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教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
教习目标 1.了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。
重点和难点 重点：焓判据与熵判据。 难点：焓减、熵增与化学反应方向的关系。
◆知识点一 自发过程与自发反应
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下，_____________，就能自发进行的过程。
（2）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__________。
（3）举例：高山流水，自由落体，冰雪融化，电流总是从电势高的地方向电电势低的地方流动，钢铁生锈。
2．自发反应
（1）含义：在温度和压强一定的条件下__________就能自发进行的反应称为自发反应。
（2）特点：
①体系趋向于从_____状态转变为_____状态(体系_____热量)。
②在密闭条件下，体系有从_____转变为_____的倾向性(无序体系更加稳定)。
（3）举例：钢铁生锈，Zn与CuSO4溶液反应生成Cu。
即学即练
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
2．下列反应属于非自发反应的是(　　)
A．钠与水反应
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
◆知识点二 焓变与反应方向
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_____(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是__________(能量判据)。
2.焓变与化学反应进行方向的关系
（1）多数放热反应是自发进行的。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。
结论：反应的焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
◆知识点三 熵变与反应方向
1.混乱度与自发过程
（1）H2与Cl2的扩散实验
实验操作及现象：如图所示，两个广口瓶中分别盛有
H2与Cl2，开始时中间用玻璃片隔开，当抽掉玻璃片后，
可观察到盛放Cl2的瓶内气体颜色逐渐变浅，而盛放H2
的瓶内显现出浅黄绿色，最后两瓶中气体颜色相同。
原因解释：不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发地混合均匀，体系的混乱度。
（2）硝酸铵溶于水
溶解前 溶解后
NH4+和NO3-在硝酸铵 NH4+和NO3-在水溶液
晶体中有序排列 中自由移动
（3）结论：上述过程均是自发地从混乱度_____（有序）向混乱度_____（无序）的方向进行。
2.熵
（1）定义：在密闭体系条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称为_____。符号为_____。常用单位为J/（mol·K）
（2）实质：熵是衡量体系_____大小的物理量。熵值越大，体系的混乱度越_____。
（3）影响熵大小的因素
A.同一条件下，不同的物质熵值不同；
B.同一物质的熵值与其存在状态有关，如对相同量的同一物质而言：S（g）＞S（l）；
C.与物质的量的关系：同一条件下，物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
3.熵变
（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为_____
反应熵变（△S）=____________________
（2）熵变规律：对于有气体参加的反应（气体可以是反应物也可以是生成物）且气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵_____的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵_____的反应。
4.熵判据
（1）定义
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于0，这个原理称为_____原理。在用来判断反应过程的方向时称为熵判据。
自发反应与熵变的关系
许多熵增大的反应在常温常压下可以自发进行；少数熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。说明反应的熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
即学即练
1.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
2.已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)
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
◆知识点四 化学反应进行的方向
1.正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的意义。在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。判断反应自发进行的方向时应综合考虑焓变和熵变。即使用复合判据：ΔG＝__________
ΔG<0时，反应_____自发进行；
ΔG＝0时，反应处于_____状态；
ΔG>0时，反应_____自发进行。
2.温度对反应进行方向的影响
当△H＜0，△S＞0时，化学反应在任何温度下都能自发进行；
当△H＞0，△S＜0时，化学反应在任何温度下都不能自发进行；
当△H＞0，△S＞0时，化学反应在高温下能自发进行；
当△H＜0，△S＜0时，化学反应在低温下都能自发进行。
即学即练
1.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|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列选项正确的是(　　)
A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0
C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0
右进行，因此该反应的反应热ΔH＞0，故选A。
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＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1
一、自由能与化学反应
1.自由能
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(符号为△G，单位为kJ·mol-1)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响:ΔG＝ΔH－TΔS
2.自由能与化学反应进行方向的关系
ΔG<0时，反应_____自发进行；
ΔG＝0时，反应处于_____状态；
ΔG>0时，反应_____自发进行。
3.象限法判断化学反应进行的方向
4.正确理解复合判据判断化学反应进行方向的方法
