《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

2. 已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是 (C)

A.${2Na(s) + Cl_{2}(g)\xlongequal{}2NaCl(s)}\ \ \ \Delta H ＜ 0$
B.${C_{3}H_{8}(g) + 5O_{2}(g)\xlongequal{}3CO_{2}(g) + 4H_{2}O(l)}\ \ \ \Delta H ＜ 0$
C.${2NH_{4}Cl(s) + Ca(OH)_{2}(s)\xlongequal{}2NH_{3}(g) + CaCl_{2}(s) + 2H_{2}O(l)}\ \ \ \Delta H ＞ 0$
D.${2Mg(s) + O_{2}(g)\xlongequal{}2MgO(s)}\ \ \ \Delta H ＜ 0$

答案： 2.C 焓判据是指ΔH＜0的反应有利于自发进行，C项反应的ΔH＞0，按焓判据反应不能发生，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发进行的反应。

3. 下列对熵的理解错误的是 (C)

A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C.与外界隔离的体系，自发进行的过程将导致体系的熵减小
D.$25\ ^{\circ} C$、$1.01× 10^{5}\ Pa$时，${2N_{2}O_{5}(g)\xlongequal{}4NO_{2}(g) + O_{2}(g)}$是熵增反应

答案： 3.C C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，错误。

1. 化学反应方向的判据
研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$($\Delta G$为反应的吉布斯自由能变)。
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S ＜ 0$，反应能自发进行；
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S = 0$，反应达到状态；
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S ＞ 0$，反应不能自发进行。
上述判据可表述为在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着的方向进行即朝着吉布斯自由能减小的方向进行，直至达到状态。

答案： 1.正向 平衡 正向 ΔH - TΔS < 0 平衡

2. 反应方向判据的相关规律
(1) 放热的熵增加反应一定进行。
(2) 吸热的熵减小反应一定进行。
(3) 当反应的焓变和熵变的影响相反时，如果二者大小相差悬殊，某一因素可能占主导地位。
① 一般常温下自发进行的放热反应，焓变对反应方向起决定性作用。
② 一般常温下自发进行的吸热反应，熵变对反应方向起决定性作用。

答案：  2.
(1)能正向自发
(2)不能正向自发 

1. 能够自发进行的反应不一定都是放热反应。 (√)
2. 自发反应在任何条件下均可发生。 (×)
3. 焓变与熵变均不是决定一个反应是否自发进行的唯一因素。 (√)

答案： 1.√ 2.× 3.√

1. 汽车尾气(含烃类、$CO$、$NO$、${SO_{2}}$等)是城市主要污染源之一，可以采用在汽车排气管上装催化转化器，使$NO$与$CO$反应生成可参与大气生态循环的无毒气体的方法进行治理，其反应原理是${2NO(g) + 2CO(g)\xlongequal{ 催化剂}N_{2}(g) + 2CO_{2}(g)}$。试着利用焓判据和熵判据分析该反应能自发进行的原因。

答案： 提示：只使用催化剂便可使尾气转化，故此反应能自发进行。因该反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于该反应自发进行，故该反应能自发进行的原因是反应放热。

2. 已知在$100\ kPa$、$298.15\ K$时石灰石分解反应：${CaCO_{3}(s)\xlongequal{}CaO(s) + CO_{2}(g)}\ \ \ \Delta H = +178.3\ kJ· mol^{-1}\ \ \ \Delta S = +169.6\ J· mol^{-1}· K^{-1}$，判断所给条件下该反应能否自发进行？若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度是多少？

答案： 提示：在100 kPa、298.15 K时，ΔH - TΔS = + 178.3 kJ·mol⁻¹ - 298.15 K×( + 169.6×10⁻³ kJ·mol⁻¹·K⁻¹) ≈ 127.7 kJ·mol⁻¹ ＞ 0，所以该反应不能自发进行。根据ΔH - TΔS ＜ 0时，反应可自发进行，则有T ＞$ \frac{ΔH}{ΔS} ≈ 1051.3 K。$