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第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 化学反进行的方向
1、化学反应进行的方向 　
化学反应方向是指反应物和生成物均处于标准态时，反应进行的方向。如当体系中[Ag+] 和 [Cl－] 均为 1mol·L－1，并与 AgCl 固体共存时，反应的方向当然是生成 AgCl沉淀 。1.013×105 Pa的水蒸气在常温下与水共存，过程的方向当然是液化。反应方向的讨论要结合方式来谈，我们谈的方向是指在标准态反应自发进行的方向。
非自发过程不等于不能进行，而是不能自发进行。室温298K，冰箱内 273K，自发进行的方向是高的变低，低的变高。用致冷机，则发生了非自发的变化，室温变高，冰箱内变低。
2、反应热和温度对反应方向的影响 　
① C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) △＜0
② C7H16(l) + NH3(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) △＜0
这些反应放热很大，在常温下可以自发进行；
③ HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl(s) △＜0
④ N2O4(g) = 2NO2(g) △＜0
放热，在常温下可自发进行。
升高温度，由于反应的△H 受温度的影响不大，仍为放热反应。但反应方向发生逆转，即向吸热方向进行。
⑤ CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) △＞0
⑥ NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) △＞0
吸热反应，常温下不能自发进行；高温仍吸热，但可以自发进行。许多的吸热反应在常温下不能自发进行。
但并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如：
⑦ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
这是常温下可自发进行的吸热反应。也并不是所有反应，高温下都发生逆转，如：
⑧ N2(g) + 1/2O2(g) = N2O(g)
吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。
综上所述，放热反应，一般可自发进行；改变反应温度，有时可使反应方向逆转。但这并不是绝对的。因此，除反应热和温度外，还有其它影响因素。
3、传统方法判断化学反应方向
（1）由不稳定物质向稳定物质转变
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。
（2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。
①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。
如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。
②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。
如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。
（3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。
①由难挥发性酸向挥发性酸转变。
如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。
②由难挥发性酸酐向挥发性酸酐转变。
如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。
③由难挥发性金属向挥发性金属转变。
如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。
（4）由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。
如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。
竞赛技巧2 状态函数——熵( S )、熵变(△S )及基应用
1.混乱度
总结前面的反应，其中违反放热规律的几个反应，其特点是：
① C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) 气体少变成气体多
② C7H16(l) + NH3(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 气体少变成气体多
③ NH4Cl(s) = HCl(g)+ NH3(g) 固体变气体
④ N2O4(g) = NO2(g) 　 气体少变成气体多
⑤ CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) 固体变液体
⑥ NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) 固体变液体和气体
⑦ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)　固体变液体和气体
总之，生成物分子的活动范围变大，活动范围大的分子增多，体系的混乱度变大，这是一种趋势。
2.状态函数熵 ( S )
（1）概念：体系内部质点的混乱度可用一状态函数表示，这个状态函数是熵 ( S )。熵，有加合性，是量度性质，单位为：J·K－1 。
（2）熵值大小
①同一条件下，不同的物质熵值不同。
②体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。
③同一物质的熵值：S（g）＞S（l）＞S（s），同一物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大；同一条件下，不同物质的熵值不同。
④物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越大，熵值越大
⑤对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
（3）熵 ( S )与温度的关系
过程的始终态一定时，热量 Q 不一定，但以可逆方式完成时，Q 一定。则一个过程的熵变△S 为：
△S = ,可逆过程热温商——熵名称的来源。
实际上，我们认为相变点的相变，是可逆过程，如：373 K时，H2O(l) = H2O(g) 可逆且等温，则：
△S = ，化学反应(过程)，有一种混乱度增大的趋势，即为熵增加的趋势，△S > 0。
纵上所述，化学反应(过程)，有两种趋势，一是放热，△H < 0；另外一种熵增加，△S > 0。
例如，一盒粉笔落地粉碎，是熵增加的趋势所导致的。
当 △H = 0 时， △S > 0 是过程自发的判据。
当 △S = 0 时， △H < 0 是过程自发的判据。
（4）熵变△S与反应的方向
①反应熵变的计算式：△S＝S（生成物）－S（反应物）
变化过程 熵变 反应类型
增体反应 △S＞0 熵增反应
减体反应 △S＜0 熵减反应
盐的溶解 △S＞0 熵增反应
电离过程 △S＞0 熵增反应
②熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
③有些熵减的反应也能自发进行，如铝热反应，故只用熵变来判断反应方向也不全面，只有孤立体系或绝热体系，才能用熵增来判断反应方向。
3.热力学第三定律和标准熵
（1）内容：假设实现了0 K，晶体的粒子运动停止，粒子完全固定在一定位置上，S = 0。这种观点即为热力学第三定律。
（2）标准熵
体系从 S = 0 的始态出发，变化到温度 T，且 P = 1.013×105 Pa
这一过程的△S值即等于终态体系的熵值。这个值可以利用某些热力学数据求出， 故各种物质在298 K 时的熵值，人们求出后，列成表，称之为 298 K 时的标准熵，用S表示。单位：J·K－1·mol－1。
（3）应用
有了标准熵表，即可求出各反应的△rS，公式为：△r S= －
S的数据随温度的变化较小，和 △H相似，在普通化学中，认为S不随温度变化，△r S也不变。故 298 K 的标准熵表，对其它温度也适用。
4.△r S正负的定性判断
除查标准熵表外，定性判断熵变的增减，也是很有实际意义的。
（1）物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增过程，△S > 0。
（2）气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增反应，△S > 0，如CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)。
（3）气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减反应，△S > 0。
（4）判断了△S 的正负，再结合 △H 符号，对判断反应方向极有意义。
竞赛技巧3 状态函数——自由能 ( G )、△G及其应用
1.自由能判据
