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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向学案设计
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向学案设计，共10页。学案主要包含了能力打底 概念辨析，自发过程，自发反应，化学反应方向的判据等内容，欢迎下载使用。
能用焓变和熵变说明简单化学反应的方向。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 凡是熵增大的反应都是自发反应。( × )
(2) ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行。( × )
(3) 一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。( √ )
(4) NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0。( √ )
(5) NH4HCO3(g)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57kJ/ml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。( √ )
二、自发过程
1. 含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
2. 特点
(1) 体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态(体系对外部 做功 或 放出 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)。
三、自发反应
在一定条件下 无需外界帮助 就能自发进行的反应称为自发反应。
四、化学反应方向的判据
1. 焓判据
放热过程中体系能量 降低 ，ΔH ＜ 0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
2. 熵判据
(1) 熵：描述体系 混乱 程度的物理量，符号为 S 。熵值越大，体系混乱度 越大 。
(2) 常见的熵增过程：
(3) 熵判据：体系的混乱度 增大 ，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。
3. 反应方向的复合判据(综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于所有的过程)
当ΔG＝ΔH－TΔSeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(<0时，反应 能够 自发进行,＝0时，反应达到 平衡 状态,>0时，反应 不能 自发进行))
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响：
下列反应在任何温度下均能自发进行的是( D )
A.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ/ml
B. Ag(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ/ml
C. HgO(s)===Hg(l)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋91 kJ/ml
D. H2O2(l)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ/ml
[解析] 反应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。A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，反应都不能自发进行，A错误；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行，B错误；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下才能自发进行，C错误；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，反应均能自发进行，D正确。
下列内容与结论相对应的是( B )
[解析] 物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS＜0，A错误；硝酸铵溶于水是吸热的熵增过程，ΔS＞0，可自发进行，B正确；一个反应的ΔH＞0，ΔS＞0，根据复合判据可知，高温时，ΔH－TΔS＜0，即高温条件下反应能自发进行，C错误；由ΔH＜0，ΔS＞0知，ΔH－TΔS＜0，故该反应在任何温度下都能自发进行，D错误。
下列判断正确的是( A )
A.一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH＜0
B. 反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C. 反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＜0，ΔS＞0
D. 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0
[解析] A、B、D中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，故根据ΔH－TΔS＜0可知，这三个反应均属于放热反应，A正确，B、D错误；C中反应为熵减反应，ΔS＜0，C错误。
1. 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1) MgO(s)＋C(s)===CO(g)＋Mg(g)在高温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0，ΔS＞0。( √ )
(2) Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)在室温下能自发进行，则该反应的ΔH>0，ΔS＞0。( × )
(3) 反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH＞0，ΔS＜0。( × )
(4) 反应2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋2H2O(s)的ΔH>0，ΔS<0。( × )
2. 下列反应均可在室温下自发进行，其中ΔH＞0，ΔS＞0的是( A )
A.(NH4)2CO3(s)===NH3(g)＋NH4HCO3(s)
B.Mg(s)＋2HCl(aq)===MgCl2(aq)＋H2(g)
C.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D.Al(OH)3(s)＋3HNO3(aq)===Al(NO3)3(aq)＋3H2O(l)
[解析] 分解反应属于吸热反应，ΔH＞0，由固体分解生成气体可知ΔS＞0，A正确；金属与酸的反应为放热反应，ΔH＜0，B错误；放热的氧化还原反应，ΔH＜0，且ΔS＜0，C错误；中和反应为放热反应，ΔH＜0，D错误。
3. 下列变化过程中，熵变小于0的是( B )
A.H2O(s)―→H2O(l)―→H2O(g)
B.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
C.NaOH(s)===Na＋(aq)＋OH－(aq)