（1）判据ΔG＝ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
（2）反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。
（3）判据ΔH－TΔS<0说明在一定温度和压强下反应有自发进行的趋势，不能说明在该条件下反应能否实际发生。反应能否发生还要看具体反应条件。
实践应用
1.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ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)(　　)
A．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
2.下列反应中，一定不能自发进行的是(　　)
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ·mol－1　ΔS＝＋1 110 J·mol－1·K－1
B．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH＝＋110.05 kJ·mol－1　ΔS＝－89.36 J·mol－1·K－1
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)==4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol－1　ΔS＝－280.3 J·mol－1·K－1
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.30 kJ·mol－1　ΔS＝＋184.05 J·mol－1·K－1
考点一 焓判据的应用
【例1】下列不能用焓判据解释的自发进行的过程是（ ）
A.铁在潮湿空气中生锈 B.天然气的燃烧
C.铜在潮湿空气中产生铜绿 D.NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生NH3
【变式1-1】实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是（ ）
所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
考点二 熵变与熵判据
【例2】下列说法完全正确的是（ ）
自发进行的反应均是熵增反应
ΔS 为正值的反应均能自发进行
C.物质的量增加的反应，ΔS为正值
D.CaCO3(s)受热分解为 CaO(s)和 CO2(g)的过程ΔS>0
3
【变式2-1】下列过程不能用熵判据判断的是（ ）
氯化铵与氢氧化钡晶体混合研，很快会闻到刺激性气味
B.冬天一杯热水很快变冷
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的几率大
考点三 复合判据的应用
【例3】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
【变式3-1】某反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为(　　)
A．ΔH＜0、ΔS＞0 B．ΔH＜0、ΔS＜0
C．ΔH＞0、ΔS＞0 D．ΔH＞0、ΔS＜0
【变式3-2】下列对化学反应预测正确的是
选项 化学反应方程式 已知条件 预测
A M(s)=X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应
B W(s)＋xG(g)=2Q(g) ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3
C 4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH>0
基础达标
1．下列反应属于非自发反应的是
A．钠与水反应 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
2.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．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
3.下列说法正确的是
A．吸热反应不可以自发进行
B．同种物质固态时，熵值最大
C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程
D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的
4.下列过程属非自发的是
A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰
C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．加热铁棒一端，热量传向另一端
5.以下说法中正确的是
A．所有 H<0的反应均是自发反应
B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程
C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程
D．自发进行的反应一定能迅速进行
6.以下判断正确的是
A．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1，该反应低温才能自发
B．通常化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行，所以△S＞0时反应必能自发
C．常温下，反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
D．化学反应的速率越大，表明反应的活化能越小，故反应进行的程度就越大
7.下列说法正确的是
A．自发进行的反应不需要任何条件，就可以发生反应
B．的反应一定能自发进行
C．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数
D．反应，若正反应的活化能为 kJ mol，逆反应的活化能为 kJ mol，则 kJ mol
8.下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行
B． ，能自发进行的原因是＞0
C．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据
D．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.下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行
B． ，能自发进行的原因是＞0
C．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据
D．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
10.下列反应在任何温度下都不能自发进行的是
A． B．
C． D．
综合应用
11.实现“节能减排”和“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(　　)
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0
12.下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中正确的是