人们并不满足△r H 和△r S 分别加以考虑的判断反应方向的方法， 要寻找出更加好的判据， 用于判断反应(过程)自发进行的方向。
（1）自由能 ( G )及△G的概念
某反应在等温等压下进行，且有非体积功，则第一定律的表示式可写成：
△rU = Q － W = Q －(W + W) = Q －W － W
Q = △rU + W + W △rU + p△V + W
即：Q = △r H + W
等温等压过程中，以可逆途径的 Q，即 Q 为最大，故有不等式：
Q≥△r H + W“=”成立的条件：可逆。
由于△S = ，所以Q= T△r S，故不等式变成：
T△r S ≥△r H + W
T△r S－△r H ≥ W
－（△r H－T△r S）≥ W
－[（H2－H1）－（T2S2－T1 S1）] ≥ W
－[（H2－T2S2）－（H1－T1 S1）] ≥ W
令： G = H －TS （G 状态函数，称自由能，有加合性，量度性质。单位是 J ）
则有：
－（G2－G1） ≥ W 即：－△G ≥ W
在化学变化中，体系中所做非体积功的最大限度，是 G 的减少值。只有在可逆过程中，这种非体积功的最大值才得以实现。
（2）自由能 ( G )的意义
状态函数 G 可以理解为体系在等温等压条件下，可以用来做非体积功的能量。 这是 G 的物理意义。
（3）自由能变 ( △G )的应用
①更重要的是，上式是等温等压过程反应进行方向的判据。
－△G ＞ W 自发进行
－△G = W 可逆进行
－△G ＜ W 非自发
②若将过程还原到恒温等压无非体积功，则判据变为：
△G ＜ 0 自发进行
△G = 0 可逆进行
△G ＞ 0 非自发
即自由能减少的方向，是恒温等压下，无非体积功反应自发进行的方向。这是热力学第二定律的一种表达形式。
2.标准生成自由能
()概念：热力学规定，某温度下，由处于标准态的各种元素的最稳定（指定）单质，生成 1mol 某物质的自由能改变量，叫做这种温度下该物质的标准摩尔生成自由能，简称生成自由能。 用符号 △f G 表示， 单位 kJ·mol－1。
298 K时的△f G有表可查。查表，利用公式可计算已知反应的自由能变△r G：
△r G= －
于是，可利用△r G判断化学反应进行的方向。
△f G 受温度影响很大，不能忽略温度的影响。
3.吉布斯(Gibbs) — 赫姆霍兹(Holmholtz)方程
由定义式：G = H – TS
恒温恒压下有公式：△r G= △r H－T△r S
这就是吉布斯 — 赫姆霍兹方程。可看出 △r G综合了 △r H和△r S的双重影响，从而决定反应方向。
4．反应方向与自由能的关系
（1）化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
①当ΔG＜0时，反应能自发进行；
②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。
【易错提醒】①适用条件：恒温恒压；②局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生。
（2）温度对化学反应自发性的影响
①△H＜0，△S＞0：在任何温度时都能够自发进行
②△H＞0，△S＜0：在任何温度时都不能自发进行
③△H＜0，△S＜0：低温自发
④△H＞0，△S＞0：高温自发
竞赛技巧4 反应自发进行的最低或最高温度的计算
1.计算依据：△H－T△S≤0
①若△S＞0，则T≥，为最低温度
②若△S＜0，则T≤，为最高温度
2.注意单位的换算
①△S的单位为：J·mol－1·K－1
②△H的单位为：kJ·mol－1
③T的单位为：K
竞赛技巧1 化学反进行的方向
1.实验室常用CuSO4溶液吸收H2S气体：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4，由该反应不能推测
A．一定条件下弱酸可以制强酸 B．饱和溶液中H2S比CuS提供的S2-浓度大
C．CuS不溶于硫酸 D．反应FeSO4＋H2S=FeS↓＋H2SO4也能发生
2.已知酸性： ，且强酸可以制弱酸，氧化性： 还原性下列有关离子反应或离子方程式的叙述中，正确的是（ ）
A．向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水褪色
B．能使pH试纸显蓝色的溶液中，能大量共存
C．向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的离子方程式
D．向FeI2溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式为：
竞赛技巧2 状态函数——熵( S )、熵变(△S )及基应用
3.在标准状况下，1mol纯物质的规定熵，叫做标准摩尔熵，用符号表示。相关数据如下表，通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
191.6 205.2 173.8 186.9 197.7 210.8 213.8 219.3
A．相对分子质量相同的物质，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大
B．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大
C．反应的标准摩尔熵变
D．推测羰基硫的标准摩尔熵小于
4.下列物质的变化过程属于熵减小的是
A．与HCl气体混合 B．的分解
C．固体溶于水 D．1molH2O(l)→1molH2O(g)
竞赛技巧3 状态函数——自由能 ( G )、△G及其应用
5.以下判断正确的是
A． ，该反应高温才能自发
B． ，该反应低温下不能自发
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．与常温可以共存，说明常温下不能自发与反应
6.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=-2180.9 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
竞赛技巧4 反应自发进行的最低或最高温度的计算
7.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
8.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．
1．（24-25高二下·浙江台州·期中）偏二甲肼(，分子中、元素的化合价相等)是液体燃料，常作火箭推进剂，反应的化学方程式为，下列说法不正确的是
A．该反应任意温度下自发 B．既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物是和 D．完全反应转移个电子
2．（24-25高二上·贵州·期中）下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57 kJ mol-1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
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
3．（23-24高二上·广东惠州·期末）是一种新型硝化剂，在温度下可发生下列反应： 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A．反应的
B．该反应在高温下可自发进行
C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则
D．温度下，在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol，4 mol ，1 mol，此时反应将向正反应方向进行
4．（24-25高二上·福建福州·期中）化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
B．硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程，能自发进行
C．的反应在温度低时不能自发进行
D．在常温下能自发进行，则该反应的
5．（24-25高二上·湖南长沙·期末）向密闭容器中充入，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：
i． ；ii．
下列分析正确的是
A． B．恒容时，升高温度，气体颜色变浅
C．恒温时，增大体积，气体颜色变浅 D．该反应在任何温度下都能自发进行
6．（24-25高二上·四川·期中）下列变化中属于熵减的是
A．冰融化 B．液态水变为水蒸气
C．过氧化氢分解制氧气 D．
7．（24-25高二上·广东广州·期中）下列说法正确的是
A． kJ mol-1，高温条件下反应可以自发进行
B．室温下不能自发进行，则该反应的
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大
8．（24-25高二上·北京丰台·期中）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
9．（24-25高二上·江西景德镇·期中）下列有关说法不正确的是
A．反应在一定条件下可自发进行，且，则
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行
10．（24-25高二上·天津·期中）下列说法不正确的是
