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第三节 化学反应的方向
题型01 自发过程与自发反应
题型02 化学反应的方向与焓变
题型03 化学反应的方向与熵变
题型04 复合判据判断化学反应进行方向
题型05 化学反应方向判据的应用
题型01 自发过程与自发反应
1.自发过程
自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就可以自动进行的过程，而且有方向性。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。
非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用，才能维持进行的过程。
①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。
②“自发”是一定条件下的自发，条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发”
③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，“非自发”也不代表不能发生。
2.自发反应
在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。
【典例1】化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰
C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰
【变式1-1】自发过程和自发反应
自发过程 自发反应
含义 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
举例 高山流水，自由落体 钢铁生锈
【变式1-2】下列属于非自发过程的是
A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解
C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰
【变式1-3】下列说法正确的是
A．冰→液态水→水蒸气，均属于自发过程
B．自发进行的反应一定迅速
C．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子百分数无关
D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率
题型02 化学反应的方向与焓变
焓判据：△H 0 的反应有自发进行的倾向，即 反应有自发进行的倾向；
△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O
焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
【典例2】下列有关化学反应的叙述一定正确的是
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．一个化学反应需要加热才能进行，该反应为吸热反应
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的化学反应的焓变
D．同温同压下，在光照和点燃条件下的不同
【变式2-1】自发进行的化学反应大多数是 反应，也有些是 反应。(填“吸热”或“放热”)
【变式2-2】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．自发反应的焓一定增大，非自发反应的焓一定减小
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
【变式2-3】P、S、X和Y分别代表标准状态下的具体物质，它们之间的能量变化与反应进程关系如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列说法正确是

A．在标准状态时，物质的焓：
B．和为催化剂，进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中：
C．反应达平衡所需时间：进程Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
D．反应平衡时的产率：进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
题型03 化学反应的方向与熵变
知识积累
熵(S)是用来描述 的物理量，用S表示。反应的熵变是指在一定条件下， ，单位是 。体系的无序程度 ，体系的熵值就 。
对于同一物质的不同状态，其熵值：气体 液体 固体
熵判据：体系的混乱度（即熵值） ， ΔS 0，反应有自发的倾向。
【典例3】下列反应中，熵显著增加的反应是
A．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C．C(s)+O2(g)=CO2(g)
D．2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)
【变式3-1】下列说法正确的是
A．自发进行的反应均是熵增反应
B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程
C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0
D．吸热反应一定不能自发进行
【变式3-2】下列说法中，正确的是
A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s)
B．固体溶解是一个熵减小的过程
C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程
D．能够自发进行的反应一定是放热反应
【变式3-3】根据所学知识和已有生活经验，指出下列反应能自发进行的温度条件是高温还是低温，并判断反应的、是大于零还是小于零。
(1)________
(2) ________
题型04 复合判据判断化学反应进行方向
知识积累
复合判据：△G = △H - T△S
△G = △H - T△S ＜ 0 反应 自发进行
△G = △H - T△S ＞ 0 反应 自发进行
△G = △H - T△S ＝ 0 反应达到平衡状态
△H △S △G 反应在该状况下能否自发进行
<0 >0 <0 进行
>0 <0 >0 进行
<0 <0 低温时<0，高温时>0 低温自发，高温不自发
>0 >0 低温时>0，高温时<0 低温不自发，高温自发
【典例4】下列有关化学反应自发性的说法中不正确的是
A．只能在高温下自发进行，则该反应的