A．，平衡时若增加A的物质的量，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，正反应速率增大，平衡正向移动
B．在常温下能自发进行，则该反应的
C．对于反应，起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n%，此时若给体系加压则A的体积分数不变
D．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下发生分解反应：，的体积分数不再改变，则反应已达平衡
13.在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)??NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　)
A．已达到平衡状态
B．未达到平衡状态，反应正向进行
C．未达到平衡状态，反应逆向进行
D．无法确定
14.已知反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－43 kJ·mol－1，在850 ℃时K＝1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是(　　)
A．900 ℃时，该反应的平衡常数K<1
B．850 ℃时，若x＝5.0，则起始时反应向逆反应方向进行
C．850 ℃达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动
D．850 ℃时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x<3.0
15.的催化氧化是生产硫酸的重要工艺之一，其反应为，下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下均能自发进行
B．加入催化剂，该反应的保持不变
C．压缩容器体积，活化分子百分数增大
D．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
16.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CO(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
拓展培优
17.闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是
A．在1 000 ℃时，此反应能自发进行
B．在1 000 ℃时，此反应不能自发进行
C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K
18.灰锡结构松散，不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0℃、100kPa环境下存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用呢？(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为，，当时能自发反应)
A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变
19.已知：CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为：
该反应的历程分为如下两步：
反应①： (快反应)
反应②： (慢反应)
下列说法正确的是
A．反应①的活化能反应②的活化能
B．相比于提高，提高对主反应速率影响更大
C．将液化分离，可以提高反应物的转化率
D．若反应①的，则该反应自发进行的最高温度T＝1125K
20.在电子工业中，清洗硅片上的的反应是
设和不随温度变化，则此反应能自发进行的最高温度为
A． B． C． D．
21.化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据。
化学反应 AH/kJ·mol—1
① -98 57.2
② 393.5 -2.86
③ -176 -285
（1）根据表中数据可知：反应①在 下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
（2）有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？ (填“是”或“否”)。阐述判断的理由 。
（3）利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围 。(写出过程)
1教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
教习目标 1.了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。
重点和难点 重点：焓判据与熵判据。 难点：焓减、熵增与化学反应方向的关系。
◆知识点一 自发过程与自发反应
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程。
（2）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。
（3）举例：高山流水，自由落体，冰雪融化，电流总是从电势高的地方向电电势低的地方流动，钢铁生锈。
2．自发反应
（1）含义：在温度和压强一定的条件下无需借助外力就能自发进行的反应称为自发反应。
（2）特点：
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
（3）举例：钢铁生锈，Zn与CuSO4溶液反应生成Cu。
即学即练
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
◆知识点二 焓变与反应方向
1.放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，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）多数放热反应是自发进行的。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。
结论：反应的焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
◆知识点三 熵变与反应方向
1.混乱度与自发过程
（1）H2与Cl2的扩散实验
实验操作及现象：如图所示，两个广口瓶中分别盛有
H2与Cl2，开始时中间用玻璃片隔开，当抽掉玻璃片后，
可观察到盛放Cl2的瓶内气体颜色逐渐变浅，而盛放H2
的瓶内显现出浅黄绿色，最后两瓶中气体颜色相同。
原因解释：不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发地混合均匀，体系的混乱度增加。
（2）硝酸铵溶于水
溶解前 溶解后
NH4+和NO3-在硝酸铵 NH4+和NO3-在水溶液
晶体中有序排列 中自由移动
（3）结论：上述过程均是自发地从混乱度小（有序）向混乱度大（无序）的方向进行。
2.熵
（1）定义：在密闭体系条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称为熵。符号为S。常用单位为J/（mol·K）
（2）实质：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。熵值越大，体系的混乱度越大。
（3）影响熵大小的因素
