第四节 化学反应进行的方向

小时候在玩玩具时，你是否有将所有玩具到处乱丢，使其乱七八糟的行为呢？化学反应也是如此，也有内能降低(焓减小)，混乱度增大(熵增加)的趋势。

?水平测试

1．(双选)下列过程属于熵增过程的是( ) A．硝酸钾溶解在水里面

B．氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体 C．水蒸气凝结为液态的水

D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水

解析：硝酸钾溶解在水里面，电离成自由移动的离子，混乱程度增大；(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水时，生成大量气体物质，混乱程度增大；而由气体变成液体或固体的过程均为熵减的过程。

答案：AD

2．自发进行的反应一定是( ) A．吸热反应 B．放热反应 C．熵增加反应 D．熵增加和放热反应

解析：焓变和熵变都是影响化学反应进行的方向的因素，需要综合考虑二者的影响。 答案：D

1

3．某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol，ΔS＝＋231 J·mol·K，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )

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：从焓变考虑，该反应是放热反应，可自发进行；从熵变考虑，该反应是熵增反应，也可以自发进行。综合考虑，该反应在任何温度下，都能自发进行。

答案：A

4．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( ) A．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) C．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g) D．CO(g)===C(s)＋1/2O2

解析：选项D是个熵值减小的反应。 答案：D

5．在298 K下，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和熵的变化情况是( )

A．ΔH－TΔS＞0，ΔS＜0 B．ΔH－TΔS＜0，ΔS＞0 C．ΔH－TΔS＞0，ΔS＞0 D．ΔH－TΔS＜0，ΔS＜0

解析：NaCl晶体能自发地溶解于水，故ΔH－TΔS＜0，该过程是熵增过程ΔS＞0。 答案：B

6. (2013·天津化学节选)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？

答案：因为2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应。根据ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＞0，所以该反应不能实现。

?能力提升

2

－1－1－1

7．(双选题)已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ①C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－395.41 kJ/mol； ②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.51 kJ/mol。

关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是( ) A．金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B．石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C．石墨比金刚石能量低 D．金刚石比石墨能量低

解析：由反应式可知石墨具有的总能量比金刚石具有的总能量低，金刚石转变成石墨时放出能量，ΔH＜0，是自发的方向。

答案：AC

8．(2014·广东省佛山市高二化学检测)反应FeO(s) ＋C(s)===Fe(s)＋CO (g) ΔH＞0，ΔG＝ΔH－TΔS，下列说法正确的是( )

A．ΔS＜0 B．ΔS＞0

C．当TΔS＞ΔH时，可自发进行 D．当TΔS＜ΔH时，可自发进行

解析：由于反应正向气体体积增大，故ΔS＞0，所以A项不正确，B项正确；当ΔG＜0时，反应为自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，当TΔS＞ΔH时，则ΔG＜0，可自发进行，D不正确；所以本题选C。

答案：C

9．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用aA(g)＋bB(g)

cC(g)表示]化学平衡的影响，得到如图所示图象（中p表示压强，T表示温度，

n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数)：

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分析图象，回答下列问题：

(1)在图象反应Ⅰ中，若p1＞p2，则此正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，也是一个气体分子数______(填“减少”或“增大”)的反应，由此判断。此反应自发进行，必须满足的条件是________。

(2)在图象反应Ⅱ中，T1________T2(填“＞”、“＜”或“＝”)，该正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)在图象反应Ⅲ中，若T1＞T2，则该反应能否自发进行？

解析：本题涉及图象的分析及化学平衡的移动和反应进行的方向等知识点。反应Ⅰ中恒压下温度升高，α(A)减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0；由p1＞p2知恒定温度时压强增大，α(A)越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应(a＋b＞c)，即为熵减反应，ΔS＜0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。反应Ⅱ中T1温度下反应先达到平衡状态，说明T1＞T2；温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0。反应Ⅲ中在恒温下压强变化对α(A)没有影响，说明压强变化不能影响平衡，此反应为气体分子数不变的反应(a＋b＝c)，反应过程中熵变很小，ΔS≈0，若T1＞T2，恒压下温度越高α(A)越小，说明升高温度平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，则ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行。

答案：(1)放热 减少 低温 (2)＞ 放热 (3)能自发进行

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