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考点 24 化学反应的方向
分析近年各地高考试题，主要考查：认识自然界中发生的一些自发过程，加强从物质的微观层面理
解反应过程中能量和混乱度变化的能力；了解焓变与熵变的含义，理解焓变、熵变与反应方向的关系；能
综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
预计2023年的高考仍然把化学反应进行方向判断融入反应原理综合题中。
一、自发过程与自发反应
二、化学反应进行方向的判据
自发过程与自发反应
1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。其特点是高能状态 → 低能状态
(对外做功或释放热量)；有序 → 无序(无序体系更加稳定)。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。
2．自发反应：在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。
3．特征：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定
不能自发进行。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有自发进行的化学反应都是放热反应( )
(2)自发反应在任何条件下都能发生( )
(3)同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同( )
(4)非自发过程在一定条件下可能变成自发过程( )
(5)需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程( )
答案：(1)× (2) × (3)× (4) √ (5)×
【典例】例1 下列过程是非自发的是( )
A．水由高处向低处流 B．氯气和溴化钾溶液的反应
C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰
【答案】D
【解析】A项，水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；B项，氯气的氧化性比溴强，氯
气能够与KBr溶液发生置换反应，属于自发进行的过程，故B不选；C项，铁生锈为自发进行的氧化还原
反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选；D项，室温下冰会自发的融化，室温下水结成冰不是自
发进行的过程，故D选；故选D。
例2 下列不属于自发进行的变化是( )
A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水
C．电解饱和食盐水 D．铁器在潮湿的空气中生锈
【答案】C
【解析】A项，扩散现象，是熵增加的自发过程，A不符合题意；B项，冰的熔点为0℃，水常温是液
体，冰在室温下融化成水，是熵增加的自发过程，B不符合题意；C项，电解饱和食盐水，是在外电场的
作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发过程，C符合题意；D项，铁在潮湿的空气中生锈是发生了自
发的氧化还原反应，属于电化学腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意；故选C。
【对点提升】
对点1 下列说法中正确的是( )
A．吸热反应反应一定不能发生反应
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．需要加热才能发生的反应，一定是吸热反应
D．催化剂可以改变反应进行的方向
【答案】B
【解析】A项，吸热反应在一定条件下能发生反应，例如加热时碳和二氧化碳可以反应生成CO，A错
误；B项，某吸热反应能自发进行，即ΔH＞0，根据ΔG=ΔH－TΔS＜0可知该反应一定是熵增反应，B正
确；C项，需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，C错误；D项，催化剂可以改
变反应速率，不能改变反应进行的方向，D错误；故选B。
对点2 知道了某过程有自发性之后，则( )
A．可判断出过程的方向 B．可确定过程是否一定会发生
C．可预测过程发生完成的快慢 D．可判断过程的热效应
【答案】A
【解析】判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。
【巧学妙记】
(1)自发过程或反应具有方向性，即过程或反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程或反应
的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。
(2)能够自发进行的过程或反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断过程或反应的方向，
不能确定过程或反应是否一定会发生和发生的速率。
化学反应进行方向的判据
1．焓判据
(1)放热过程中体系能量降低，ΔH ＜0 ，具有自发的倾向。
(2)实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。
例如：Zn(s) +CuSO (aq) =ZnSO (aq) +Cu(s) ΔH =-216.8kJ/mol
4 4
(3)有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH) ·8H O晶体与NH Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反
2 2 4
应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焓变只是影响反应方向的一
种因素。
2．熵判据
(1)熵的定义
描述体系混乱程度的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度越大 。
(2)熵的大小
同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g)＞S(l)＞ S(s)。
(3)熵判据
体系的混乱度(即熵值)增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。
有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故熵变只是影响反应方向的一种因素。
3．复合判据(自由能ΔG)
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)，自由能的变化(符号为ΔG，
单位为kJ/mol) 综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG = ΔH-TΔS。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：
当ΔG <0时，反应能自发进行；
当ΔG =0时，反应处于平衡状态；