A．反应 ，该反应能自发进行
B．能发生化学反应的分子，肯定是活化分子
C．反应：能否自发进行，主要由决定
D．升高温度或加入催化剂都能使单位体积内活化分子的百分数增大，原因不同
11．（24-25高二下·江苏无锡·期中）使用V2O5-WO3/TiO2催化剂高效脱除燃煤电厂烟气中NO的反应为：4NH3 (g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，ΔH＜0.下列说法正确的是
A．该反应的ΔS＜0
B．该反应的平衡常数K=
C．反应每消耗1 mol NH3时，转移电子的数目约为3×6.02×1023
D．反应物的键能总和大于生成物的键能总和
12．（24-25高二下·浙江·期中）随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明，常温常压下：
，。
已知：，下列说法不正确的是
A．常温()下，该反应能自发进行
B．常温常压下将和混合后很难转化为和，是因为该反应的活化能高，反应速率太慢
C．升高温度、压缩容器体积，都可以使上述反应速率增大
D．增大反应物的浓度、使用催化剂，都能提高的平衡转化率
13．（24-25高二上·陕西·期末）相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不正确的是
反应 ΔH/kJ mol-1 Δn ΔS/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注：其中Δn表示反应方程式中气体系数差；A．因为Δn相同，所以a与b大小相近
B．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
C．热分解温度：MgCO3(s)>CaCO3(s)
D．两个反应的ΔH和ΔS都大于零
14．（23-24高二上·重庆北碚·期中）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质 S/() /() /()
C(金刚石) 2.4 -395.40 3513
C(石墨) 5.7 -393.51 2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的，
B．金刚石比石墨稳定
C．由公式可知，该反应
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
15．（24-25高二下·上海·期末）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．（2015高二·浙江·竞赛）最新研究表明，[N(CH3)4]2SO4(s)可能成为绿色的SO2吸收剂，反应原理为：[N(CH3)4]2SO4(s)+SO2=[N(CH3)4]2S2O6(s)。下列说法不正确的是
A．该反应在一定条件下能自发进行的主要原因是△H<0
B．SO2被氧化，[N(CH3)4]2S2O6中硫元素的化合价为+5
C．[N(CH3)4]2SO4和[N(CH3)4]2S2O6都是共价化合物
D．该过程中，[N(CH3)4]2SO4可以循环使用
2．（22-23高二下·广东汕尾·竞赛）臭氧能氧化，故常被用来治理电镀工业中的含氰废水，其化学反应原理为：。下列说法错误的是
A．和是同素异形体
B．该反应是熵增的过程
C．该反应中为氧化产物
D．反应中所涉及的三种气体分子均为非极性分子
3．（22-23高二上·广东汕头·竞赛）下列反应均可在室温下自发进行，其中△H＞0，△S＞0的是
A．4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)
B．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
D．2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)
4．（2016高二·安徽·竞赛）下列表述中正确的是
A．在恒压下，凡是自发的过程一定是放热的
B．因为焓是状态函数，而恒压反应的焓变等于恒压反应热，所以热也是状态函数
C．单质的和都为零
D．在恒温恒压条件下，封闭体系自由能减少的过程是自发过程
5．（2021高二上·浙江宁波·竞赛）下列说法错误的是
A．D2、H2、HD燃烧均生成水
B．一次性打火机中的可燃性液体是苯
C．硝酸铵溶于水可自发进行，该过程ΔH>0，ΔS>0
D．BaCl2溶液能用来鉴别同浓度的纯碱稀溶液与小苏打稀溶液
6．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K-1·mol-1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=-273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。
焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯-亥姆霍兹方程式：
因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若则逆反应自发，若反应达到化学平衡。对于一个均为正的反应，下列可以使其正向进行的是
A．置于低温条件下
B．置于高温条件下
C．加入合适的催化剂
D．将产物及时分离
7．（2024高三下·浙江·竞赛）一块铜板被等分成两块，Cu(a)和Cu(b)；锤打Cu(a)，Cu(b)不动。再由Cu(a)、Cu(b)及CuSO4溶液组成电池：Cu(a)|CuSO4(cmol·L-1)|Cu(b)，测得电动势E>0，因为Cu(a)的
A．△S>0，△H=0 B．△S>0，△H<0
C．△S<0，△H=0 D．△S<0，△H<0
8．（2024高三下·浙江·竞赛）碱土金属碳酸盐热分解反应：MCO3(s)=MO(s)+CO2(g)，298K下热力学数据如下：
MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
/(kJ-mol-1) 117 175 236 268
/(Jmol-1·K-') 167 161 167 167
pCO2=105Pa时的分解温度/K 701 x 1413 1605
下列说法正确的是
A．四种碳酸盐热分解的熵相近，因为都是碳酸盐
B．x=1087K
C．从Mg→Ba分解温度越来越高，因为金属活泼性增强
D．若pCO2=103Pa各分解反应反应温度升高了
9．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K-1·mol-1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=-273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。
焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯-亥姆霍兹方程式：
因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若 则逆反应自发，若 反应达到化学平衡。根据材料，许多放热化学反应能够自发进行，使得人们总结出焓判据的原因在于
A．其反应熵变很小
B．其反应需要的温度较高
C．反应活化能较低
D．反应的体积功大(，其中为其体积功)
10．（2023·福建厦门·二模）从菱锰矿(主要成分为，M为、或)提取的转化关系如下：
菱锰矿，，已知 ，关系如图。下列说法错误的是
A．“焙烧”过程最大的是 B．“焙烧”过程最大的是
C．“焙烧”温度应控制在 D．“操作X”为加热
11．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）光催化是新发展的一个催化技术，TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂，它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4，再转化为纯TiO2。
物种 TiO2(s) TiCl4(g) Cl2(g) O2(g) C(s) CO(g)
ΔrΗΘm /kJ molˉ1 –944.7 –763.2 0 0 0 –110.5
SΘm/J molˉ1 Kˉ1 55.02 354.9 223.1 205.1 5.74 197.7
请根据表中数据作答：
（1）计算反应：TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，该反应能否正向进行 ？
（2）计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应在298K进行的方向 。
（3）为得到纯的TiCl4，有人设计如下方案：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应进行的方向 。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 化学反进行的方向
1、化学反应进行的方向 　
化学反应方向是指反应物和生成物均处于标准态时，反应进行的方向。如当体系中[Ag+] 和 [Cl－] 均为 1mol·L－1，并与 AgCl 固体共存时，反应的方向当然是生成 AgCl沉淀 。1.013×105 Pa的水蒸气在常温下与水共存，过程的方向当然是液化。反应方向的讨论要结合方式来谈，我们谈的方向是指在标准态反应自发进行的方向。
