基础演练
1．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 B．自发反应一定是放热反应，非自发反应一定是吸热反应 C．自发反应在恰当条件下才能实现 D．自发反应在任何条件下都能实现
解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。 答案：C
2．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是( ) A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据不能自发分解 D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
解析：碳酸铵自发分解，是因为由于氨气的生成而使体系熵增大；有的碳酸盐很稳定，不能自发分解。 答案：A
3．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程 B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程是自发可逆的
解析：一个过程是自发的，则它的逆过程是非自发的。 答案：D
4．水的三态的熵值关系是( ) A．固态>液态>气态
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B．液态>固态>气态 C．气态>液态>固态 D．气态>固态>液态
解析：同种物质在不同状态下的熵值为气态>液态>固态。 答案：C
5．下列反应可能是自发进行的吸热反应的是( ) A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(g)＋NH3(g) 点燃
C．2CO(g)＋O2(g)=====2CO2(g) 高温
D．2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe 解析：A、C、D均为放热反应。 答案：B
6．对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是( )
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B．温度、压强一定时，放热反应能自发进行 C．反应的焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程与焓变无关
解析：焓判据和熵判据共同决定一个反应的方向。 答案：A
综合应用
7．(1)解释“KCl(s)溶于水是吸热过程，但能自发进行”。 (2)为什么焓变不能作为自发性的一般标准？
答案：(1)氯化钾溶于水虽然吸热，但由于溶质分子扩散在溶剂中，使混乱度增大，熵增效应超过了能量效应，故能自发进行。
(2)化学反应进行的方向应由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，故焓变不能作为自发性的一般标准。 8．已知：反应CaCO3(s)===CaO(生石灰，s)＋CO2(g) ΔH(298.15 K)＝178.3 kJ·mol1
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ΔS(298.15 K)＝169.6 J·mol1·K1。通过计算判断此反应在室温下能否自发进行，并粗略计算此反应能自
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发进行的最低温度。
解析：ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol1－298.15 K×169.6×103 kJ·mol1·K1＝127.7 kJ·mol1>0，因此室
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温下反应不能自发进行。由于该反应为吸热的熵增加反应，所以升高温度可使ΔH－TΔS<0，使反应能自发进行。假定反应焓变与熵变不随温度变化，当T>ΔH/ΔS＝178.3 kJ·mol1/(169.6×103 kJ·mol1·K
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)＝1 051 K时，ΔH－TΔS<0，碳酸钙的分解反应能自发进行，即最低温度为1 051 K。
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答案：不能自发进行，1 051 K
基础应用
1．能用焓判据判断下列过程的方向的是( ) A．水总是自发地由高处往低处流
B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C．有序排列的火柴散落时成为无序排列
D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
解析：水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。有些吸热反应也可以自发进行，例如，在25 ℃和1.0×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋5.7 kJ·mol1，(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)
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＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol1，不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增加的反应，显然
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只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。扑克牌的无序排列也属于熵判据。 答案：A
2．下列过程属于熵增加的是( ) A．冰融化
B．H2与O2反应生成H2O C．水蒸气变为液态水 D．CO(g)＋2H2O(g)===CH3OH(g)
解析：冰融化是H2O从固态变液态，即熵增加的过程。 答案：A
3．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·mol1
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ΔS＝＋1 110 J·mol1·K1
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B．CO(g)===C(s，石墨)＋2O2(g) ΔH＝＋110.5 kJ·mol1
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ΔS＝－89.36 J·mol1·K1
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C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3 kJ·mol1
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ΔS＝－280.1 J·mol1·K1
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D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋37.30 kJ·mol1
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ΔS＝＋184.0 J·mol1·K1
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解析：将题中各反应的ΔH、ΔS代入ΔH－TΔS，不需计算就可看出A、C、D在任意温度或某一温度时ΔH－TΔS<0，因此A、C、D反应可以在任意或某一温度时自发进行；而B中ΔH－TΔS在任意温度时都大于零，所以B反应一定不能自发进行。 答案：B
4．对下列过程的熵变的判断不正确的是( ) A．溶解少量食盐于水中，ΔS>0 B．纯碳和氧气反应生成CO(g)，ΔS>0 C．H2O(g)变成液态水，ΔS>0
D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)，ΔS>0 解析：H2O(g)变为液态水，ΔS<0。 答案：C
5．在298 K时，NaCl在水中的溶解度为26 g。如将1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔH－TΔS和熵如何变化( ) A．ΔH－TΔS>0，ΔS<0 C．ΔH－TΔS>0，ΔS>0
B．ΔH－TΔS<0，ΔS>0 D．ΔH－TΔS<0，ΔS<0
解析：NaCl(s)溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH－TΔS<0；NaCl(s)===NaCl(aq)，体系的混乱度增大，ΔS>0。 答案：B
6．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) ΔH＝＋185.57 kJ·mol1，能自发进行，原因是体系有自发地