当ΔG >0时，反应不能自发进行。
情况 焓变 熵变 自由能变化 反应能否自发进行① ΔH＜0 ΔS＞0 ΔG＜0 能
② ΔH＞0 ΔS＜0 ΔG＞0 不能
③ ΔH＜0 ΔS＜0 无法判断 无法判断
④ ΔH＞0 ΔS＞0 无法判断 无法判断
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行( )
(2)一定温度下，反应MgCl (l) Mg(l)＋Cl(g)的ΔH>0、ΔS>0( )
2 2
(3)反应NH (g)＋HCl(g)===NHCl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0( )
3 4
(4)2NO(g)＋2CO(g)===N (g)＋2CO(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0( )
2 2
(5)SO (g)===S(g)＋O(g) ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行( )
2 2
(6)SO (g)＋2HS(g)===3S(s)＋2HO(l) ΔH<0，低温下能自发进行( )
2 2 2
(7)常温下，反应C(s)＋CO(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0( )
2
(8)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( )
(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在
一定条件下也可自发进行( )
(10)NH HCO (g)===NH(g)＋HO(g)＋CO(g) ΔH＝185.57 kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发
4 3 3 2 2
地向混乱度增加的方向转变的倾向( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)√ (10)√
【典例】
例1 (2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1molCH(g)＜1molH(g) B．1molHO(g)＜2molHO(g)
4 2 2 2
C．1molHO(s)＞1molHO(l) D．1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石黑)
2 2
【答案】B
【解析】A项，CH(g)和H(g)物质的量相同，且均为气态，CH(g)含有的原子总数多，CH(g)的摩尔
4 2 4 4
质量大，所以熵值1molCH (g)＞1molH (g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越
4 2
大，所以熵值1molH O(g)＜2molH O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)＞S(l)＞S(s)，
2 2
所以熵值1molH O(s)＜1molH O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结
2 2
构更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金刚石)＜1molC(s，石黑)，D错误；故选B。
例2 下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N(g)＋O(g)===2N O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
2 2 2
B．Ag(s)＋Cl(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
2
C．HgO(s)===Hg(l)＋O(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
2D．HO(l)===O(g)＋HO(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
2 2 2 2
【答案】D
【解析】对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行；
对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行；对于C项，ΔH>0，
ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于
D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。
【对点提升】
对点1 已知吸热反应2CO(g)===2C(s)＋O(g)，设ΔH 和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(
2
)
A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
【答案】D
【解析】已知反应2CO(g)===2C(s)＋O(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，反应任何温度下都
2
是不能自发进行，D项正确。
对点2 下列对化学反应预测不正确的是( )
选项 化学方程式 已知条件 预测
A W(s)＋G(g)= 2Q(g) 任何温度都自发进行 ΔH＜0
B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)= 4Q(s) 常温下自发进行 ΔH＞0
B 3C(s)＋CaO(s)= CaC (s)＋CO(g) 常温下不能自发进行 ΔH＞0
2
D 2NO(g)＋O(g)===2NO (g) 常温下能够自发进行 ΔH＜0
2 2
【答案】B
【解析】A项，W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，△H＜0，反应能够
自发进行，故A正确；B项，4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，△S＜0，当△H
＞0时，△H-T S＞0，一定不能自发进行，故B错误；C项，3C(s)＋CaO(s)= CaC (s)＋CO(g) 的∆S>0，
2
在常温下不能自△发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C正确；D项，常温下，2NO(g)＋
O(g)===2NO (g) 的∆S<0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH<0，D正确。故选B。
2 2
【巧学妙记】
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下均自发进行＋ － 永远是正值 在任何温度下均非自发进行
＋ ＋ 低温为正，高温为负 低温时非自发，高温时自发
