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人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第三节 化学反应的方向同步训练题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第三节 化学反应的方向同步训练题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法不正确的是( C )
A．铁生锈和氢气燃烧均为自发放热过程
B．冰融化的过程中，熵值增大
C．无热效应的自发过程是不存在的
D．同一物质固态时熵值最小
解析：铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程，A项正确；冰融化时有序性减弱，混乱度增加，即熵值增大，B项正确；物质由有序转化为无序时，不一定发生热效应，如分子的扩散现象，C项错误；同一物质在固态时有序性最高，熵值最小，D项正确。
2．下列说法正确的是( B )
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．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·ml－1，能自发进行的原因是ΔS>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
解析：ΔH－TΔS<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；ΔH＝＋185.57 kJ·ml－1，能自发进行的原因是ΔS>0，可满足ΔH－TΔS<0，故B正确；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；使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误。
3．下列反应常温时能自发进行，并既能用焓判据又能用熵判据解释的是( B )
A．H2SO4＋2NH3===(NH4)2SO4
B．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
C．2KClO3===2KCl＋3O2↑
D．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
解析：A项的反应ΔH＜0，ΔS＜0，属焓判据解释，A项错误；B项中ΔH＜0，ΔS＞0，既能用焓又能用熵判据解释，B项正确；C中反应ΔH＞0，ΔS＞0，属熵判据解释，C项错误；D项中反应，ΔH＞0，ΔS＞0，属熵判据解释，D项错误。
4．下列对化学反应预测不正确的是( B )
解析：W(s)＋G(g)===2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，ΔS>0，ΔH<0，反应能够自发进行，A正确；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，一定不能自发进行，B错误；3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)的ΔS>0，在常温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C正确；常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的ΔS<0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH<0，D正确。
5．(2022·1月浙江选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是( D )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
解析：强电解质NaOH溶于水放热，ΔH<0，强电解质NH4Cl溶于水吸热，ΔH>0，A项、B项错误；AB型强电解质固体溶于水转化为离子，混乱度增加，但离子在水中存在水合过程，使水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变取决于固体转化为离子的熵增和水合过程的熵减两个作用的相对大小，若前者占主导，则溶解过程熵增，反之熵减，故C项错误，D项正确。
6．下列说法中正确的是( C )
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变
C．熵增加且放热的反应一定是自发反应
D．非自发反应在任何条件下都不能实现
解析：反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的，吸热反应也不都是非自发的；自发反应不一定熵增大，非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。
7．假定X2与Y2都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，在如图所示的过程中，下列说法正确的是( C )
eq \x(\a\al(p1V1T1,1 ml X2))＋eq \x(\a\al(p1V1T1,1 ml Y2))―→eq \x(\a\al( p12V1T1,1 ml X2＋1 ml Y2))
A．若X2、Y2均为O2，则ΔS>0，混合过程自发进行
B．若X2、Y2均为O2，则ΔS<0，混合过程不自发
C．若X2、Y2分别为N2与O2，则ΔS>0，混合过程自发进行
D．若X2、Y2分别为N2与O2，则ΔS<0，混合过程不自发
解析：若X2、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则ΔS＝0，混合过程自发进行，A、B错误；若X2、Y2分别为N2与O2，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则ΔS>0，混合过程自发进行，C正确；D错误。
8．下列对化学反应预测正确的是( D )
解析：M(s)===X(g)＋Y(s)，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，故A错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)=== 4Q(s)为气体化学计量数减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，一定不能自发进行，故B错误；4X(g)＋5Y(g)=== 4W(g)＋6G(g)反应为气体化学计量数增大的反应，ΔS>0，所以当ΔH<0时，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，故C错误；W(s)＋G(g)===2Q(g) ΔH<0，反应为气体化学计量数增大的反应，ΔS>0，则一定满足ΔH－TΔS<0，反应任何温度都自发进行，故D正确。
9．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( C )
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
解析：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，故A错误；该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快，故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，故C正确；根据数学知识可知，ΔH为该图像的截距，而反应截距小于0，故ΔH<0，故D错误。
10．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·ml－1)的变化。下列关于该反应的说法正确的是( C )
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
11．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( D )
