《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

知识点 4 自由能与化学反应的方向
1.自由能。
符号为G，单位为kJ·mol⁻¹。
2.自由能的变化与焓变、熵变的关系。
$\Delta G=$△H－T△S。$\Delta G$不仅与焓变和熵变有关,还与温度有关。
3.反应方向与自由能的关系。
化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
💡微判断
(1)放热反应一定能自发进行。(×)
(2)$O_2$转化变为$O_3$时，熵减小。(√)
(3)熵增的反应一定能自发进行。(×)
(4)由焓变和熵变组合而成的自由能的变化，将更适合于所有的过程。(√)

答案： 1.G kJ·mol⁻¹
2.△H－T△S 温度
3.自由能减小
[微判断]
答案
(1)×
(2)√
(3)×
(4)√

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主要大气污染物。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:$2NO(g)+2CO(g)\rightleftharpoons N_2(g)+2CO_2(g)$。
(1)如何判断上述反应能否自发进行?
(2)查阅资料可知上述反应的$\Delta H =-746.8kJ· mol^{-1}、\Delta S=-197.5J· mol^{-1}· K^{-1}$。该反应室温(298 K)下能否自发进行?

答案：
(1)提示可以利用反应的焓变和熵变来综合判断反应能否自发进行。
(2)提示该反应室温时，△G＝△H－T△S≈－687.9kJ·mol⁻¹＜0，能自发进行。