A.同一条件下，不同的物质熵值不同；
B.同一物质的熵值与其存在状态有关，如对相同量的同一物质而言：S（g）＞S（l）；
C.与物质的量的关系：同一条件下，物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
3.熵变
（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为△S
反应熵变（△S）=生成物总熵-反应物总熵
（2）熵变规律：对于有气体参加的反应（气体可以是反应物也可以是生成物）且气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵增大的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小的反应。
4.熵判据
（1）定义
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于0，这个原理称为熵增原理。在用来判断反应过程的方向时称为熵判据。
自发反应与熵变的关系
许多熵增大的反应在常温常压下可以自发进行；少数熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。说明反应的熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
即学即练
1.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。
2.已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)
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。
◆知识点四 化学反应进行的方向
1.正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的意义。在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。判断反应自发进行的方向时应综合考虑焓变和熵变。即使用复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS
ΔG<0时，反应能自发进行；
ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
ΔG>0时，反应不能自发进行。
2.温度对反应进行方向的影响
当△H＜0，△S＞0时，化学反应在任何温度下都能自发进行；
当△H＞0，△S＜0时，化学反应在任何温度下都不能自发进行；
当△H＞0，△S＞0时，化学反应在高温下能自发进行；
当△H＜0，△S＜0时，化学反应在低温下都能自发进行。
即学即练
1.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|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列选项正确的是(　　)
A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0
C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0
【答案】A
【解析】该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明ΔH－TΔS一定小于0，根据方程式可知该反应的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，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ΔH＞0，故选A。
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＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1
【答案】D
【解析】反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。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，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，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，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。
一、自由能与化学反应
1.自由能
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(符号为△G，单位为kJ·mol-1)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响:ΔG＝ΔH－TΔS
2.自由能与化学反应进行方向的关系
ΔG<0时，反应能自发进行；
ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
ΔG>0时，反应不能自发进行。
3.象限法判断化学反应进行的方向
4.正确理解复合判据判断化学反应进行方向的方法
（1）判据ΔG＝ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
（2）反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。
（3）判据ΔH－TΔS<0说明在一定温度和压强下反应有自发进行的趋势，不能说明在该条件下反应能否实际发生。反应能否发生还要看具体反应条件。
实践应用
1.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ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)(　　)
A．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ΔH－TΔS＜0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ΔH－TΔS值的问题。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。
2.下列反应中，一定不能自发进行的是(　　)
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03 kJ·mol－1　ΔS＝＋1 110 J·mol－1·K－1
B．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH＝＋110.05 kJ·mol－1　ΔS＝－89.36 J·mol－1·K－1
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)==4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol－1　ΔS＝－280.3 J·mol－1·K－1
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)==CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.30 kJ·mol－1　ΔS＝＋184.05 J·mol－1·K－1