非自发过程不等于不能进行，而是不能自发进行。室温298K，冰箱内 273K，自发进行的方向是高的变低，低的变高。用致冷机，则发生了非自发的变化，室温变高，冰箱内变低。
2、反应热和温度对反应方向的影响 　
① C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) △＜0
② C7H16(l) + NH3(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) △＜0
这些反应放热很大，在常温下可以自发进行；
③ HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl(s) △＜0
④ N2O4(g) = 2NO2(g) △＜0
放热，在常温下可自发进行。
升高温度，由于反应的△H 受温度的影响不大，仍为放热反应。但反应方向发生逆转，即向吸热方向进行。
⑤ CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) △＞0
⑥ NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) △＞0
吸热反应，常温下不能自发进行；高温仍吸热，但可以自发进行。许多的吸热反应在常温下不能自发进行。
但并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如：
⑦ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
这是常温下可自发进行的吸热反应。也并不是所有反应，高温下都发生逆转，如：
⑧ N2(g) + 1/2O2(g) = N2O(g)
吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。
综上所述，放热反应，一般可自发进行；改变反应温度，有时可使反应方向逆转。但这并不是绝对的。因此，除反应热和温度外，还有其它影响因素。
3、传统方法判断化学反应方向
（1）由不稳定物质向稳定物质转变
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。
（2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。
①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。
如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。
②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。
如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。
（3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。
①由难挥发性酸向挥发性酸转变。
如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。
②由难挥发性酸酐向挥发性酸酐转变。
如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以沸点：SiO2＞CO2。
③由难挥发性金属向挥发性金属转变。
如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。
（4）由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。
如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。
竞赛技巧2 状态函数——熵( S )、熵变(△S )及基应用
1.混乱度
总结前面的反应，其中违反放热规律的几个反应，其特点是：
① C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) 气体少变成气体多
② C7H16(l) + NH3(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 气体少变成气体多
③ NH4Cl(s) = HCl(g)+ NH3(g) 固体变气体
④ N2O4(g) = NO2(g) 　 气体少变成气体多
⑤ CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) 固体变液体
⑥ NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) 固体变液体和气体
⑦ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)　固体变液体和气体
总之，生成物分子的活动范围变大，活动范围大的分子增多，体系的混乱度变大，这是一种趋势。
2.状态函数熵 ( S )
（1）概念：体系内部质点的混乱度可用一状态函数表示，这个状态函数是熵 ( S )。熵，有加合性，是量度性质，单位为：J·K－1 。
（2）熵值大小
①同一条件下，不同的物质熵值不同。
②体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。
③同一物质的熵值：S（g）＞S（l）＞S（s），同一物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大；同一条件下，不同物质的熵值不同。
④物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越大，熵值越大
⑤对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
（3）熵 ( S )与温度的关系
过程的始终态一定时，热量 Q 不一定，但以可逆方式完成时，Q 一定。则一个过程的熵变△S 为：
△S = ,可逆过程热温商——熵名称的来源。
实际上，我们认为相变点的相变，是可逆过程，如：373 K时，H2O(l) = H2O(g) 可逆且等温，则：
△S = ，化学反应(过程)，有一种混乱度增大的趋势，即为熵增加的趋势，△S > 0。
纵上所述，化学反应(过程)，有两种趋势，一是放热，△H < 0；另外一种熵增加，△S > 0。
例如，一盒粉笔落地粉碎，是熵增加的趋势所导致的。
当 △H = 0 时， △S > 0 是过程自发的判据。
当 △S = 0 时， △H < 0 是过程自发的判据。
（4）熵变△S与反应的方向
①反应熵变的计算式：△S＝S（生成物）－S（反应物）
变化过程 熵变 反应类型
增体反应 △S＞0 熵增反应
减体反应 △S＜0 熵减反应
盐的溶解 △S＞0 熵增反应
电离过程 △S＞0 熵增反应
②熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
③有些熵减的反应也能自发进行，如铝热反应，故只用熵变来判断反应方向也不全面，只有孤立体系或绝热体系，才能用熵增来判断反应方向。
3.热力学第三定律和标准熵
（1）内容：假设实现了0 K，晶体的粒子运动停止，粒子完全固定在一定位置上，S = 0。这种观点即为热力学第三定律。
（2）标准熵
体系从 S = 0 的始态出发，变化到温度 T，且 P = 1.013×105 Pa
这一过程的△S值即等于终态体系的熵值。这个值可以利用某些热力学数据求出， 故各种物质在298 K 时的熵值，人们求出后，列成表，称之为 298 K 时的标准熵，用S表示。单位：J·K－1·mol－1。
（3）应用
有了标准熵表，即可求出各反应的△rS，公式为：△r S= －
S的数据随温度的变化较小，和 △H相似，在普通化学中，认为S不随温度变化，△r S也不变。故 298 K 的标准熵表，对其它温度也适用。
4.△r S正负的定性判断
除查标准熵表外，定性判断熵变的增减，也是很有实际意义的。
（1）物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增过程，△S > 0。
（2）气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增反应，△S > 0，如CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)。
（3）气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减反应，△S > 0。
（4）判断了△S 的正负，再结合 △H 符号，对判断反应方向极有意义。
竞赛技巧3 状态函数——自由能 ( G )、△G及其应用
1.自由能判据
人们并不满足△r H 和△r S 分别加以考虑的判断反应方向的方法， 要寻找出更加好的判据， 用于判断反应(过程)自发进行的方向。
（1）自由能 ( G )及△G的概念
某反应在等温等压下进行，且有非体积功，则第一定律的表示式可写成：
△rU = Q － W = Q －(W + W) = Q －W － W
Q = △rU + W + W △rU + p△V + W
即：Q = △r H + W
等温等压过程中，以可逆途径的 Q，即 Q 为最大，故有不等式：
Q≥△r H + W“=”成立的条件：可逆。
由于△S = ，所以Q= T△r S，故不等式变成：