B． ，该反应在任意温度下都可自发进行
C．在室温下不能自发进行，说明该反应的
D．常温下，能够自发进行，则该反应的
【变式4-1】已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是
A．熵增加且放热的反应一定是自发反应
B．非自发反应在任何条件下都不能发生
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
【变式4-2】下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是
A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行
C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应
D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0
【变式4-3】在700℃时，将水蒸气通入密闭容器中发生反应： ，时达到平衡，测得。下列说法正确的是
A．反应在低温下可自发进行 B．压缩体积可提高水蒸气的平衡转化率
C．增加碳的质量可提高该反应速率 D．反应达到平衡时
题型05 化学反应方向判据的应用
知识积累
H < 0 有利于反应自发进行,但自发反应不一定要 H < 0
很多自发的化学反应都是熵增的过程，即ΔS＞0；但有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0
故判断反应是否自发，需要综合焓判据、熵判据。
【典例5】工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。在C和O2的反应体系中发生如下反应：
反应ⅠC(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-394kJ·mo1-l
反应Ⅱ2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ·mo1-l
反应Ⅲ2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3
设y=△H-T△S，反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的y随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A．反应Ⅲ低温能自发进行，高温下不能自发进行
B．图中对应于反应Ⅱ的线条是a
C．一定温度下，增大压强，O2浓度增大，说明在此条件下反应Ⅱ变化的幅度小于反应Ⅲ变化的幅度
D．一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比增大
【变式5-1】下列说法正确的是
A．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B．冶铁时将铁矿石粉碎是为了改变化学反应速率
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂能加快反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
【变式5-2】甲烷重整制合成气，体系中主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
各反应平衡常数与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是
A．两个反应均为吸热反应
B．体系温度高于1000K时，升温对反应Ⅰ的平衡影响更大
C．理论上，反应Ⅱ只有在低温下可自发进行
D．1000K时，反应的平衡常数
【变式5-3】焦炭常用于冶炼工业。已知反应①为，反应②为，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是
A．反应②的，
B．对应反应①
C．是两个反应主次趋势变化的转折点
D．当温度高于时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成为主
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第三节 化学反应的方向
题型01 自发过程与自发反应
题型02 化学反应的方向与焓变
题型03 化学反应的方向与熵变
题型04 复合判据判断化学反应进行方向
题型05 化学反应方向判据的应用
题型01 自发过程与自发反应
1.自发过程
自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就可以自动进行的过程，而且有方向性。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。
非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用，才能维持进行的过程。
①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。
②“自发”是一定条件下的自发，条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发”
③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，“非自发”也不代表不能发生。
2.自发反应
在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。
【典例1】化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是
A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰
C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰
【答案】D
【详解】A．墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A不符合题意；
B．水的凝固点为0℃，水在常温下是液体，水在0℃以下结为冰，是自发进行的物理变化，B不符合题意；
C．水从高处往低处流，是能量降低的过程，是自发进行的变化，C不符合题意；
D．石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程不是自发进行的，D符合题意；
故选D。
【变式1-1】自发过程和自发反应
自发过程 自发反应
含义 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
