《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

任务型课堂
任务 判断化学反应方向的依据
[探究活动]
汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它们是现代化城市中的重要大气污染物。
为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)。
活动1 查阅资料可知上述反应的ΔH = -746.8 kJ·mol⁻¹、ΔS = -197.5 J·mol⁻¹·K⁻¹。试分析该反应室温(298 K)下能否自发进行？
活动2 汽车尾气处理装置中都使用了催化剂，分析催化剂的作用是什么？

答案： 提示：该反应室温时，$\Delta G = \Delta H - T\Delta S \approx -687.9\ kJ\cdot mol^{-1}＜0$，能自发进行。
@@提示：增大反应速率。

[评价活动]
1. 已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”。下列反应一定能自发进行的是（ ）
A. 2O₃(g)=3O₂(g) ΔH＜0
B. 2CO(g)=2C(s)+O₂(g) ΔH＞0
C. N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＜0
D. CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g) ΔH＞0

答案： A 解析：该反应$\Delta H＜0$，$\Delta S＞0$，任何温度下都自发，故 A 正确；该反应$\Delta H＞0$，$\Delta S＜0$，任何温度都不自发，故 B 错误；该反应$\Delta H＜0$，$\Delta S＜0$，低温自发，故 C 错误；该反应$\Delta H＞0$，$\Delta S＞0$，高温自发，故 D 错误。

2. 下列有关说法正确的是（ ）
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

答案： C 解析：对于反应$2CaCO_{3}(s)+2SO_{2}(g)+O_{2}(g)=2CaSO_{4}(s)+2CO_{2}(g)$，气体物质的量减小，$\Delta S＜0$，在低温下能自发进行，所以该反应的$\Delta H＜0$，故 A 错误；反应$NH_{4}Cl(s)=NH_{3}(g)+HCl(g)$的气体物质的量增加，所以$\Delta S＞0$，该反应在室温下不能自发进行，说明$\Delta H＞0$，故 B 错误；若$\Delta H＞0$，$\Delta S＜0$，$\Delta H - T\Delta S$任何温度下都大于 0，所以化学反应在任何温度下都不能自发进行，故 C 正确；加入合适的催化剂能降低反应活化能，不能改变反应的焓变，故 D 错误。

3. 下列说法正确的是（ ）
A. 常温下反应C(s)+CO₂(g)⇌2CO(g)不能正向自发进行，则该反应ΔH＜0
B. 反应2Mg(s)+CO₂(g)=C(s)+2MgO(s)能正向自发进行，则该反应ΔH＜0
C. P₄(s)+3NaOH(aq)+3H₂O(l)=3NaH₂PO₂(aq)+PH₃(g) ΔH＞0，该反应常温下能正向自发进行，则ΔS＜0
D. 反应SiO₂(s)+3C(s)=SiC(s)+2CO(g)室温下不能正向自发进行，则该反应的ΔH＜0

答案： B 解析：$\Delta G = \Delta H - T\Delta S＜0$时，反应自发进行。$C(s)+CO_{2}(g)=2CO(g)$为熵增反应，若常温下反应不能正向自发进行，则该反应$\Delta H＞0$，A 错误；反应$2Mg(s)+CO_{2}(g)=C(s)+2MgO(s)$为熵减反应，若能正向自发进行，则反应$\Delta H＜0$，B 正确；反应$\Delta H＞0$且反应常温下能正向自发进行，则为熵增反应，$\Delta S＞0$，C 错误；反应$SiO_{2}(s)+3C(s)=SiC(s)+2CO(g)$为熵增反应，若室温下不能正向自发进行，则该反应的焓变$\Delta H＞0$，D 错误。