D.2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)
4. (2022·海安期中)下列说法正确的是( C )
A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
B. NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C. 若ΔH>0，ΔS<0，化学反应在任何温度下都不能自发进行
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
[解析] 由气体的化学计量数可知，ΔS<0，在低温下能够自发进行，根据ΔH－TΔS<0可知该反应的ΔH<0，A错误；由气体的化学计量数可知，ΔS>0，室温下不能自发进行，根据ΔH－TΔS＜0说明ΔH>0，B错误；ΔH－TΔS<0的反应能自发进行，若ΔH>0，ΔS<0，则化学反应在任何温度下都不能自发进行，C正确；催化剂能降低反应活化能，不改变反应的始态和终态，即不改变反应的焓变，D错误。
1. 下列过程是非自发过程的是( D )
A.水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧
C.整齐火柴的散落 D. 室温下水结成冰
[解析] 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，D符合。
2. 已知反应FeO(s)＋C(s)===CO(g)＋Fe(s)的ΔH＞0(假设ΔH，ΔS不随温度变化而变化)，下列叙述中正确的是( B )
A.低温下为自发过程，高温下为非自发过程
B. 高温下为自发过程，低温下为非自发过程
C.任何温度下都为非自发过程
D. 任何温度下都为自发过程
[解析] ΔH＞0，ΔS＞0，低温下，ΔG＝ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行，高温下，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，B正确。
3. 下列反应中ΔH＞0，ΔS＞0 的是( A )
A.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
B.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
C.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D.任何温度下均能自发进行的反应：CCl2(g)===CO(g)＋Cl2(g)
4.(2022·扬州模拟)下列关于化学反应的方向的说法正确的是( B )
A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH>0
B. 常温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH<0
C. 反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0
D. 一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0，ΔS>0
[解析] 该反应的ΔS＜0，在一定条件下能自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知，ΔH应小于0，A错误；该反应的ΔS＜0，由反应可自发进行可知，ΔH＜0，B正确；该反应的ΔS＜0，由反应可自发进行可知，ΔH＜0，C错误；该反应的ΔS＞0，反应是分解反应，为吸热反应，即ΔH＞0，D错误。
5. 下列反应均可在室温下自发进行，其中ΔH＞0，ΔS＞0的是( A )
A.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
B.NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
C.4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
D.2Cu(s)＋CO2(g)＋O2(g)＋H2O(g)===Cu2(OH)2CO3(s)
6. 下列说法中正确的是( D )
A.非自发反应在任何条件下都不能实现
B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D.熵增加且放热的反应一定是自发反应
7. (2022·扬州中学)下列说法正确的是( A )
A.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则ΔH<0
B.ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行
C.反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS<0
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
[解析] 反应物中有气体，生成物中没有气体，则ΔS<0，若要使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，则ΔH必须小于0，A正确；ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，则ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下不能自发进行，B错误；反应物中无气体，生成物中有气体，则ΔS>0，C错误；同一物质不同状态的熵值：气态>液态>固态，D错误。
8. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是( A )
A.N2H4(l)＋eq \f(1,2)N2O4(l)===eq \f(3,2)N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－546.45kJ/ml
B.Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s) ΔH＝－64.4kJ/ml
C.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4kJ/ml
D.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163kJ/ml
9. 下列自发反应可以用熵判据来解释的是( B )
A.2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9kJ/ml
B.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7kJ/ml
C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.3kJ/ml
D.H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8kJ/ml
[解析] 反应的ΔH＞0，ΔS＞0，要使ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔS的大小，能用熵判据进行解释，B正确；反应的ΔH＜0，ΔS＜0，要使ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，A、C、D错误。
10．(2023·靖江模拟)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。科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2 (如下图所示)。下列说法中正确的是( D )