A．ΔH<0、ΔS>0的反应在低温时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应的方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
D．高温下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)能自发进行，则其ΔH>0、ΔS>0
解析：对于ΔH<0、ΔS>0的反应，任何温度下都有ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行，A项错误；催化剂只能改变反应速率，不改变反应的方向，B项错误；反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS>0，由于在室温下不能自发进行，所以此时ΔG＝ΔH－TΔS>0，即该反应的ΔH>0，C项错误；反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔS>0，高温下该反应能自发进行，则ΔH>0，D项正确。
12．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，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·ml－1，ΔS＝－145 J·ml－1·K－1。下列说法中错误的是( B )
A．该反应中反应物的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
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
二、非选择题
13．已知甲烷隔绝空气在不同温度下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，在图书馆中查到了如下热力学数据：
反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·ml－1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·ml－1·K－1。
反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·ml－1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·ml－1·K－1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：
(1)这两个反应在_高温__(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下_不能__(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为_927.8～1_709.4_K__。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是_C__(填字母)
A．905.2 K B．927 K
C．1 273 K D．2 000 K
解析：(1)该反应是吸热的熵增反应，在高温下自发进行。
(2)ΔH－TΔS＝74.848 kJ·ml－1－80.674×10－3 kJ·ml－1·K－1×298 K＝50.807 kJ·ml－1>0，所以该反应在常温下不能自发进行。
(3)甲烷裂解为炭黑和氢气时，ΔH－TΔS＝74.848 kJ·ml－1－80.674×10－3 kJ·ml－1·K－1×T<0，解得T>927.8 K；裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝376.426 kJ·ml－1－220.211×10－3 kJ·ml－1·K－1×T<0，解得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气，所以要制取炭黑，必须控制温度在927.8～1 709.4 K。
(4)要提高甲烷的炭化程度，应在927.8～1 709.4 K的范围内尽可能提高温度。
14．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS_<__0(填“>”“<”或“＝”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS_>__0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g) ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·ml－1，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·ml－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度为_小于1_240_K__。
解析：(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH>0，则2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH－TΔS<0；T>980 K时，ΔH－TΔS>0。
(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·ml－1－T×[－75.8 J·ml－1·K－1×10－3kJ·J－1]<0，则T15．(1)已知：298 K、101 kPa时，反应CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s) ΔH＝－402.0 kJ·ml－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·ml－1。若此反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度低于_2_127_K__。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1，ΔS＝＋118.8 J·ml－1·K－1。则水的沸点是_370.4_K__。
(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝＋1.895 kJ·ml－1，ΔH－TΔS＝2.866 kJ·ml－1，又已知石墨的熵S石＝5.694 J·ml－1·K－1，则金刚石的熵S金＝_2.436_J·ml－1·K－1__(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是_金刚石__。
解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的ΔH＝－402.0 kJ·ml－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·ml－1，则有ΔS＝(－402.0 kJ·ml－1＋345.7 kJ·ml－1)÷298 K≈－0.189 kJ·ml－1·K－1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS<0，即－402.0 kJ·ml－1－T×(－0.189 kJ·ml－1·K－1)<0，得T<2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度低于2 127K。
(2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0，则T＝ΔH÷ΔS＝44.0×103 J·ml－1÷118.8 J·ml－1·K－1≈370.4 K。
(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金－S石)＝2.866 kJ·ml－1，即1.895 kJ·ml－1－298 K×(S金－5.694×10－3kJ·ml－1·K－1)＝2.866 kJ·ml－1，解得S金＝2.436×10－3kJ·ml－1·K－1＝2.436 J·ml－1·K－1。熵用来度量混乱度的程度，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金化学方程式
已知条件
预测
