重整制氢（SRM）过程发生的反应如下：
反应Ⅰ.CH3OH（g）＋H2O（g） CO2（g）＋3H2（g） Δ H1
反应Ⅱ.CH3OH（g） CO（g）＋2H2（g） Δ H2
反应Ⅲ.CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g） Δ H3
其对应的平衡常数分别为 K1、 K2、 K3，其中 K2、 K3随温度变化
如表所示：
温度 125 ℃ 225 ℃ 325 ℃
K2 0.553 5 185.8 9 939.5
K3 1 577 137.5 28.14
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请回答：
反应Ⅱ能够自发进行的条件是 （填“低温”“高温”或
“任何温度”），Δ H1 Δ H3（填“＞”“＜”或“＝”）。
解析：当温度增大时，反应Ⅱ的化学平衡常数 K2也增大，说明温
度升高有利于反应Ⅱ正向进行，则反应Ⅱ为吸热反应，其焓变Δ
H2＞0，反应Ⅱ为气体分子数增多的反应，随着反应进行，体系
混乱度增大，则反应Ⅱ的Δ S2＞0，所以反应Ⅱ自发进行的条件是
高温，反应Ⅱ可由反应Ⅰ－反应Ⅲ得到，根据盖斯定律，Δ H2＝Δ
H1－Δ H3，由于Δ H2＞0，所以Δ H1＞Δ H3。
高温　
＞　
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感谢欣赏
THE END

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