举例 高山流水，自由落体 钢铁生锈
【答案】 不需借助外力 自发 方向性 不能自发
【详解】自发过程的含义是在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程，自发反应的含义是在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应；二者的特征是具有方向性，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。
【变式1-2】下列属于非自发过程的是
A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解
C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰
【答案】D
【详解】A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；
B．蔗糖在水中溶解常温下可自发进行，故B不选；
C．常温下天然气燃烧生成二氧化碳和水，反应放热ΔH＜0，△S＜0，ΔH-T△S＜0，属于自发进行的过程，故C不选；
D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应，故D选；
答案选D。
【变式1-3】下列说法正确的是
A．冰→液态水→水蒸气，均属于自发过程
B．自发进行的反应一定迅速
C．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子百分数无关
D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率
【答案】C
【详解】A．冰→液态水→水蒸气，不属于自发过程，A错误；
B．反应能否自发进行取决于焓变和熵变，与反应速率无关，自发反应，反应速率可能快也可能慢，B错误；
C．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，C正确；
D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，D错误；
故选C。
题型02 化学反应的方向与焓变
焓判据：△H < 0 的反应有自发进行的倾向，即 放热 反应有自发进行的倾向；
△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O
焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
【典例2】下列有关化学反应的叙述一定正确的是
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．一个化学反应需要加热才能进行，该反应为吸热反应
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的化学反应的焓变
D．同温同压下，在光照和点燃条件下的不同
【答案】C
解析：A．放热反应有利于反应的自发进行，但是不一定所有的放热反应都是自发反应，吸热反应也不一定都不能自发进行，如碳酸氢铵分解等就是自发进行的吸热反应，A错误；
B．吸热反应实质是反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，与反应条件无关，B错误；
C．反应的焓变与 变化过程无关，只与初始和终了状态有关，对某些难以直接测量的反应焓变，可以根据盖斯定律设计过程利用已知反应焓变计算，C正确；
D．根据盖斯定律，反应的焓变只与始态和终态有关，与过程无关，所以这两个条件下，反应△H相同，D错误；
故答案为：C。
【变式2-1】自发进行的化学反应大多数是 反应，也有些是 反应。(填“吸热”或“放热”)
【答案】 放热 吸热
【详解】放热反应有利于反应的自发进行，有些吸热反应也能自发进行，因此焓变不是判断反应能否自发进行的唯一依据，故答案为：放热；吸热。
【变式2-2】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．自发反应的焓一定增大，非自发反应的焓一定减小
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
【答案】C
【详解】A．放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，故A错误；
B．有的放热反应是自发反应，也有吸热反应是自发反应，自发反应的焓不一定增大，非自发反应的焓也不一定减小，故B错误；
C．反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)的ΔS＞0，但在常温下不能自发进行，则表明该反应的△H＞0，故C正确；
D．该反应能自发进行，则△G=△H-T△S＜0，该反应△S＜0，要使该反应△G=△H-T△S＜0，△H＜0，故D错误。
答案选C。
【变式2-3】P、S、X和Y分别代表标准状态下的具体物质，它们之间的能量变化与反应进程关系如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列说法正确是

A．在标准状态时，物质的焓：
B．和为催化剂，进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中：
C．反应达平衡所需时间：进程Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
D．反应平衡时的产率：进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
【答案】D
【详解】A．由图可知，进程Ⅰ为放热反应，在标准状态时，物质的焓：S＞P，故A错误；
B．催化剂不影响反应热的大小，X和Y为催化剂，故进程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中：ΔH1=ΔH2=ΔH3＜0，故B错误；
C．反应活化能越低，反应则越快，反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能，则反应S P达平衡所需时间：Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ，故C错误；
D．催化剂不能使平衡发生移动，故反应S P平衡时生成P的量一样多，则平衡时P的产率：进程Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ，故D正确；
故选：D。
题型03 化学反应的方向与熵变
知识积累