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
[解析] 步骤一中反应为CaO与CO2化合生成CaCO3，为放热反应，ΔS<0，A、B错误；步骤一和步骤二的条件不同，所以不互为可逆反应，C错误；步骤二的反应为CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温)) CaO＋CO2，ΔS>0，ΔH＞0，若要使ΔG＝ΔH－TΔS<0，则高温条件有利于反应自发进行，D正确。
11. 已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1，仅在高温下自发进行；②氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH2，在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据，其中可能正确的是( B )
A.ΔH1＝－178.32kJ/ml
ΔH2＝－78.3kJ/ml
B. ΔH1＝＋178.32kJ/ml
ΔH2＝－78.3kJ/ml
C. ΔH1＝－178.32kJ/ml
ΔH2＝＋78.3kJ/ml
D. ΔH1＝＋178.32kJ/ml
ΔH2＝＋78.3kJ/ml
[解析] 根据碳酸钙分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1，仅在高温下自发进行，又因固体分解得到气体，则ΔS＞0，根据ΔH－TΔS＜0的反应自发进行，所以ΔH1＞0；而氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH2，在任何温度下都自发进行，固体分解得到气体，ΔS＞0，根据ΔH－TΔS＜0的反应自发进行，所以ΔH2＜0。
12. (2023·淮安期中)橡皮筋在拉伸和收缩状态时的结构如右图，在其拉伸过程中有放热现象。25℃、101 kPa时，下列反应过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态一致的是( A )
A.2H2＋O2===2H2O
B.2C＋O2===2CO
C.NH4NO3的溶解
D.Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
[解析] 橡皮筋从收缩状态到拉伸过程中放热，混乱度减少，即ΔS＜0，且在25 ℃，101 kPa时不自发进行。A项， 氢气在氧气中燃烧放热，且ΔG＝ΔH－TΔS＜0，说明该反应在低温下能够自发进行，但在25 ℃，101 kPa时不自发进行，A正确；B项，2C＋O2===2CO的ΔS＞0，B错误；C项，NH4NO3的溶解吸热，且ΔS＞0，C错误；D项，该反应为吸热反应，且ΔS＞0，在25 ℃，101 kPa 时能自发进行，D错误。
13. 金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)。反应过程中能量的变化如右图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中，正确的是( D )
A.ΔH＜0 ΔS＜0
B.ΔH＞0 ΔS＜0
C.ΔH＜0 ΔS＞0
D.ΔH＞0 ΔS＞0
14．(2023·南菁中学)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，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的ΔH＝－2.18 kJ/ml，ΔS＝－6.61 J/(ml·K)]( A )
A．会变成灰锡
B.无法确定
C. 只有继续降低温度才会变成灰锡
D.只有继续升高温度才会变成灰锡
[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ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J/ml－273 K×[－6.61 J/(ml·K)]＝－375.47 J/ml<0，因此在该条件下白锡会变成灰锡，选A。
15. 根据所学知识和已有经验，指出下列反应能自发进行的温度条件，并判断反应的ΔH、ΔS是大于零还是小于零。
(1)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)在 高温 (填“高温”或“低温”)下能自发进行，则该反应的ΔH ＞ 0，ΔS ＞ 0。
(2)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在 低温 (填“高温”或“低温”)下能自发进行，则该反应的ΔH ＜ 0，ΔS ＜ 0。
16. (2022·中华中学)回答下列问题：
(1) 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据： 该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，在任何温度下均不能自发进行 。
(2) 下列反应中，在高温下不能自发进行的是 a (填字母)。
a．CO(g)===C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)
b.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
c．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
d.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
(3) 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要的意义。
生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。已知反应C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)的ΔH＝＋131.3 kJ/ml，ΔS＝＋133.7 J/(ml·K)，则该反应在低温下 不能 (填“能”或“不能”)自发进行。
[解析] (2) a、b、c、d项的ΔH>0，b、c、d项的ΔS>0，ΔH－TΔS<0时，反应才能自发进行。a项ΔS<0，ΔH－TΔS>0，所以在高温下该反应不能自发进行。 (3) 该反应的ΔH>0，ΔS>0，故该反应在高温下可自发进行，在低温下不能自发进行。
类型
例子
类型
例子
气体的扩散
氯气泄漏
不同状态的同一种物质
S(s)＜S(l)＜S(g)
固体的溶解
氯化铵溶于水
气体化学计量数增加的反应
C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH
ΔS
ΔG
反应情况
特别提醒
－
＋
永远是负值
在任何温度下均自发进行
反应过程的自发性只能用于判断反应过程的方向，不能确定反应过程是否一定会发生和反应过程发生的速率
＋
－
永远是正值
在任何温度下均非自发进行
＋
＋
低温为正，高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负，高温为正
低温时自发，高温时非自发
选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS＞0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
该过程的ΔS＞0
C
一个反应的ΔH＞0，ΔS＞0
反应一定不能自发进行
D
