《2025年非常学案高中化学选择性必修第一册人教版》

4. 教材链接 [教材·资料卡片]在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能(符号为$G$，单位为$kJ·mol^{-1}$)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：$\Delta G=\Delta H - T\Delta S$。这时，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。即$\Delta G＜0$，反应能自发进行；$\Delta G=0$，反应处于平衡状态；$\Delta G＞0$，反应不能自发进行。

下面的反应在一定条件下，均能自发进行，回答相关问题。
①$H_2(g)+\frac{1}{2}O_2(g)\xlongequal{}H_2O(l)$ $\Delta H = -285.8\ kJ·mol^{-1}$
②$2Ag(s)+Cl_2(g)\xlongequal{}2AgCl(s)$ $\Delta H = -254\ kJ·mol^{-1}$
③$NaHCO_3(s)+HCl(aq)\xlongequal{}NaCl(aq)+CO_2(g)+H_2O(l)$ $\Delta H = +31.4\ kJ·mol^{-1}$
④$Ca(HCO_3)_2(s)\xlongequal{}CaCO_3(s)+CO_2(g)+H_2O(g)$ $\Delta H＞0$
⑤$4Fe(OH)_2(s)+O_2(g)+2H_2O(l)\xlongequal{}4Fe(OH)_3(s)$ $\Delta H＜0$
⑥$Zn(s)+H_2SO_4(aq)\xlongequal{}ZnSO_4(aq)+H_2(g)$ $\Delta H＜0$
(1) 上述反应中任何温度均可自发进行的有⑥(填序号，下同)。
(2) 低温下易自发进行的反应有①②⑤。
(3) 高温下易自发进行的反应有③④。

答案： 4.
(1)⑥
(2)①②⑤
(3)③④

1. 相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 (B)

A.$1\ mol\ CH_4(g)＜1\ mol\ H_2(g)$
B.$1\ mol\ H_2O(g)＜2\ mol\ H_2O(g)$
C.$1\ mol\ H_2O(s)＞1\ mol\ H_2O(l)$
D.$1\ mol\ C(s,金刚石)＞1\ mol\ C(s,石墨)$

答案： 1.B [熵的大小反映体系的混乱程度,粒子之间无规则排列的程度越大,熵越大。同温同压下,状态相同的等物质的量物质,分子结构越复杂,混乱程度越大,即熵越大,故$ 1\ mol\ {CH_{4}(g)} $的熵大于$ 1\ mol\ {H_{2}(g)} $的熵,A错误;相同条件下的同种物质,物质的量越大,熵越大,故$ 1\ mol\ {H_{2}O(g)} $的熵小于$ 2\ mol\ {H_{2}O(g)} $的熵,B正确;不同状态的同种物质的熵:气态$ ＞ $液态$ ＞ $固态,C错误;相同的条件下,$ 1\ mol $金刚石的熵小于$ 1\ mol $石墨的熵,D错误。]

2. 汽车尾气(含烃类、$CO$、$NO$与$SO_2$等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上安装催化转化器，使$NO$与$CO$反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是$2NO(g)+2CO(g)\xlongequal{}N_2(g)+2CO_2(g)$。由此可知，下列说法中不正确的是 (B)

A.该反应是熵减小的反应
B.该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C.该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D.该反应常温下能自发进行，因为正反应是放热反应

答案： 2.B [只使用催化剂可使尾气发生转化,故此反应能自发进行;因该反应是反应前后气体体积减小的反应,故熵减小;因熵减小不利于反应自发进行,故该反应常温下能自发进行的原因是正反应是放热反应。]

3. (教材互鉴：改编自苏教版教材)冬天，冰冻的衣服放在室内也能晾干，下列化学反应的熵变、焓变和自发性与冰冻的衣服被晾干一致的是 (D)

A.$C(s)+O_2(g)\xlongequal{}CO_2(g)$
B.$2H_2O_2(l)\xlongequal{}2H_2O(l)+O_2(g)$
C.$Ca^{2+}(aq)+CO_3^{2-}(aq)\xlongequal{}CaCO_3(s)$
D.$Ba(OH)_2·8H_2O(s)+2NH_4Cl(s)\xlongequal{}BaCl_2(s)+2NH_3(g)+10H_2O(l)$

答案： 3.D [冰冻的衣服晾干为$ {H_{2}O(s)\longrightarrow H_{2}O(g)} $,该过程的$ \Delta H＞0 $,$ \Delta S＞0 $,D项符合题意。]