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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
解析：A项错误，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行；C项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断；D项中使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向。 答案：B
7．向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水，如右图所示，一会儿，就会发现瓶内固态物质变稀，有液体生成，瓶壁变冷，小木板因少量水结冰冻结，而将烧瓶黏住，这时打开瓶塞，散发出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)。实验中的下列结论正确的是( )
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世纪金榜 圆您梦想 更多精品资源请登录www.jb1000.com 吸热反应自发的实验
A．自发反应一定是放热反应 B．自发反应一定是吸热反应 C．有的吸热反应也能自发进行 D．吸热反应不能自发进行
解析：自发反应有的吸热，有的放热。 答案：C
8．考察下述自然界的一些自发变化，可发现它们有一些共同的特点。下列说法不正确的是( )
自然界自发变化特点的示意图
A．都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行 B．都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低 C．有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态 D．有一定的数据差来判断自发变化能否发生
解析：有一定的进行限度是对的，最终趋向于平衡状态。 答案：C
9．下列内容与结论相对应的是( )
选项 A B C 内容 H2O(g)变成H2O(l) 硝酸铵溶于水可自发进行 一个反应的ΔH>0，ΔS>0 H2(g)＋F2(g)===2HF(g) D ΔH＝－271 kJ·mol1 －结论 ΔS>0 因为ΔS>0 反应一定不自发进行 反应在任意外界条件下均可自发进行 ΔS＝8 J·mol1·K1 －－解析：本题综合考查熵变及熵变、焓变对反应方向的影响，解题时应明确其相互关系，再逐项判断。物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS<0，故A错；NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程，正是因为ΔS>0，
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使过程可自发进行，B正确；ΔH>0，ΔS>0时对照ΔH－TΔS可知，在高温时ΔH－TΔS<0，即高温能自发进行，故C错；ΔH－TΔS只能用于一定温度、一定压强条件下判断反应方向，故D错。 答案：B
10．自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应正向自发进行。已知某化学反应其ΔH＝－122 kJ/mol，ΔS＝231 J·mol1·K1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行
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( )
A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行 C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行
解析：由ΔG＝ΔH－TΔS可得，当ΔH<0，ΔS>0时，不管T取何值，ΔG总是小于0，所以在任何温度下反应都是自发进行的。 答案：A
能力提升
11．估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)===2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)( ) (2)水煤气转化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)( ) (3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)( )
A．熵增大 B．熵减小 C．不变 D．熵变很小
解析：对于有气体参与的化学反应(有气体参与反应时，气体既可以是反应物也可以是产物)，气体的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，即是熵增大的反应；反之，气体的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，即是熵减小的反应。若反应物中气体的物质的量与产物中气体的物质的量相等，其熵变通常都是很小的值，正负由具体的化学反应体系来决定。(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2＋4＋1)－(0)>0，因此该过程是熵增加的过程。(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量反应前后未发生变化：(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小。(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。 答案：(1)A (2)D (3)B
12．判断下列说法是否正确，正确的在括号内划“√”，错误的在括号内划“×”。 (1)凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的。( ) (2)自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变。( ) (3)自发反应在恰当的条件下才能实现。( ) (4)自发反应在任何条件下都能实现。( )
解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能变化不大。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体条件。 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×
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13．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下：
①酸性：H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合 ③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如右图所示： 请完成下列问题：
(1)H2与硫化合的反应______热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0，请解释为什么Te和H2不能直接化合__________。 (3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是________(填序号)。
答案：(1)放出 (2)因为化合时ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS>0，故反应不能自发进行 (3)①②③
14．已知反应：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、100 kPa的条件下，其ΔH＝－113.0 kJ·mol1，
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ΔS＝－145.3 J·(mol·K)1。(提示：ΔG＝ΔH－TΔS<0，反应可自发进行。)
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(1)请讨论该反应是否可能用于消除汽车尾气中的NO？请说明理由。
(2)已知汽车发动机内的温度高于2 000 K。能否认为设计一个装置使该反应在发动机中进行？请分析说明。若假定该反应的ΔH随温度的变化忽略不计，请计算使该反应能够自发进行的最高温度。
答案：(1)能。因为该反应的ΔH－TΔS＝－69.7 kJ·mol1<0，说明该反应在理论上是可行的，所以有可能
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用于消除汽车尾气中的NO。
(2)不能认为。因为从ΔH－TΔS这个关系式和ΔH＝－113.0 kJ·mol1，ΔS＝－145.3 J·(mol·K)
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来看，
随着T值增大，会使ΔH－TΔS>0，即反应在较高温度下不能自发进行。说明在汽车发动机中不可能进行ΔH－113.0 J·mol1×103
该反应。T＝＝－＝777.7 K，即该反应能够自发进行的最高温度是777.7 K。
ΔS－145.3 J·mol·K1－
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