H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝ －271 kJ/ml，ΔS＝＋8 J/(ml·K)
反应在任何温度下都不能自发进行
能用焓变和熵变说明简单化学反应的方向。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 凡是熵增大的反应都是自发反应。( × )
(2) ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行。( × )
(3) 一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。( √ )
(4) NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0。( √ )
(5) NH4HCO3(g)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57kJ/ml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。( √ )
二、自发过程
1. 含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
2. 特点
(1) 体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态(体系对外部 做功 或 放出 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)。
三、自发反应
在一定条件下 无需外界帮助 就能自发进行的反应称为自发反应。
四、化学反应方向的判据
1. 焓判据
放热过程中体系能量 降低 ，ΔH ＜ 0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
2. 熵判据
(1) 熵：描述体系 混乱 程度的物理量，符号为 S 。熵值越大，体系混乱度 越大 。
(2) 常见的熵增过程：
(3) 熵判据：体系的混乱度 增大 ，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。
3. 反应方向的复合判据(综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于所有的过程)
当ΔG＝ΔH－TΔSeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(<0时，反应 能够 自发进行,＝0时，反应达到 平衡 状态,>0时，反应 不能 自发进行))
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响：
下列反应在任何温度下均能自发进行的是( D )
A.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ/ml
B. Ag(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ/ml
C. HgO(s)===Hg(l)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋91 kJ/ml
D. H2O2(l)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ/ml
[解析] 反应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。A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，反应都不能自发进行，A错误；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，反应才能自发进行，B错误；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下才能自发进行，C错误；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，反应均能自发进行，D正确。
下列内容与结论相对应的是( B )
[解析] 物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS＜0，A错误；硝酸铵溶于水是吸热的熵增过程，ΔS＞0，可自发进行，B正确；一个反应的ΔH＞0，ΔS＞0，根据复合判据可知，高温时，ΔH－TΔS＜0，即高温条件下反应能自发进行，C错误；由ΔH＜0，ΔS＞0知，ΔH－TΔS＜0，故该反应在任何温度下都能自发进行，D错误。
下列判断正确的是( A )
A.一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH＜0
B. 反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C. 反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＜0，ΔS＞0
D. 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0
[解析] A、B、D中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，故根据ΔH－TΔS＜0可知，这三个反应均属于放热反应，A正确，B、D错误；C中反应为熵减反应，ΔS＜0，C错误。
1. 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1) MgO(s)＋C(s)===CO(g)＋Mg(g)在高温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0，ΔS＞0。( √ )
(2) Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)在室温下能自发进行，则该反应的ΔH>0，ΔS＞0。( × )
(3) 反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH＞0，ΔS＜0。( × )
(4) 反应2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋2H2O(s)的ΔH>0，ΔS<0。( × )
2. 下列反应均可在室温下自发进行，其中ΔH＞0，ΔS＞0的是( A )
A.(NH4)2CO3(s)===NH3(g)＋NH4HCO3(s)
B.Mg(s)＋2HCl(aq)===MgCl2(aq)＋H2(g)
C.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D.Al(OH)3(s)＋3HNO3(aq)===Al(NO3)3(aq)＋3H2O(l)
[解析] 分解反应属于吸热反应，ΔH＞0，由固体分解生成气体可知ΔS＞0，A正确；金属与酸的反应为放热反应，ΔH＜0，B错误；放热的氧化还原反应，ΔH＜0，且ΔS＜0，C错误；中和反应为放热反应，ΔH＜0，D错误。
3. 下列变化过程中，熵变小于0的是( B )
A.H2O(s)―→H2O(l)―→H2O(g)
B.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
C.NaOH(s)===Na＋(aq)＋OH－(aq)
D.2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)
4. (2022·海安期中)下列说法正确的是( C )
A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
B. NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C. 若ΔH>0，ΔS<0，化学反应在任何温度下都不能自发进行
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
[解析] 由气体的化学计量数可知，ΔS<0，在低温下能够自发进行，根据ΔH－TΔS<0可知该反应的ΔH<0，A错误；由气体的化学计量数可知，ΔS>0，室温下不能自发进行，根据ΔH－TΔS＜0说明ΔH>0，B错误；ΔH－TΔS<0的反应能自发进行，若ΔH>0，ΔS<0，则化学反应在任何温度下都不能自发进行，C正确；催化剂能降低反应活化能，不改变反应的始态和终态，即不改变反应的焓变，D错误。
1. 下列过程是非自发过程的是( D )
A.水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧
C.整齐火柴的散落 D. 室温下水结成冰
[解析] 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，D符合。
2. 已知反应FeO(s)＋C(s)===CO(g)＋Fe(s)的ΔH＞0(假设ΔH，ΔS不随温度变化而变化)，下列叙述中正确的是( B )
A.低温下为自发过程，高温下为非自发过程
B. 高温下为自发过程，低温下为非自发过程
C.任何温度下都为非自发过程
D. 任何温度下都为自发过程
[解析] ΔH＞0，ΔS＞0，低温下，ΔG＝ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行，高温下，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，B正确。
3. 下列反应中ΔH＞0，ΔS＞0 的是( A )
A.CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
B.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
C.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
D.任何温度下均能自发进行的反应：CCl2(g)===CO(g)＋Cl2(g)
4.(2022·扬州模拟)下列关于化学反应的方向的说法正确的是( B )
A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH>0
B. 常温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH<0
C. 反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0
D. 一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0，ΔS>0
[解析] 该反应的ΔS＜0，在一定条件下能自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知，ΔH应小于0，A错误；该反应的ΔS＜0，由反应可自发进行可知，ΔH＜0，B正确；该反应的ΔS＜0，由反应可自发进行可知，ΔH＜0，C错误；该反应的ΔS＞0，反应是分解反应，为吸热反应，即ΔH＞0，D错误。
5. 下列反应均可在室温下自发进行，其中ΔH＞0，ΔS＞0的是( A )
A.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
B.NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
C.4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
D.2Cu(s)＋CO2(g)＋O2(g)＋H2O(g)===Cu2(OH)2CO3(s)
6. 下列说法中正确的是( D )
A.非自发反应在任何条件下都不能实现
B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
D.熵增加且放热的反应一定是自发反应
7. (2022·扬州中学)下列说法正确的是( A )
A.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则ΔH<0
B.ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行
C.反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS<0
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
[解析] 反应物中有气体，生成物中没有气体，则ΔS<0，若要使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，则ΔH必须小于0，A正确；ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，则ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下不能自发进行，B错误；反应物中无气体，生成物中有气体，则ΔS>0，C错误；同一物质不同状态的熵值：气态>液态>固态，D错误。
8. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是( A )
A.N2H4(l)＋eq \f(1,2)N2O4(l)===eq \f(3,2)N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－546.45kJ/ml
B.Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s) ΔH＝－64.4kJ/ml
C.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4kJ/ml
D.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163kJ/ml
9. 下列自发反应可以用熵判据来解释的是( B )
A.2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9kJ/ml
B.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7kJ/ml
C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.3kJ/ml
D.H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8kJ/ml
[解析] 反应的ΔH＞0，ΔS＞0，要使ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔS的大小，能用熵判据进行解释，B正确；反应的ΔH＜0，ΔS＜0，要使ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，A、C、D错误。
10．(2023·靖江模拟)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。科学家利用太阳能加热反应器来“捕捉”空气中的CO2 (如下图所示)。下列说法中正确的是( D )
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