T△r S ≥△r H + W
T△r S－△r H ≥ W
－（△r H－T△r S）≥ W
－[（H2－H1）－（T2S2－T1 S1）] ≥ W
－[（H2－T2S2）－（H1－T1 S1）] ≥ W
令： G = H －TS （G 状态函数，称自由能，有加合性，量度性质。单位是 J ）
则有：
－（G2－G1） ≥ W 即：－△G ≥ W
在化学变化中，体系中所做非体积功的最大限度，是 G 的减少值。只有在可逆过程中，这种非体积功的最大值才得以实现。
（2）自由能 ( G )的意义
状态函数 G 可以理解为体系在等温等压条件下，可以用来做非体积功的能量。 这是 G 的物理意义。
（3）自由能变 ( △G )的应用
①更重要的是，上式是等温等压过程反应进行方向的判据。
－△G ＞ W 自发进行
－△G = W 可逆进行
－△G ＜ W 非自发
②若将过程还原到恒温等压无非体积功，则判据变为：
△G ＜ 0 自发进行
△G = 0 可逆进行
△G ＞ 0 非自发
即自由能减少的方向，是恒温等压下，无非体积功反应自发进行的方向。这是热力学第二定律的一种表达形式。
2.标准生成自由能
()概念：热力学规定，某温度下，由处于标准态的各种元素的最稳定（指定）单质，生成 1mol 某物质的自由能改变量，叫做这种温度下该物质的标准摩尔生成自由能，简称生成自由能。 用符号 △f G 表示， 单位 kJ·mol－1。
298 K时的△f G有表可查。查表，利用公式可计算已知反应的自由能变△r G：
△r G= －
于是，可利用△r G判断化学反应进行的方向。
△f G 受温度影响很大，不能忽略温度的影响。
3.吉布斯(Gibbs) — 赫姆霍兹(Holmholtz)方程
由定义式：G = H – TS
恒温恒压下有公式：△r G= △r H－T△r S
这就是吉布斯 — 赫姆霍兹方程。可看出 △r G综合了 △r H和△r S的双重影响，从而决定反应方向。
4．反应方向与自由能的关系
（1）化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
①当ΔG＜0时，反应能自发进行；
②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。
【易错提醒】①适用条件：恒温恒压；②局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生。
（2）温度对化学反应自发性的影响
①△H＜0，△S＞0：在任何温度时都能够自发进行
②△H＞0，△S＜0：在任何温度时都不能自发进行
③△H＜0，△S＜0：低温自发
④△H＞0，△S＞0：高温自发
竞赛技巧4 反应自发进行的最低或最高温度的计算
1.计算依据：△H－T△S≤0
①若△S＞0，则T≥，为最低温度
②若△S＜0，则T≤，为最高温度
2.注意单位的换算
①△S的单位为：J·mol－1·K－1
②△H的单位为：kJ·mol－1
③T的单位为：K
竞赛技巧1 化学反进行的方向
1.实验室常用CuSO4溶液吸收H2S气体：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4，由该反应不能推测
A．一定条件下弱酸可以制强酸 B．饱和溶液中H2S比CuS提供的S2-浓度大
C．CuS不溶于硫酸 D．反应FeSO4＋H2S=FeS↓＋H2SO4也能发生
【答案】D
【解析】A.H2S属于弱酸，H2SO4属于强酸，由反应“CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4”可以推测一定条件下弱酸可以制强酸，A不选；B.根据离子反应的实质：向着反应物离子浓度减小的方向进行，可以推测饱和溶液中H2S比CuS提供的S2-浓度大，B不选；C.由方程式可以看出CuS不溶于硫酸，C不选；D.CuS不仅难溶于水、而且难溶于酸，反应CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4能发生，FeS难溶于水、但可溶于酸，FeSO4＋H2S=FeS↓＋H2SO4不能发生，D选；答案选D。
2.已知酸性： ，且强酸可以制弱酸，氧化性： 还原性下列有关离子反应或离子方程式的叙述中，正确的是（ ）
A．向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水褪色
B．能使pH试纸显蓝色的溶液中，能大量共存
C．向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的离子方程式
D．向FeI2溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式为：
【答案】A
【解析】A．氧化性：Br2＞Fe3+，向溴水中加入足量氯化亚铁溶液溴单质能将溴单质还原为无色的溴离子，故能使溴水褪色，Ａ正确；B．能使pH试纸显蓝色的溶液是强酸性溶液，则OH-和不能大量共存，B错误；C．由于酸性，向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的离子方程式为：，C错误；D．还原性Fe2+＜I-，向碘化亚铁中滴加少量氯水，氯气先将碘离子氧化，后氧化亚铁离子，反应的离子方程式为：，D错误；故答案为：A。
竞赛技巧2 状态函数——熵( S )、熵变(△S )及基应用
3.在标准状况下，1mol纯物质的规定熵，叫做标准摩尔熵，用符号表示。相关数据如下表，通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
191.6 205.2 173.8 186.9 197.7 210.8 213.8 219.3
A．相对分子质量相同的物质，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大
B．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大
C．反应的标准摩尔熵变
D．推测羰基硫的标准摩尔熵小于
【答案】D
【解析】A．根据表格中一氧化碳和氮气的标准摩尔熵可知，相对分子质量相同的分子，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大，A正确；B．根据表格中氟气和氯气的标准摩尔熵可知，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大，B正确；C．根据表格中的数据可知，该反应的标准摩尔熵变=2×210.8-191.6-205.2=24.8，故其，C正确；D．和二氧化碳的结构相似，但是其相对分子质量较大，且对称性较差，故其标准摩尔熵大于二氧化碳的标准摩尔熵，D错误；故选D。
4.下列物质的变化过程属于熵减小的是
A．与HCl气体混合 B．的分解
C．固体溶于水 D．1molH2O(l)→1molH2O(g)
【答案】A
【分析】对同一种物质而言：气态熵值＞液态熵值＞固态熵值，物质的混乱度越大，则熵值越大，反应后气体物质的量增大，则熵值越大，以此解答该题；
【解析】A．NH3与HCl气体混合，发生反应为：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)，该反应中气体的物质的量减小，属于熵减小的反应，A正确；B．NaHCO3的分解，方程式为： 该反应中气体的物质的量增大，属于熵增大的反应，B错误；C．K2SO4固体溶于水，物质的混乱度增大，即该过程是一种熵增的过程，C错误；D．对同一种物质而言：气态熵值＞液态熵值＞固态熵值，故1molH2O(l)→1molH2O(g)是一个熵增的过程，D错误； 故选A；
竞赛技巧3 状态函数——自由能 ( G )、△G及其应用
5.以下判断正确的是
A． ，该反应高温才能自发
B． ，该反应低温下不能自发
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．与常温可以共存，说明常温下不能自发与反应
【答案】B
【解析】A．该反应为放热（）且熵减（，气体→固体），，低温时，反应自发，A错误；B．该反应吸热（）且熵增（，气体物质的量增加），，低温时较小，，反应不自发；高温时足够大，，反应自发，B正确；C．自发反应由决定，熵可能增大或减小，例如放热、熵减反应在低温下可自发，吸热、熵增反应在低温时非自发，C错误；D．与常温共存是因反应活化能高（动力学因素），但生成的（热力学自发），D错误；故选B。
6.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=-2180.9 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，因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡→灰锡的ΔH-TΔS=-2180.9 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变为灰锡是一个自发过程，故答案为：A。
竞赛技巧4 反应自发进行的最低或最高温度的计算
7.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。
8.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。
1．（24-25高二下·浙江台州·期中）偏二甲肼(，分子中、元素的化合价相等)是液体燃料，常作火箭推进剂，反应的化学方程式为，下列说法不正确的是
