第二单元 化学反应的方向和限度 3 复合判据（答题时间：15分钟）一、选择题1. 已知：（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）△H＝+74.9 kJ·mol－1，下列说法中正确的是（）A. 该反应中熵变、焓变皆大于0 B. 该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C. 碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D. 能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应2. 下列说法正确的是（）A. 焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的B. 焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的C. 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D. 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. 下列说法错误的是（）A. NH4NO3溶于水吸热，但 NH4NO3溶于水是自发过程B. 同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小C. 借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程4. 在下面的自发进行过程中，你认为其中能用熵判据解释的是（）A. 水由高处流向低处B. 2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－483.6 kJ/mol C. 墨水滴在水中会扩散到整个水体D. －10℃的液态水自动结冰成为固态5. 反应CH3OH（l）＋NH3（g）CH3NH2（g）＋H2O（g）在某温度时能自发向正反应方向进行，若该反应的ΔH＝＋17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列关系中正确的是（）A. ΔH>0，ΔH－TΔS<0 B. ΔH<0，ΔH－TΔS>0C. ΔH>0，ΔH－TΔS>0 D. ΔH<0，ΔH－TΔS<06.在298 K时，NaCl在水中的溶解度为26 g。
如将1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解过程中体系的ΔH－TΔS和熵如何变化（）A. ΔH－TΔS＞0，ΔS＜0B. ΔH－TΔS＜0，ΔS＞0C. ΔH－TΔS＞0，ΔS＞0D. ΔH－TΔS＜0，ΔS＜0二、非选择题7. 某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用aA（g）＋bB（g）cC（g）表示]化学平衡的影响，得到如下图象（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数）：分析图象，回答下列问题：（1）在图象反应Ⅰ中，若p1>p2，则此正反应为__________（填“吸热”或“放热”）反应，也是一个气体分子数__________（填“减少”或“增大”）的反应，由此判断，此反应自发进行，必须满足的条件是__________2）在图象反应Ⅱ中，T1________T2（填“>”、“<”或“＝”），该正反应为_________（填“吸热”或“放热”）反应3）在图象反应Ⅲ中，若T2>T1，则此正反应为__________（填“吸热”或“放热”）反应4）在图象反应Ⅳ中，若T1>T2，则该反应能否自发进行？8. 对碳酸钙的分解反应CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g） ΔＨ＝+178.3 kJ·mol－1 ΔＳ＝169.3 J·mol－1·K－1，分析此反应在室温下能不能自发进行，假定反应焓变与熵变不随温度变化，求此反应的分解温度。
一、 选择题1. A解析：A. 依据反应的特征分析（NH4）2CO3（（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）△H＝+74.9kJ•mol－1，反应是熵变增大的反应，△S＞0；反应是吸热反应焓变大于0，△H＞0；故A正确；B. 该反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0；反应自发进行的判断依据是△H－T△S＜0，当高温下反应可以自发进行，故B错误；C. 碳酸盐分解反应中熵增加，△S＞0，反应是吸热反应，△H＞0，反应自发进行的判断依据是△H－T△S＜0，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误；D. 能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是△H－T△S＜0，故D错误2. B解析：根据△G＝△H－T·△S可知，焓变和熵变都大于0的反应不一定是自发的，A不正确；焓变小于0而熵变大于0时△G一定是小于0的，反应是自发的，所以B正确；焓变或熵变不可以单独作为反应自发性的判据，而是要综合应用，C不正确；催化剂只能改变反应速率，但不能改变反应的方向，D不正确，答案选B3. C解析：NH4NO3溶于水吸热，但 NH4NO3溶于水是熵值增加的过程，所以仍然是自发过程，选项A正确；熵是表示物质混乱度的一种量，同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小，选项B正确；借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量不一定趋向于从高能状态转变为低能状态，例如水向高处流，选项C不正确；根据△G＝△H－T·△S可知，只要△G小于0，反应就一定是自发的，所以选项D正确，答案选C。
4. C解析：熵表示物质的混乱度，在相同条件下，同一种物质的在气态时熵值最大，液态其次，固态时熵值最小，所以选项C可以用熵判据解释而选项A、B、D都应该用焓变来解释，即都是能量减少的过程，所以答案选C5. A解析：由题意知：CH3OH（l）＋NH3（g）CH3NH2（g）＋H2O（g），ΔH＝＋17 kJ·mol－1，所以ΔH>0，又因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行，说明ΔH－TΔS<0，即选A6. B解析：NaCl（s）溶解于水中是自发进行的过程，故ΔH－TΔS＜0；NaCl（s）＝NaCl（aq），体系的混乱度增大，ΔS＞0二、非选择题7. （1）放热减少低温（2）<放热（3）放热（4）不能自发进行解析：本题涉及图象的分析及化学平衡的移动和反应进行的方向等知识点反应Ⅰ中恒压下温度升高，α（A）减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，ΔH<0；由p1>p2知恒定温度时压强越大，α（A）越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应（a＋b>c），即为熵减反应，ΔS<0放热、熵减反应只能在低温下自发进行反应Ⅱ中T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2>T1；温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，ΔH<0。
反应Ⅲ中同一温度下，增加B的物质的量，平衡向右移动，φ（C）增大，但当B的物质的量达到一定程度后，对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响，φ（C）又减小，出现如图所示的曲线若T2>T1，温度越高φ（C）越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，ΔH<0反应Ⅳ中在恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明压强变化不能影响平衡，此反应为气体分子数不变的反应（a＋b＝c），反应过程中熵变很小，ΔS≈0，若T1>T2，恒压下温度越高α（A）越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，则ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行8.当T＞1053K反应可自发进行解析：（1）由该反应的ΔＨ＝178.3 kJ·mol－1 ΔＳ＝169.3 J·mol－1·K－1，则：△H－T△S＝178.3 kJ·mol－1－298K×169.3×10－3 J·mol－1·K－1＝127.8 kJ·mol－1＞0故，反应在室温下不能自发进行2）要使反应自发进行，则△H－T△S＜0，即：T＞＝1053K所以，当T＞1053K反应可自发进行。