【答案】B
【解析】依据反应自发的判据：ΔH－TΔS＜0进行判断。A项，ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应都能自发进行，不符合题意；B项，ΔH＞0，ΔS＜0，所有温度下反应都不能自发进行，符合题意；C项，ΔH＜0，ΔS＜0，在低温下反应能自发进行，不符合题意；D项，ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下反应能自发进行，不符合题意。
考点一 焓判据的应用
【例1】下列不能用焓判据解释的自发进行的过程是（ ）
A.铁在潮湿空气中生锈 B.天然气的燃烧
C.铜在潮湿空气中产生铜绿 D.NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生NH3
【答案】D
【解析】铁在潮湿空气中能自发产生铁锈，该反应的ΔH<0，是能用焓判据解释的自发过程，A错误;天然气燃烧生成 CO2和水，该反应的 ΔH<0，是能用焓判据解释的自发过程，B错误;铜在潮湿空气中能自发产生铜绿，该反应的 ΔH<0，是能用焓判据解释的自发过程，C错误;NH4Cl与BBa(OH)2·8H2O反应吸热，ΔH>0，是不能用焓判据解释的自发过程，D正确。
【变式1-1】实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是（ ）
所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
【答案】C
考点二 熵变与熵判据
【例2】下列说法完全正确的是（ ）
自发进行的反应均是熵增反应
ΔS 为正值的反应均能自发进行
C.物质的量增加的反应，ΔS为正值
D.CaCO3(s)受热分解为 CaO(s)和 CO2(g)的过程ΔS>0
【答案】D
【解析】反应的自发性由熵变和焓变共同决定，A错误;熵变与反应的自发性有关，但不能独立地作为反应能否自发进行的判据，即增反应不一定能自发进行，B错误:物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即 S 不一定为正值，如2H2S(g)+O2(g)=2H2O（1）+2S(s)，C错误;CaCO3(s)受热分解产生了气体，该反应为熵增反应，D正确。
【变式2-1】下列过程不能用熵判据判断的是（ ）
氯化铵与氢氧化钡晶体混合研，很快会闻到刺激性气味
B.冬天一杯热水很快变冷
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律地混乱排列的几率大
【答案】B
考点三 复合判据的应用
【例3】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
【答案】C
【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)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。
【变式3-1】某反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为(　　)
A．ΔH＜0、ΔS＞0 B．ΔH＜0、ΔS＜0
C．ΔH＞0、ΔS＞0 D．ΔH＞0、ΔS＜0
【答案】C
【解析】由ΔG＝ΔH－TΔS＜0能自发知，高温自发，低温不自发的为ΔH＞0、ΔS＞0。
【变式3-2】下列对化学反应预测正确的是
选项 化学反应方程式 已知条件 预测
A M(s)=X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应
B W(s)＋xG(g)=2Q(g) ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3
C 4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH>0
【答案】B
【解析】A．反应中气体分子数增大，则ΔS＞0，又因ΔH＞0，则反应高温自发，A错误；B．反应ΔH＜0，且能自发进行，则可能ΔS＞0、ΔS＝0或ΔS＜0，反应中气体分子数可能增大、不变或减小，B正确；C．反应中气体分子数增大，ΔS＞0，又反应能自发，则ΔH＞0、ΔH＝0或ΔH＜0都有可能，C错误；D．反应中气体分子数减小，ΔS＜0，又常温自发，则必有ΔH＜0，D错误；故选B。
基础达标
1．下列反应属于非自发反应的是
A．钠与水反应 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
【解析】A．钠与水在常温下能够发生反应，A错误；B．虽然需要点燃或加热，但反应一旦发生，就能自发地进行下去，B错误；C．水分解变成氢气和氧气需要持续不断的通电，所以水分解变成氢气和氧气是非自发的反应，C正确；D．氨气与氯化氢相遇变成氯化铵，在常温条件下能够发生，D错误； 故选C。
2.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．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
【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。
3.下列说法正确的是
A．吸热反应不可以自发进行
B．同种物质固态时，熵值最大
C．能够自发进行的反应一定是熵增的过程
D．铁在潮湿的空气中生锈的过程是自发的
【答案】D
【解析】A．吸热反应有时也可以自发进行，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，在常温下能够自发进行，A错误；
B．同种物质的熵值大小：气态＞液态＞固态，因此同种物质固态时，熵值最小，气态时熵值最大，B错误；
C．反应自发进行的条件是△H-T△S＜0，反应能否自发进行与焓变、熵变和反应温度有关，能够自发进行的反应不一定是熵增的过程，只有满足△H-T△S＜0的过程才是自发的，C错误；
D．铁在潮湿空气中生锈，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，是自发进行的放热反应，D正确；
故合理选项是D。
4.下列过程属非自发的是
A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰
C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．加热铁棒一端，热量传向另一端
【答案】B
【解析】A．水由高处向低处流势能减小，自发进行，A不符合题意；B．水结成冰这个变化，虽然是放热的，但是同时也是熵减的，因此必须在某一温度（0°C）以下才能自发进行，室温下不能自发进行，B符合题意；C．气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程，C不符合题意；D．加热铁棒一端，热量传向另一端是自发过程，D不符合题意；故选B。
5.以下说法中正确的是
A．所有 H<0的反应均是自发反应
B．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程
C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程
D．自发进行的反应一定能迅速进行
【答案】C
【解析】A．高温条件下熵减的放热反应的 H—T S＞0，反应不能自发进行，故A错误；
B．高锰酸钾受热分解生成氧气的反应是一个熵增的反应，故B错误；
C．冰在室温下自动熔化成水是一个混乱度增大的熵增的过程，故C正确；