A
W(s)＋G(g)===2Q(g)
任何温度都自发进行
ΔH<0
B
4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)
常温下自发进行
ΔH>0
C
3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)
常温下不能自发进行
ΔH>0
D
2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
常温下能够自发进行
ΔH<0
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一定小于0
D
W(s)＋G(g)===2Q(g)
ΔH<0
任何温度都自发进行
1．下列说法不正确的是( C )
A．铁生锈和氢气燃烧均为自发放热过程
B．冰融化的过程中，熵值增大
C．无热效应的自发过程是不存在的
D．同一物质固态时熵值最小
解析：铁生锈和氢气燃烧均为放出热量的自发过程，A项正确；冰融化时有序性减弱，混乱度增加，即熵值增大，B项正确；物质由有序转化为无序时，不一定发生热效应，如分子的扩散现象，C项错误；同一物质在固态时有序性最高，熵值最小，D项正确。
2．下列说法正确的是( B )
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．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·ml－1，能自发进行的原因是ΔS>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
解析：ΔH－TΔS<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；ΔH＝＋185.57 kJ·ml－1，能自发进行的原因是ΔS>0，可满足ΔH－TΔS<0，故B正确；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；使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误。
3．下列反应常温时能自发进行，并既能用焓判据又能用熵判据解释的是( B )
A．H2SO4＋2NH3===(NH4)2SO4
B．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
C．2KClO3===2KCl＋3O2↑
D．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
解析：A项的反应ΔH＜0，ΔS＜0，属焓判据解释，A项错误；B项中ΔH＜0，ΔS＞0，既能用焓又能用熵判据解释，B项正确；C中反应ΔH＞0，ΔS＞0，属熵判据解释，C项错误；D项中反应，ΔH＞0，ΔS＞0，属熵判据解释，D项错误。
4．下列对化学反应预测不正确的是( B )
解析：W(s)＋G(g)===2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，ΔS>0，ΔH<0，反应能够自发进行，A正确；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，一定不能自发进行，B错误；3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)的ΔS>0，在常温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C正确；常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的ΔS<0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH<0，D正确。
5．(2022·1月浙江选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是( D )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
解析：强电解质NaOH溶于水放热，ΔH<0，强电解质NH4Cl溶于水吸热，ΔH>0，A项、B项错误；AB型强电解质固体溶于水转化为离子，混乱度增加，但离子在水中存在水合过程，使水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变取决于固体转化为离子的熵增和水合过程的熵减两个作用的相对大小，若前者占主导，则溶解过程熵增，反之熵减，故C项错误，D项正确。
6．下列说法中正确的是( C )
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定熵增大，非自发反应一定熵减小或不变
C．熵增加且放热的反应一定是自发反应
D．非自发反应在任何条件下都不能实现
解析：反应的自发性同时受焓变和熵变的影响。放热反应不都是自发的，吸热反应也不都是非自发的；自发反应不一定熵增大，非自发反应也不一定熵减小或不变。反应能不能发生受外界条件的影响，非自发反应在一定条件下也可能发生。
7．假定X2与Y2都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，在如图所示的过程中，下列说法正确的是( C )
eq \x(\a\al(p1V1T1,1 ml X2))＋eq \x(\a\al(p1V1T1,1 ml Y2))―→eq \x(\a\al( p12V1T1,1 ml X2＋1 ml Y2))
A．若X2、Y2均为O2，则ΔS>0，混合过程自发进行
B．若X2、Y2均为O2，则ΔS<0，混合过程不自发
C．若X2、Y2分别为N2与O2，则ΔS>0，混合过程自发进行
D．若X2、Y2分别为N2与O2，则ΔS<0，混合过程不自发
解析：若X2、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则ΔS＝0，混合过程自发进行，A、B错误；若X2、Y2分别为N2与O2，混合前后气体温度均相同，但浓度、分压均减小，则ΔS>0，混合过程自发进行，C正确；D错误。
8．下列对化学反应预测正确的是( D )
解析：M(s)===X(g)＋Y(s)，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，故A错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)=== 4Q(s)为气体化学计量数减小的反应，ΔS<0，当ΔH>0时，ΔH－TΔS>0，一定不能自发进行，故B错误；4X(g)＋5Y(g)=== 4W(g)＋6G(g)反应为气体化学计量数增大的反应，ΔS>0，所以当ΔH<0时，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，故C错误；W(s)＋G(g)===2Q(g) ΔH<0，反应为气体化学计量数增大的反应，ΔS>0，则一定满足ΔH－TΔS<0，反应任何温度都自发进行，故D正确。
9．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( C )
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
解析：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，故A错误；该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快，故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，故C正确；根据数学知识可知，ΔH为该图像的截距，而反应截距小于0，故ΔH<0，故D错误。
10．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·ml－1)的变化。下列关于该反应的说法正确的是( C )
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0
11．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( D )