熵(S)是用来描述 体系混乱度 的物理量，用S表示。反应的熵变是指在一定条件下， 反应产物的总熵和反应物总熵之差 ，单位是 J·mol-1 ·K－1 。体系的无序程度 越大 ，体系的熵值就 越大 。
对于同一物质的不同状态，其熵值：气体 > 液体 > 固体
熵判据：体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS ＞ 0，反应有自发的倾向。
【典例3】下列反应中，熵显著增加的反应是
A．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C．C(s)+O2(g)=CO2(g)
D．2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)
【答案】B
解析：A．反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的气体体积减小的反应，所以该反应是熵显著减小的反应，A错误；
B．反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑是气体体积增大的反应，故该反应是熵显著增大的反应，B正确；
C．反应C(s)+O2(g)=CO2(g)是气体体积不变的反应，故该反应是熵不变的反应，C错误；
D．反应2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)是气体体积减小的反应，故该反应是熵减少的反应，D错误；
故合理选项是B。
【变式3-1】下列说法正确的是
A．自发进行的反应均是熵增反应
B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程
C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0
D．吸热反应一定不能自发进行
【答案】B
【详解】A．自发进行的化学反应是指在给定条件下，不需要外力作用就能自动进行的反应，但不一定是熵增反应，A不正确；
B．蔗糖在水中溶解时，温度变化不大，但熵值增大，则是一个自发过程，B正确；
C．NaHCO3固体受热分解，生成Na2CO3固体、CO2气体和水蒸气，则该过程：△S＞0，C不正确；
D．熵值增大的吸热反应，在高温下也能自发进行，D不正确；
故选B。
【变式3-2】下列说法中，正确的是
A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s)
B．固体溶解是一个熵减小的过程
C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程
D．能够自发进行的反应一定是放热反应
【答案】A
【详解】A．同一物质气态时的熵值最大，液态时的次之，固态时的最小，A正确；
固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误；
能够自发进行的反应不一定是熵增加的过程，要考虑焓变，C错误；
能够自发进行的反应可能是吸热反应，如，在高温下，可自发进行，D错误；
故选A。
【变式3-3】根据所学知识和已有生活经验，指出下列反应能自发进行的温度条件是高温还是低温，并判断反应的、是大于零还是小于零。
(1)________
(2) ________
【答案】(1)高温能自发；>0；>0
(2)低温能自发；<0；<0
解析：（1）为分解反应，属于吸热反应，反应>0，反应过程中气体的物质的量增大，为熵增反应，即>0，若要使，则需要高温条件，故答案为：高温能自发；>0；>0。
（2）为化合反应，属于放热反应，反应<0，反应过程中气体的物质的量减小，为熵减反应，即<0，若要使，则需要低温条件，故答案为：低温能自发；<0；<0。
题型04 复合判据判断化学反应进行方向
知识积累
复合判据：△G = △H - T△S
△G = △H - T△S ＜ 0 反应 能 自发进行
△G = △H - T△S ＞ 0 反应 不能 自发进行
△G = △H - T△S ＝ 0 反应达到平衡状态
△H △S △G 反应在该状况下能否自发进行
<0 >0 <0 自发进行
>0 <0 >0 不自发进行
<0 <0 低温时<0，高温时>0 低温自发，高温不自发
>0 >0 低温时>0，高温时<0 低温不自发，高温自发
【典例4】下列有关化学反应自发性的说法中不正确的是
A．只能在高温下自发进行，则该反应的
B． ，该反应在任意温度下都可自发进行
C．在室温下不能自发进行，说明该反应的
D．常温下，能够自发进行，则该反应的
【答案】C
【分析】利用吉布斯自由能 G=ΔH- S<0，反应能够自发进行；
解析：A. SiO2(s)＋2C(s)= Si(s)＋2CO(g)的 S>0，若只能在高温下自发进行，则表明反应吸热，即该反应的ΔH>0，A正确；
B. 反应的 S>0、，则该反应在任意温度下都可自发进行，B正确；
C. BaSO4(s)＋4C(s)= BaS(s)＋4CO(g) 的 S>0，在室温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C错误；
D. 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C。
【变式4-1】已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是
A．熵增加且放热的反应一定是自发反应
B．非自发反应在任何条件下都不能发生
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
【答案】A
解析：A．熵增加△S＞0，且放热△H＜0，反应△H-T△S＜0一定是自发反应，故A正确；
B．非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸电解下反应，故B错误；
C．熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，故C错误；
D．吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，故D错误；
故选：A。
【变式4-2】下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是
A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行
C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应
D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0
【答案】C
【详解】A．在室温下分解产生氨气等气体，体系中气体分子数增多，混乱度增大，即熵增大，根据熵增原理，该反应能自发进行，A选项正确；
