《2025年赢在微点化学》

思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1. ΔH＜0、ΔS＞0 的反应在温度低时不能自发进行。 （ ）
2. 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。 （ ）
3. CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0。 （ ）
4. 一定温度下，反应 MgCl₂(l)⇌Mg(l)＋Cl₂(g)的ΔH＞0、ΔS＞0。 （ ）

答案： 1.×　提示：$\Delta H＜0$、$\Delta S＞0$，则$\Delta G＜0$，任何温度下反应都能自发进行。
2.×　提示：使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向。
3.×　提示：$CaCO_{3}(s)$分解反应为$\Delta S＞0$的反应，但低温不能自发进行，所以该反应为吸热反应，$\Delta H＞0$。
4.√

6. 二氧化碳捕集、存储和转化是化学研究的热点问题之一。
(1)用钇的配合物作催化剂，一定条件可直接光催化分解 CO₂，发生反应 2CO₂(g)===2CO(g)＋O₂(g)，该反应的ΔH__________0，ΔS__________0(填“＞”“＜”或“＝”)，在低温下，该反应__________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO₂ 转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制 H₂，然后将 H₂ 与 CO₂ 转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有__________(填选项字母)。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离，并与 CO₂ 发生催化转化
c. 二氧化碳及水资源的供应

答案： 答案　
(1)＞　＞　不能　
(2)ab
解析　该反应是分解反应，且$CO$燃烧时放热，所以该反应为吸热反应，即$\Delta H＞0$，因气体的物质的量增多，所以$\Delta S＞0$。$\Delta G=\Delta H - T\Delta S＜0$时，反应可自发进行，所以在低温下该反应不能自发进行。

7. 已知在 100 kPa、298.15 K 时，石灰石发生分解反应 CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g) ΔH＝＋178.3 kJ·mol⁻¹ ΔS＝＋160.4 J·mol⁻¹·K⁻¹，则
(1)该反应__________(填“能”或“不能”)正向自发进行。
(2)若温度能决定反应方向，则该反应正向自发进行的最低温度为__________。

答案： 答案　
(1)不能　
(2)1111.6K
解析　
(1)$\Delta G=\Delta H - T\Delta S = 178.3\ kJ\cdot mol^{-1}-298.15\ K\times160.4\times10^{-3}\ kJ\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}\approx130.5\ kJ\cdot mol^{-1}＞0$，所以该反应不能正向自发进行。
(2)根据$\Delta G=\Delta H - T\Delta S＜0$时，反应可正向自发进行，则有$T＞\frac{\Delta H}{\Delta S}\approx1111.6\ K$。