[解析] 步骤一中反应为CaO与CO2化合生成CaCO3，为放热反应，ΔS<0，A、B错误；步骤一和步骤二的条件不同，所以不互为可逆反应，C错误；步骤二的反应为CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温)) CaO＋CO2，ΔS>0，ΔH＞0，若要使ΔG＝ΔH－TΔS<0，则高温条件有利于反应自发进行，D正确。
11. 已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1，仅在高温下自发进行；②氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH2，在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据，其中可能正确的是( B )
A.ΔH1＝－178.32kJ/ml
ΔH2＝－78.3kJ/ml
B. ΔH1＝＋178.32kJ/ml
ΔH2＝－78.3kJ/ml
C. ΔH1＝－178.32kJ/ml
ΔH2＝＋78.3kJ/ml
D. ΔH1＝＋178.32kJ/ml
ΔH2＝＋78.3kJ/ml
[解析] 根据碳酸钙分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1，仅在高温下自发进行，又因固体分解得到气体，则ΔS＞0，根据ΔH－TΔS＜0的反应自发进行，所以ΔH1＞0；而氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH2，在任何温度下都自发进行，固体分解得到气体，ΔS＞0，根据ΔH－TΔS＜0的反应自发进行，所以ΔH2＜0。
12. (2023·淮安期中)橡皮筋在拉伸和收缩状态时的结构如右图，在其拉伸过程中有放热现象。25℃、101 kPa时，下列反应过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态一致的是( A )
A.2H2＋O2===2H2O
B.2C＋O2===2CO
C.NH4NO3的溶解
D.Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
[解析] 橡皮筋从收缩状态到拉伸过程中放热，混乱度减少，即ΔS＜0，且在25 ℃，101 kPa时不自发进行。A项， 氢气在氧气中燃烧放热，且ΔG＝ΔH－TΔS＜0，说明该反应在低温下能够自发进行，但在25 ℃，101 kPa时不自发进行，A正确；B项，2C＋O2===2CO的ΔS＞0，B错误；C项，NH4NO3的溶解吸热，且ΔS＞0，C错误；D项，该反应为吸热反应，且ΔS＞0，在25 ℃，101 kPa 时能自发进行，D错误。
13. 金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)。反应过程中能量的变化如右图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中，正确的是( D )
A.ΔH＜0 ΔS＜0
B.ΔH＞0 ΔS＜0
C.ΔH＜0 ΔS＞0
D.ΔH＞0 ΔS＞0
14．(2023·南菁中学)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，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的ΔH＝－2.18 kJ/ml，ΔS＝－6.61 J/(ml·K)]( A )
A．会变成灰锡
B.无法确定
C. 只有继续降低温度才会变成灰锡
D.只有继续升高温度才会变成灰锡
[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ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J/ml－273 K×[－6.61 J/(ml·K)]＝－375.47 J/ml<0，因此在该条件下白锡会变成灰锡，选A。
15. 根据所学知识和已有经验，指出下列反应能自发进行的温度条件，并判断反应的ΔH、ΔS是大于零还是小于零。
(1)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)在 高温 (填“高温”或“低温”)下能自发进行，则该反应的ΔH ＞ 0，ΔS ＞ 0。
(2)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在 低温 (填“高温”或“低温”)下能自发进行，则该反应的ΔH ＜ 0，ΔS ＜ 0。
16. (2022·中华中学)回答下列问题：
(1) 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据： 该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，在任何温度下均不能自发进行 。
(2) 下列反应中，在高温下不能自发进行的是 a (填字母)。
a．CO(g)===C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)
b.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
c．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
d.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
(3) 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要的意义。
生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。已知反应C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)的ΔH＝＋131.3 kJ/ml，ΔS＝＋133.7 J/(ml·K)，则该反应在低温下 不能 (填“能”或“不能”)自发进行。
[解析] (2) a、b、c、d项的ΔH>0，b、c、d项的ΔS>0，ΔH－TΔS<0时，反应才能自发进行。a项ΔS<0，ΔH－TΔS>0，所以在高温下该反应不能自发进行。 (3) 该反应的ΔH>0，ΔS>0，故该反应在高温下可自发进行，在低温下不能自发进行。
类型
例子
类型
例子
气体的扩散
氯气泄漏
不同状态的同一种物质
S(s)＜S(l)＜S(g)
固体的溶解
氯化铵溶于水
气体化学计量数增加的反应
C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH
ΔS
ΔG
反应情况
特别提醒
－
＋
永远是负值
在任何温度下均自发进行
反应过程的自发性只能用于判断反应过程的方向，不能确定反应过程是否一定会发生和反应过程发生的速率
＋
－
永远是正值
在任何温度下均非自发进行
＋
＋
低温为正，高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负，高温为正
低温时自发，高温时非自发
选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS＞0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
该过程的ΔS＞0
C
一个反应的ΔH＞0，ΔS＞0
反应一定不能自发进行
D
H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝ －271 kJ/ml，ΔS＝＋8 J/(ml·K)
反应在任何温度下都不能自发进行
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