A．该反应任意温度下自发 B．既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物是和 D．完全反应转移个电子
【答案】B
【解析】A．该反应是燃烧反应，燃烧反应为放热反应，所以ΔH<0，该反应中产物气体物质的量增加（CO2和N2），导致熵增（ΔS>0），则ΔG=ΔH-TΔS始终为负，即该反应在任意温度下自发，A正确；B．偏二甲肼中C和N的化合价均为-2（根据分子式电荷平衡及题干条件计算），反应中C被氧化为CO2（+4），N被氧化为N2（0），故偏二甲肼仅作还原剂；而N2O4中N（+4）被还原为N2（0），作氧化剂，B错误；C．CO2来自偏二甲肼的C（-2→+4），N2中部分来自偏二甲肼的N（-2→0，被氧化），氧化产物是CO2和N2，C正确；D．1mol N2O4中2mol N（+4→0），每个N转移4e ，共转移8mol e （即8NA），D正确；故选B。
2．（24-25高二上·贵州·期中）下列说法正确的是
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57 kJ mol-1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
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．某些吸热反应也可以自发进行，依据△H-T△S<0分析，△H>0，△S>0，常温下可以△H-T△S<0，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应，是吸热反应，常温下可以自发进行，故A错误；B．反应焓变大于0，熵变大于0，反应向熵变增大的方向进行，NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57 kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故B正确；C．依据反应自发进行的判断依据△H-T△S<0分析，反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定，故C错误；D．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向，故D错误；故选：B。
3．（23-24高二上·广东惠州·期末）是一种新型硝化剂，在温度下可发生下列反应： 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A．反应的
B．该反应在高温下可自发进行
C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则
D．温度下，在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol，4 mol ，1 mol，此时反应将向正反应方向进行
【答案】C
【解析】A．由热化学方程式可知，该反应为气体分子数增加的反应即熵增，则ΔS＞0，故A项正确；B．ΔH>0，ΔS＞0，该反应若可以自发进行，需ΔG=ΔH-TΔS<0，则该反应在高温下可自发进行，故B项正确；C．该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，若K14．（24-25高二上·福建福州·期中）化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
B．硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程，能自发进行
C．的反应在温度低时不能自发进行
D．在常温下能自发进行，则该反应的
【答案】C
【解析】A．的反应可自发进行，则某吸热反应( H＞0)能自发进行，因此该反应是熵增( S＞0)反应，故A正确；B．硝酸铵溶于水的过程是溶解后电离出自由移动离子的过程，体系的混乱度增大，熵变 S>0，能自发进行，故B正确；C．的反应在任何温度下都满足 H-T S＜0，即任何温度下该反应均能自发进行，故C错误；D．由化学计量数可知该反应是气体分子数减小的反应则 S＜0，在常温下能自发进行，则该反应是焓减的反应即 H＜0，故D正确；故选：C。
5．（24-25高二上·湖南长沙·期末）向密闭容器中充入，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：
i． ；ii．
下列分析正确的是
A． B．恒容时，升高温度，气体颜色变浅
C．恒温时，增大体积，气体颜色变浅 D．该反应在任何温度下都能自发进行
【答案】C
【解析】A．断裂化学键吸收能量，形成化学键会释放能量，结合盖斯定律，所以反应热ΔH1>0、ΔH2<0，A错误；B．该反应的正反应是吸热反应，在恒容时，升高温度，化学平衡正向移动，导致化学平衡常数K增大，化学平衡正向移动，c(I2)增大，混合气体颜色加深，B错误；C．恒温时，增大容器的体积，压强减小，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此减小压强时，化学平衡不移动，但由于容器体积增大，使c(I2)减小，气体颜色变浅，C正确；D．该反应ΔH>0，ΔG=ΔH-TΔS<0反应才能自发，故低温时ΔG>0反应不能自发，D错误；故本题选C。
6．（24-25高二上·四川·期中）下列变化中属于熵减的是
A．冰融化 B．液态水变为水蒸气
C．过氧化氢分解制氧气 D．
【答案】D
【分析】化学上经常用熵来度量混乱度，同一物质，气态时熵最大，固态熵最小；
【解析】A．冰融化时固态变为液态，熵增大，A错误；B．液态水变为水蒸气是由液态变为气态，熵增大，B错误；C．过氧化氢分解制氧气，，有气体产生，熵增大，C错误；D．，由气态变为固态，熵减小，D正确；故选D。
7．（24-25高二上·广东广州·期中）下列说法正确的是
A． kJ mol-1，高温条件下反应可以自发进行
B．室温下不能自发进行，则该反应的
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大
【答案】C
【解析】A．该反应的，，根据时反应可以自发进行，故该反应在低温条件下可以自发进行，高温条件下不可自发进行，A错误；B．该反应的，且室温下不能自发进行，则在高温下可以自发进行，根据时反应才能自发进行，则，B错误；C．该反应的，且在室温下可自发进行，根据时反应才能自发进行，则，C正确；D．其他条件不变，增大压强，该反应的平衡右移，而平衡常数只受温度影响，平衡常数不变，D错误；故选C。
8．（24-25高二上·北京丰台·期中）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
【解析】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；B．固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误；C．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；D．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。
9．（24-25高二上·江西景德镇·期中）下列有关说法不正确的是
A．反应在一定条件下可自发进行，且，则
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应
C．反应在室温下可自发进行，则该反应的
D．通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行
【答案】D
【解析】A．反应在一定条件下可自发进行，且，根据，可知，故A正确；B．某吸热反应能自发进行，根据，可知，因此该反应一定是熵增反应，故B正确；C．反应在室温下可自发进行，正反应气体物质的量减少，根据，则该反应的，故C正确；D．通常情况下，一个放热且熵增的反应，，所以一定能自发进行，故D错误；选D。
10．（24-25高二上·天津·期中）下列说法不正确的是
A．反应 ，该反应能自发进行
B．能发生化学反应的分子，肯定是活化分子
C．反应：能否自发进行，主要由决定
D．升高温度或加入催化剂都能使单位体积内活化分子的百分数增大，原因不同
【答案】A
【解析】A．反应 ，且该反应熵减，则该反应不能自发进行，A符合题意；B．活化分子具有足够的能量和合适的取向才能发生有效碰撞，所以能发生化学反应的分子，肯定是活化分子，B不符合题意；C．分解反应：是吸热过程，该反应正反应为熵增反应，则能否自发进行，主要由决定，C不符合题意；D．升高温度使体系分子获得了能量，使部分普通分子成为活化分子，从而增大单位体积内活化分子百分数；加入催化剂降低了反应的活化能，使部分普通分子成为活化分子，从而增大单位体积内活化分子百分数，D不符合题意；故选A。
11．（24-25高二下·江苏无锡·期中）使用V2O5-WO3/TiO2催化剂高效脱除燃煤电厂烟气中NO的反应为：4NH3 (g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，ΔH＜0.下列说法正确的是
A．该反应的ΔS＜0
B．该反应的平衡常数K=
C．反应每消耗1 mol NH3时，转移电子的数目约为3×6.02×1023
D．反应物的键能总和大于生成物的键能总和
【答案】C