A．ΔH<0、ΔS>0的反应在低温时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应的方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
D．高温下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)能自发进行，则其ΔH>0、ΔS>0
解析：对于ΔH<0、ΔS>0的反应，任何温度下都有ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行，A项错误；催化剂只能改变反应速率，不改变反应的方向，B项错误；反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS>0，由于在室温下不能自发进行，所以此时ΔG＝ΔH－TΔS>0，即该反应的ΔH>0，C项错误；反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔS>0，高温下该反应能自发进行，则ΔH>0，D项正确。
12．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，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·ml－1，ΔS＝－145 J·ml－1·K－1。下列说法中错误的是( B )
A．该反应中反应物的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
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
二、非选择题
13．已知甲烷隔绝空气在不同温度下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，在图书馆中查到了如下热力学数据：
反应①的ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·ml－1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·ml－1·K－1。
反应②的ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·ml－1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·ml－1·K－1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：
(1)这两个反应在_高温__(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下_不能__(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为_927.8～1_709.4_K__。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是_C__(填字母)
A．905.2 K B．927 K
C．1 273 K D．2 000 K
解析：(1)该反应是吸热的熵增反应，在高温下自发进行。
(2)ΔH－TΔS＝74.848 kJ·ml－1－80.674×10－3 kJ·ml－1·K－1×298 K＝50.807 kJ·ml－1>0，所以该反应在常温下不能自发进行。
(3)甲烷裂解为炭黑和氢气时，ΔH－TΔS＝74.848 kJ·ml－1－80.674×10－3 kJ·ml－1·K－1×T<0，解得T>927.8 K；裂解为乙炔时，ΔH－TΔS＝376.426 kJ·ml－1－220.211×10－3 kJ·ml－1·K－1×T<0，解得T>1 709.4 K，即温度高于1 709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气，所以要制取炭黑，必须控制温度在927.8～1 709.4 K。
(4)要提高甲烷的炭化程度，应在927.8～1 709.4 K的范围内尽可能提高温度。
14．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980 K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH－TΔS_<__0(填“>”“<”或“＝”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计ΔH－TΔS_>__0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g) ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ·ml－1，ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·ml－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度为_小于1_240_K__。
解析：(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH>0，则2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980 K时，ΔH－TΔS<0；T>980 K时，ΔH－TΔS>0。
(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0 kJ·ml－1－T×[－75.8 J·ml－1·K－1×10－3kJ·J－1]<0，则T
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1，ΔS＝＋118.8 J·ml－1·K－1。则水的沸点是_370.4_K__。
(3)已知在298 K时，由石墨生成金刚石的反应的ΔH＝＋1.895 kJ·ml－1，ΔH－TΔS＝2.866 kJ·ml－1，又已知石墨的熵S石＝5.694 J·ml－1·K－1，则金刚石的熵S金＝_2.436_J·ml－1·K－1__(化学反应的熵变是生成物的总熵与反应物的总熵之差)，这两种碳的同素异形体中更有序的是_金刚石__。
解析：(1)因为298 K、101 kPa时，题给反应的ΔH＝－402.0 kJ·ml－1，ΔH－TΔS＝－345.7 kJ·ml－1，则有ΔS＝(－402.0 kJ·ml－1＋345.7 kJ·ml－1)÷298 K≈－0.189 kJ·ml－1·K－1。要使反应能自发进行，需使ΔH－TΔS<0，即－402.0 kJ·ml－1－T×(－0.189 kJ·ml－1·K－1)<0，得T<2 127 K，因此保持此反应自发进行的温度低于2 127K。
(2)在水沸腾时，ΔH－TΔS＝0，则T＝ΔH÷ΔS＝44.0×103 J·ml－1÷118.8 J·ml－1·K－1≈370.4 K。
(3)石墨转化为金刚石的反应为C(s，石墨)===C(s，金刚石)，ΔH－TΔS＝ΔH－T(S金－S石)＝2.866 kJ·ml－1，即1.895 kJ·ml－1－298 K×(S金－5.694×10－3kJ·ml－1·K－1)＝2.866 kJ·ml－1，解得S金＝2.436×10－3kJ·ml－1·K－1＝2.436 J·ml－1·K－1。熵用来度量混乱度的程度，混乱度越小，体系的熵值就越小，或者说体系的熵值越小，则越有序。通过上面的计算知S金
已知条件
预测
A
W(s)＋G(g)===2Q(g)
任何温度都自发进行
ΔH<0
B
4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)
常温下自发进行
ΔH>0
C
3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)
常温下不能自发进行
ΔH>0
D
2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
常温下能够自发进行
ΔH<0
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一定小于0
D
W(s)＋G(g)===2Q(g)
ΔH<0
任何温度都自发进行
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