D．反应能否自发进行与反应速率无关，则自发进行的反应不一定能迅速进行，如氢气和氧气在常温下化合成水是一个自发反应，但是反应速率非常慢，实际上是不能发生的，故D错误；
故选C。
6.以下判断正确的是
A．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1，该反应低温才能自发
B．通常化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行，所以△S＞0时反应必能自发
C．常温下，反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
D．化学反应的速率越大，表明反应的活化能越小，故反应进行的程度就越大
【答案】C
【解析】A．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1，该反应△S>0，△H>0，根据吉布斯自由能判断该反应高温才能自发，A错误；B．通常化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行，但一个反应是否自发进行还要结合△H判断，所以△S＞0时反应未必能自发，B错误；C．常温下，反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行，因其熵变△S>0判断自发，则该反应的焓变判断不能自发，即ΔH＞0，C正确；D．化学反应的速率越大，表明反应的活化分子浓度越大，活化能决定活化分子能量大小，反应进行的程度表示平衡达到的状态，反应速率决定达到平衡的时间，D错误；故选C。
7.下列说法正确的是
A．自发进行的反应不需要任何条件，就可以发生反应
B．的反应一定能自发进行
C．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而增加有效碰撞的次数
D．反应，若正反应的活化能为 kJ mol，逆反应的活化能为 kJ mol，则 kJ mol
【答案】D
【解析】A．自发进行的反应可能需要引发，如燃烧反应需要点燃，故A错误；
B．的反应不一定能自发进行，比如高温下熵变减小的反应不能自发进行，故B错误；
C．增大反应物浓度，单位体积内分子数目增大，活化分子数目增大，但活化分子百分数不变，从而增加有效碰撞的次数，故C错误；
D．反应，焓变等于反应物的活化能减去生成物的活化能，若正反应的活化能为 kJ mol，逆反应的活化能为 kJ mol，则 kJ mol，故D正确。
综上所述，答案为D。
8.下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行
B． ，能自发进行的原因是＞0
C．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据
D．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
【答案】B
【解析】A．△H-T△S＜0的反应可自发进行，则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行，故A错误；B．△H=+185.57 kJ mol-1，能自发进行的原因是△S＞0，可满足△H-T△S＜0，故B正确；C．焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据，不够准确，故C错误；D．使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误；故选：B。
9.下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行
B． ，能自发进行的原因是＞0
C．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据
D．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
【答案】B
【解析】A．△H-T△S＜0的反应可自发进行，则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行，故A错误；B．△H=+185.57 kJ mol-1，能自发进行的原因是△S＞0，可满足△H-T△S＜0，故B正确；C．焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据，不够准确，故C错误；D．使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误；故选：B。
10.下列反应在任何温度下都不能自发进行的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】ΔH-TΔS<0，可发生自发反应，据此分析解题。
A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0，ΔS>0，任何温度下均有ΔH-TΔS<0，任何温度下均能自发进行，A正确；
B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0，ΔS>0，较高温度时，ΔH-TΔS<0，即高温时能自发进行，B正确；
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0，ΔS<0，较低温度时，ΔH-TΔS<0，即较低温度时能自发进行，C正确；
D．2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0，ΔS<0，任何温度下均有ΔH-TΔS>0，即任何温度下均不能自发进行，D错误；
答案选D。
综合应用
11.实现“节能减排”和“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(　　)
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0
【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，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。
12.下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中正确的是
A．，平衡时若增加A的物质的量，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，正反应速率增大，平衡正向移动
B．在常温下能自发进行，则该反应的
C．对于反应，起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n%，此时若给体系加压则A的体积分数不变
D．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下发生分解反应：，的体积分数不再改变，则反应已达平衡
【答案】C
【解析】A．反应中，A呈固态，平衡时若增加A的物质的量，活化分子百分数、单位体积内活化分子数、正反应速率都不改变，平衡不发生移动，A不正确；
B．的ΔS＜0，在常温下能自发进行，则该反应的△H＜0，B不正确；
C．反应中，反应前后气体的分子数相等，若给体系加压，平衡不发生移动，A的体积分数不变，C正确；
D．对于反应，NH3、CO2的物质的量之比始终为2:1，不管反应是否达到平衡，CO2的体积分数始终保持不变，D不正确；
故选C。