【解析】A．反应前后气体物质的量增加，熵变（ΔS）应大于0，A错误；B．平衡常数K的表达式应为生成物浓度幂次方乘积除以反应物浓度幂次方乘积，即：，选项未包含的浓度项，B错误；C．中N的氧化态从-3升至0，1mol 失去3mol电子。反应中每消耗4mol 转移12mol电子，因此1mol 转移3mol电子，数目为 ，C正确；D．放热反应（ΔH < 0）的键能关系为：反应物的键能总和－生成物的键能总和＜0，即反应物键能总和小于生成物键能总和，D错误；故选C。
12．（24-25高二下·浙江·期中）随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明，常温常压下：
，。
已知：，下列说法不正确的是
A．常温()下，该反应能自发进行
B．常温常压下将和混合后很难转化为和，是因为该反应的活化能高，反应速率太慢
C．升高温度、压缩容器体积，都可以使上述反应速率增大
D．增大反应物的浓度、使用催化剂，都能提高的平衡转化率
【答案】D
【解析】A．通过ΔG公式计算，常温时，反应自发进行，A正确；B．该反应的活化能较高，反应速率较慢，导致汽车尾气中含有较多的和，B正确；C．温度升高和压缩体积均能提高反应速率，C正确；D．催化剂不影响平衡，仅增大CO浓度可提高NO转化率，D错误；故选D。
13．（24-25高二上·陕西·期末）相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不正确的是
反应 ΔH/kJ mol-1 Δn ΔS/J K mol-1
MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) 117.6 1 a
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 177.9 1 b
注：其中Δn表示反应方程式中气体系数差；A．因为Δn相同，所以a与b大小相近
B．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]
C．热分解温度：MgCO3(s)>CaCO3(s)
D．两个反应的ΔH和ΔS都大于零
【答案】C
【解析】A．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b大小相近，故A正确；B．由方程式可知，两个反应中气体化学计量数差相等，则反应的熵变a和b的差值a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]-S[CaO(s)]，故B正确；C．MgCO3和CaCO3均为离子晶体，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，MgO的晶格能大于CaO，镁离子更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子易分解为二氧化碳，则碳酸镁的分解温度小于碳酸钙的，故C错误；D．由表格数据可知，两个反应都是气体体积增加的吸热反应，故两个反应在不同温度下的ΔH和ΔS都大于零，故D正确；故答案选C。
14．（23-24高二上·重庆北碚·期中）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质 S/() /() /()
C(金刚石) 2.4 -395.40 3513
C(石墨) 5.7 -393.51 2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的，
B．金刚石比石墨稳定
C．由公式可知，该反应
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
【答案】D
【解析】A．由燃烧热可知: ，，则反应C(石墨)→C(金刚石) ，，A错误；B．物质本身具有的能量较低，越稳定，反应C(石墨)-C(金刚石)是吸热反应，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，B错误；C．该反应，C错误；D．金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变，故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确；故选D。
15．（24-25高二下·上海·期末）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 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。
1．（2015高二·浙江·竞赛）最新研究表明，[N(CH3)4]2SO4(s)可能成为绿色的SO2吸收剂，反应原理为：[N(CH3)4]2SO4(s)+SO2=[N(CH3)4]2S2O6(s)。下列说法不正确的是
A．该反应在一定条件下能自发进行的主要原因是△H<0
B．SO2被氧化，[N(CH3)4]2S2O6中硫元素的化合价为+5
C．[N(CH3)4]2SO4和[N(CH3)4]2S2O6都是共价化合物
D．该过程中，[N(CH3)4]2SO4可以循环使用
【答案】C
【解析】A．根据化学反应能否自发进行的判断依据ΔG＝ΔH－TΔS，该反应的ΔS<0（因为反应后气体物质的量减少，体系的混乱度减小），若反应在一定条件下能自发进行，则ΔG<0，由于ΔS<0，所以要使ΔG<0，主要原因就是ΔH，这样在一定温度条件下才能满足ΔG＝ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A 选项说法正确；B．在反应[N(CH3)4]2SO4(s)+SO2 = [N(CH3)4]2S2O6(s)中，SO2转化为 [N(CH3)4]2S2O6的过程中硫元素化合价升高，SO2中硫元素为+4价，而在[N(CH3)4]2S2O6中，根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则，设硫元素化合价为x，[N(CH3)4]+整体显+1价，则2×(+1)+2x+6×(-2)=0，解方程可得x=+5价，即[N(CH3)4]2S2O6中硫元素的化合价为+5价，SO2被氧化了，B选项说法正确；C．[N(CH3)4]+与SO42-、S2O62-之间是通过离子键结合的，所以[N(CH3)4]2SO4和[N(CH3)4]2S2O6都是共价化合物，而不是共价化合物，C选项说法错误；D．反应中[N(CH3)4]2SO4参与反应吸收SO2生成[N(CH3)4]2S2O6，而[N(CH3)4]2S2O6又可以通过一定的方法使其分解重新得到[N(CH3)4]2S2O6，从而可以循环使用，D选项说法正确。答案选C。
2．（22-23高二下·广东汕尾·竞赛）臭氧能氧化，故常被用来治理电镀工业中的含氰废水，其化学反应原理为：。下列说法错误的是
A．和是同素异形体
B．该反应是熵增的过程
C．该反应中为氧化产物
D．反应中所涉及的三种气体分子均为非极性分子
【答案】D
【解析】A．和是同种元素形成的不同单质，属于同素异形体，故A正确；B．该反应过程中气体体积增大，是熵增的过程，故B正确；C．该反应中N元素由-3价上升到0价，为氧化产物，故C正确；D．中心原子价层电子对数为2+=3，且有一对孤电子对，其空间构型为V形，属于极性分子，故D错误；故选D。
3．（22-23高二上·广东汕头·竞赛）下列反应均可在室温下自发进行，其中△H＞0，△S＞0的是
A．4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)
B．NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
D．2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)
【答案】C
【解析】A.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的气体物质的量减少，△S<0，A错误；B.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的气体物质的量减少，△S<0，B错误；C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)分解反应是吸热反应，△H>0，反应后气体的物质的量增大，△S>0，C正确；D.2Cu(s)+CO2(g)+O2(g)+H2O(g)=Cu2(OH)2CO3(s)反应后气体物质的量减小，△S<0，D错误；故合理选项是C。
4．（2016高二·安徽·竞赛）下列表述中正确的是
A．在恒压下，凡是自发的过程一定是放热的
B．因为焓是状态函数，而恒压反应的焓变等于恒压反应热，所以热也是状态函数
C．单质的和都为零
D．在恒温恒压条件下，封闭体系自由能减少的过程是自发过程
【答案】D
【解析】A．反应自发进行的判据为<0，焓变或熵变不能单独的作为反应自发进行的判据，A错误；B．热是一个传递过程，产生多少热是指从一个状态到另外一个状态的变化，是状态间变化的累计量，不是某一个状态值，所以热不是状态函数，B错误；C．和指单质标准状况下生成焓和标准摩尔生成自由能，臭氧(O3)不是氧的最稳定状态的单质状态，臭氧不是0，C错误；D．在恒温恒压条件下，封闭体系自由能减少的过程是自发过程，D正确；故答案为：D。
5．（2021高二上·浙江宁波·竞赛）下列说法错误的是
A．D2、H2、HD燃烧均生成水