B．反应是气体分子数减少的反应，即熵减反应（），根据自发反应的判断公式（反应自发进行），要使，在（该反应为放热反应）的情况下，低温时较小，更有利于，即低温更有利于反应自发进行，B选项正确；
C．钠和水在常温下能自发反应，该反应是放热反应，但自发反应与反应是放热还是吸热没有必然的因果关系，有些吸热反应在一定条件下也能自发进行，不能仅根据反应能自发进行就判定一定是放热反应 ，C选项错误；
D．对于反应，该反应是气体分子数增多的反应，熵增（），低温下不能自发进行，即低温时，因为，T为低温，所以只有时才满足条件，D选项正确；
综上所述，正确答案是Ｃ。
【变式4-3】在700℃时，将水蒸气通入密闭容器中发生反应： ，时达到平衡，测得。下列说法正确的是
A．反应在低温下可自发进行 B．压缩体积可提高水蒸气的平衡转化率
C．增加碳的质量可提高该反应速率 D．反应达到平衡时
【答案】D
【详解】A．该反应为正向气体体积增大的反应，即，根据吉布斯自由能，，，高温下，反应自发进行，A错误；
B．该反应为正向气体体积增大的反应，压缩体积，增大压强，平衡逆向进行，水蒸气的平衡转化率减小，B错误；
C．碳为固体，改变碳的用量对反应速率无影响，C错误；
D．根据三段式，
，
所以，D正确；
故选D。
题型05 化学反应方向判据的应用
知识积累
H < 0 有利于反应自发进行,但自发反应不一定要 H < 0
很多自发的化学反应都是熵增的过程，即ΔS＞0；但有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0
故判断反应是否自发，需要综合焓判据、熵判据。
【典例5】工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。在C和O2的反应体系中发生如下反应：
反应ⅠC(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-394kJ·mo1-l
反应Ⅱ2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ·mo1-l
反应Ⅲ2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3
设y=△H-T△S，反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的y随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A．反应Ⅲ低温能自发进行，高温下不能自发进行
B．图中对应于反应Ⅱ的线条是a
C．一定温度下，增大压强，O2浓度增大，说明在此条件下反应Ⅱ变化的幅度小于反应Ⅲ变化的幅度
D．一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比增大
【答案】D
解析：A．由盖斯定律可知，反应Ⅲ的焓变△H3=2△H1-△H2=-222 kJ·mo1-l，反应为放热熵增反应，对应线条为a，故高温下也能自发进行，A错误；
B．反应Ⅱ为放热熵减的反应，反应在低温下溶液进行，故图中对应于反应Ⅱ的线条是c，B错误；
C．一定温度下，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，对于反应III平衡逆向移动，O2浓度增大，导致CO浓度减小，对于反应II是CO浓度减小导致的变化大于压强的影响，故氧气浓度增加，C错误；
D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，对应线条为b；一定压强下，随着温度的升高，，三个平衡逆向移动，反应Ⅱ焓变绝对值更大，受温度影响更大，故二氧化碳减小，一氧化碳增加，气体中CO与CO2的物质的量之比增大，D正确；
故选D。
【变式5-1】下列说法正确的是
A．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B．冶铁时将铁矿石粉碎是为了改变化学反应速率
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂能加快反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
【答案】B
【详解】A．化学反应的焓变和熵变共同决定反应方向，A错误；
B．将铁矿石粉碎，可增大接触面积，可加快反应速率，B正确；
C．只与温度有关，与压强无关，压强改变时不变，C错误；
D．使用催化剂能加快反应速率，原因是降低了反应物的活化能，使活化分子数目增大，D错误；
故选B。
【变式5-2】甲烷重整制合成气，体系中主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
各反应平衡常数与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是
A．两个反应均为吸热反应
B．体系温度高于1000K时，升温对反应Ⅰ的平衡影响更大
C．理论上，反应Ⅱ只有在低温下可自发进行
D．1000K时，反应的平衡常数
【答案】BC
【详解】A．由图可知，升高温度，平衡常数均变大，说明平衡正向移动，反应均为吸热反应，A正确；
B．由图可知，体系温度高于1000 K时，升温反应Ⅰ曲线变化程度较小，故升温对反应Ⅱ的平衡影响更大，B错误；
C．反应Ⅱ为吸热的熵增反应，故根据反应自发进行，理论上反应Ⅱ在高温下可自发进行，C错误；
D．据盖斯定律可知，反应Ⅱ-反应Ⅰ得到反应，1000 K时，反应Ⅰ、反应Ⅱ的K值相等，则反应的平衡常数，D正确；
故选BC。
【变式5-3】焦炭常用于冶炼工业。已知反应①为，反应②为，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是
A．反应②的，
B．对应反应①
C．是两个反应主次趋势变化的转折点
D．当温度高于时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成为主
【答案】D
【分析】反应①的，则，所以斜率小于0，对应反应①，L1对应反应②，据此回答。
【详解】A．反应②生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以，则，根据，因为能满足，所以，A项正确；
B．反应①的，则，所以斜率小于0，对应反应①，B项正确；
C．越小，说明它能够反应的趋势更大，时两反应的相等，之后两反应的大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以是反应趋势变化的转折点，C项正确；
D．当温度高于时，的更小，所以以反应①生成为主，D项错误；
故答案选D。
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