13.在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)??NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　)
A．已达到平衡状态
B．未达到平衡状态，反应正向进行
C．未达到平衡状态，反应逆向进行
D．无法确定
【答案】C
【解析】当水蒸气和氢气浓度相等时，Q＝1，K＝0.059，Q>K，反应逆向进行。
14.已知反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－43 kJ·mol－1，在850 ℃时K＝1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是(　　)
A．900 ℃时，该反应的平衡常数K<1
B．850 ℃时，若x＝5.0，则起始时反应向逆反应方向进行
C．850 ℃达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动
D．850 ℃时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x<3.0
【答案】C
【解析】由于该反应是一个放热反应，升高温度平衡常数减小，A项正确；850 ℃，x＝5.0时，Q＝>K＝1，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x<3.0，D项正确。
15.的催化氧化是生产硫酸的重要工艺之一，其反应为，下列说法正确的是
A．该反应在任何温度下均能自发进行
B．加入催化剂，该反应的保持不变
C．压缩容器体积，活化分子百分数增大
D．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
【答案】B
【解析】A．该反应的，，根据，温度升高，反应的自发性降低，A项错误；
B．催化剂不能改变反应的，B项正确；
C．压缩容器体积，浓度增大，单位体积内活化分子数增加，但活化分子百分数不变，C项错误；
D．升高温度，正、逆反应速率均增大，D项错误；
故选B。
16.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CO(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Q＝K，说明一开始就建立了平衡。
拓展培优
17.闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是
A．在1 000 ℃时，此反应能自发进行
B．在1 000 ℃时，此反应不能自发进行
C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃
D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K
【答案】A
【解析】A．ΔH=＋180.50 kJ·mol-1，ΔS=247.3 J·mol-1·K-1，当ΔH TΔS=0时，T=≈730 K，即温度高于730 K时，即温度高于457℃，ΔH TΔS＜0，反应能够自发进行；故A正确；B．根据A选项分析，1000℃时，反应能够自发进行，故B错误；C．根据A选项分析该反应能自发进行的最低温度约为457℃，故C错误；D．该反应能自发进行的最低温度约为730 K，故D错误。综上所述，答案为A。
18.灰锡结构松散，不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0℃、100kPa环境下存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用呢？(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为，，当时能自发反应)
A．会变 B．不会变 C．不能确定 D．升高温度才会变
【答案】A
【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态，因此，在0℃、100 kPa条件下，白锡转化为灰锡的ΔH-TΔS=-2180.9 J/mol-273 K×[-6.61 J/(mol·K)]=-376.37 J/mol<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。根据上述分析，在该条件下白锡会自发反应，变为灰锡，A正确。
19.已知：CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为：
该反应的历程分为如下两步：
反应①： (快反应)
反应②： (慢反应)
下列说法正确的是
A．反应①的活化能反应②的活化能
B．相比于提高，提高对主反应速率影响更大
C．将液化分离，可以提高反应物的转化率
D．若反应①的，则该反应自发进行的最高温度T＝1125K
【答案】C
【解析】A．通常反应的活化能较低时，反应速率较大，反应①为快反应，反应②为慢反应，说明反应①的活化能Ea1<反应②的活化能Ea2，A错误；B．反应②为慢反应，则总反应的反应速率取决于反应②，提高c(C2H6)并不能提高反应②的反应速率，故对主反应的速率影响较小，提高c(CO2)能提高反应②的反应速率，进而提高主反应的反应速率，B错误；C．将H2O(g)液化分离，根据主反应可知，生成物浓度减小，则主反应化学平衡正向移动，提高反应物的转化率，C正确；D．反应①的ΔS=+0.12kJ·mol-1·K-1，反应①的ΔH1=(177-42)kJ/mol=135kJ/mol，根据反应自发进行的条件ΔH-TΔS<0，得到T>K，因此反应自发进行的最低温度为1125K，D错误；故答案选C。
20.在电子工业中，清洗硅片上的的反应是
设和不随温度变化，则此反应能自发进行的最高温度为
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】反应能自发进行，则，即有，则，B满足题意。答案选B。
21.化学反应方向的综合判据是判断反应能否白专进行的关键。由于反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据。
化学反应 AH/kJ·mol—1
① -98 57.2
② 393.5 -2.86
③ -176 -285
（1）根据表中数据可知：反应①在 下(填“高温”、“低温”、“任何温度)正向能自发进行。
（2）有人提出采用适当的催化剂，用热分解法分解CO2，以减少CO2的排放，你认为是否可行？ (填“是”或“否”)。阐述判断的理由 。
（3）利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围 。(写出过程)
【答案】（1）任何温度
（2）否 该反应为吸热、墒减的化学反应，在任何温度下都不能正向自发进行
（3），则，解得，即低于时反应③能正向自发进行
【解析】（1）由表中数据可知，反应①的H0，S0，在任何温度下都有H-TS0，所以反应①在任何温度下，都能正向自发进行，故答案为:任何温度都能；
（2）由表中数据可知，反应②的H0，S0，在任何温度下都有H-TS0，所以在任何温度下都不能正向自发进行，故答案为:不可行，该反应为吸热、熵减的化学反应，在任何温度下都不能正向自发进行；
（3）反应③的H=-176kJmol-1，S=285Jmol-1，H-TS0，则-176+0.285T<0，T617.5K 344.5，即低于344.5时反应③能正向自发进行，故答案为:低于344.5时反应③能正向自发进行。
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