B．一次性打火机中的可燃性液体是苯
C．硝酸铵溶于水可自发进行，该过程ΔH>0，ΔS>0
D．BaCl2溶液能用来鉴别同浓度的纯碱稀溶液与小苏打稀溶液
【答案】B
【解析】A．D2、H2、HD都为氢气分子，都能在氧气中燃烧生成水，A正确；B．一次性打火机内充装的是液态丁烷，B错误；C．硝酸铵溶于水的过程为吸热过程，ΔH>0，硝酸铵在溶液中电离出自由移动的离子的过程是熵变增大的过程，ΔS>0，常温下ΔH-ΔS<0，则硝酸铵溶于水可自发进行，C正确；D．碳酸钠溶液能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀，碳酸氢钠溶液不能与氯化钡溶液反应，则氯化钡溶液能用来鉴别同浓度的碳酸钠稀溶液和碳酸氢钠稀溶液，D正确；故选B。
6．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K-1·mol-1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=-273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。
焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯-亥姆霍兹方程式：
因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若则逆反应自发，若反应达到化学平衡。对于一个均为正的反应，下列可以使其正向进行的是
A．置于低温条件下
B．置于高温条件下
C．加入合适的催化剂
D．将产物及时分离
【答案】B
【分析】根据题意可知，在压强与温度恒定时，正向自发。
【解析】结合上述分析，对于，的反应来说，温度高才能使，即置于高温条件下能正向自发，B项符合题意。答案选B。
7．（2024高三下·浙江·竞赛）一块铜板被等分成两块，Cu(a)和Cu(b)；锤打Cu(a)，Cu(b)不动。再由Cu(a)、Cu(b)及CuSO4溶液组成电池：Cu(a)|CuSO4(cmol·L-1)|Cu(b)，测得电动势E>0，因为Cu(a)的
A．△S>0，△H=0 B．△S>0，△H<0
C．△S<0，△H=0 D．△S<0，△H<0
【答案】A
【解析】捶打使Cu(a)内部的原子肯定发生了异位，导致原本十分整齐的晶胞排列或多或少发生改变，宏观变现就是铜板外观的变形，因此原子的排列混乱度增加，熵增，△S>0；捶打不能使铜板的金属键发生变化，该过程中没有热量的变化，△H=0，故选A。
8．（2024高三下·浙江·竞赛）碱土金属碳酸盐热分解反应：MCO3(s)=MO(s)+CO2(g)，298K下热力学数据如下：
MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
/(kJ-mol-1) 117 175 236 268
/(Jmol-1·K-') 167 161 167 167
pCO2=105Pa时的分解温度/K 701 x 1413 1605
下列说法正确的是
A．四种碳酸盐热分解的熵相近，因为都是碳酸盐
B．x=1087K
C．从Mg→Ba分解温度越来越高，因为金属活泼性增强
D．若pCO2=103Pa各分解反应反应温度升高了
【答案】B
【解析】A．熵变化是因为气体引起的，四种盐生成气体物质的量相等，故熵相近，A错误；B．，B正确；C．四种金属属于同一主族，从 Mg→Ba，原子的电子层数依次增大，其原子半径依次增大，M2+对 O2-” 的极化能力减弱，生成 MO 越来越难导致其分解温度越来越高，C错误；D．若pCO2=103Pa，此时的分解温度降低， ，温度降低了，D错误；
故选B。
9．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K-1·mol-1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=-273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：
即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。
焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。
熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。
但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯-亥姆霍兹方程式：
因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若 则逆反应自发，若 反应达到化学平衡。根据材料，许多放热化学反应能够自发进行，使得人们总结出焓判据的原因在于
A．其反应熵变很小
B．其反应需要的温度较高
C．反应活化能较低
D．反应的体积功大(，其中为其体积功)
【答案】D
【解析】仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力；故使得人们总结出焓判据的原因在于反应的体积功大(，其中为其体积功)；故选D。
10．（2023·福建厦门·二模）从菱锰矿(主要成分为，M为、或)提取的转化关系如下：
菱锰矿，，已知 ，关系如图。下列说法错误的是
A．“焙烧”过程最大的是 B．“焙烧”过程最大的是
C．“焙烧”温度应控制在 D．“操作X”为加热
【答案】A
【解析】A．熵增的反应利于反应的进行，由流程可知，“焙烧”过程碳酸锰首先分解为氧化锰，而此时碳酸镁没有分解，故最大的不是，A错误；B．吸热反应不利于反应的自发进行，反应可以自发进行，“焙烧”过程碳酸钙分解所需的温度最高，则最大的是，B正确；C．焙烧”过程要求碳酸锰分解而碳酸镁、碳酸钙不分解，结合图像可知，“焙烧”温度应控制在，C正确；D．生成碳酸锰的反应为分解反应，则操作X为加热促使分解，D正确；故选A。
11．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）光催化是新发展的一个催化技术，TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂，它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4，再转化为纯TiO2。
物种 TiO2(s) TiCl4(g) Cl2(g) O2(g) C(s) CO(g)
ΔrΗΘm /kJ molˉ1 –944.7 –763.2 0 0 0 –110.5
SΘm/J molˉ1 Kˉ1 55.02 354.9 223.1 205.1 5.74 197.7
请根据表中数据作答：
（1）计算反应：TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，该反应能否正向进行 ？
（2）计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应在298K进行的方向 。
（3）为得到纯的TiCl4，有人设计如下方案：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应进行的方向 。
【答案】（1）ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ molˉ1 Kˉ1＞0 反应正向不能进行
（2）ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274kJ molˉ1 Kˉ1 ＜0 反应正向能进行
（3）ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ molˉ1＜0 反应正向能进行
【解析】（1）ΔrΗΘm = 181.5 kJ/mol ， ΔrSΘm = 58.78 J molˉ1 Kˉ1，TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g)，根据吉布斯自由能，ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ molˉ1 Kˉ1＞ 0 反应正向不能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ molˉ1 Kˉ1＞ 0 反应正向不能进行；
（2）ΔrΗΘm =–221 kJ/mol ，ΔrSΘm =249.7 J molˉ1 Kˉ1，ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274/ J molˉ1 Kˉ1 ＜0反应正向能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274/ J molˉ1 Kˉ1 ＜0反应正向能进行；
（3）ΔrΗΘm =–39.5 kJ/mol，ΔrSΘm = 249.7 J molˉ1 Kˉ1 ，ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ molˉ1 ＜0反应正向能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ molˉ1＜0反应正向能进行。
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