－ － 低温为负，高温为正 低温时自发，高温时非自发
1．某化学反应在较低温度下自发，较高温度下非自发．有关该反应的下列说法正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0 C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
【答案】D
【解析】A项，△H＞0，△S＞0，要使△H-T S＜0，T值应较大，即应该在高温下才能自发进行，
故A错误；B项，△H＞0，△S＜0，△H-T S＞0，△任何温度下都不能自发进行，故B错误；C项，△H＜
0，△S＞0，△H-T S＜0一定成立，任何温△度下都能自发进行，故C错误；D项，△H＜0，△S＜0，要
使△H-T S＜0，T△值应较小，即应该在低温下才能自发进行，故D正确；故选D。
2．下△列反应△S>0的是( )
A．HCl(g)+NH (g)=NH Cl(s) B．2CO(g)=2C(s)+O (g)
3 4 2
C．N(g)+3H(g)=2NH (g) D．CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)
2 2 3 3 2
【答案】D
【解析】A项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，A不符合题意；B项，该反应为气体系数
之和减小的反应，ΔS＜0，B不符合题意；C项，该反应为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，C不符合题
意；D项，该反应为气体系数之和增大的反应，ΔS＞0，D符合题意；故选D。
3．以下判断正确的是( )
A．C(s)+CO(g)=2CO(g) H＞0，该反应常温下不能自发
2
B．2Mg(s)+O 2 (g)=2MgO(s) △ H＜0，该反应高温才能自发
△C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
【答案】A
【解析】A项，在高温下△G= H-T S＜0反应能进行，△H＞0，该反应常温下不能自发，故A正确；
B项，△G= H-T S＜0反应能进行△，由于△△H＜0，则该反应在常温就能自发进行，故B错误；C项，自
发进行的反应△熵值△不一定增大，化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，非自发反应的熵不一定减小，故
C错误；D项，不能根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自
发进行，如碳酸氢铵的分解，故D错误；故选A。
4．下列说法正确的是( )
A．反应N(g)＋3H(g) 2NH (g)的ΔH<0，ΔS>0
2 2 3
B．反应2CO＋2NO===N ＋2CO 在常温下能自发进行，则反应的ΔH＞0，ΔS＜0
2 2
C．反应TiO(s)＋2Cl(g)===TiCl (g)＋O(g) ΔH>0能自发进行，其原因是ΔS>0
2 2 4 2
D．反应4Fe(s)＋3O(g)===2Fe O(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应
2 2 3
【答案】C
【解析】该反应的正反应为气体分子数减少的反应，ΔS<0，A项错误；从反应方程式中气体物质化学
计量系数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发，则该反应是放热反应，ΔH<0，B项错误；一
个吸热反应如果能自发进行，则该反应一定是熵增大反应，C项正确；该反应的气体分子数减小，即熵减
小，但反应能自发，说明反应一定为放热反应，D项错误。
5．对于反应A(s)＋3B(g) C(g)＋D(g) ΔH＜0，下列说法正确是( )
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变
B．该反应△S＞0，△H＜0，在任何条件下能自发进行
C．恒温恒容条件下，混合气体密度不变达到化学平衡状态
D．达到平衡状态后，若增加A的量，平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】A项，加入催化剂，改变了反应的途径，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的
△H不会随之改变，A错误；B项，该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，只有
在△H-T S＜0时反应才能够自发进行，B错误；C项，反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量反应前后
会发生变△化。在恒温恒容条件下，若混合气体密度不变，说明气体的质量不再发生变化，反应就达到化学
平衡状态，C正确；D项，A为固体，反应达到平衡状态后，若增加A的量，化学平衡不发生移动，D错
误；故选C。
6．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是( )A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程
B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行
C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行
D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程
【答案】D
【解析】A项，非自发过程在一定条件下可能变成自发过程，如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故
A正确；B项，若△H>0，△S＜0，则△H-T S>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；C项，若△H
＜0，△S>0，则△H-T S<0任何温度下都能△自发进行，故C正确；D项，需要加热才能够进行的过程可能
是自发过程，如碳酸钙△高温分解，故D错误；故选D。
7．下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是( )
A．1molSO 在不同状态时的熵值：S[SO (s)]>S[SO (1)]>S[SO (g)]
3 3 3 3
B．常温下，反应C(s)+CO(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
2
C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
D．2KClO(s)=2KCl(s)+3CO (g) ΔH>0能否自发进行与温度无关
3 2
【答案】B
【解析】A项，物质聚集状态不同熵值不同，气体S> 液体S> 固体S，1molSO 在不同状态时的熵值：
3
S[SO (s)]0，常温不能自发，说明高温时△G= H-T• S＜0，说明则该反应的ΔH>0，故B正确；C项，反应的
自发性由焓变和熵变共同决定，当△G=△H-T•△S＜0时反应能自发进行，ΔG>0时反应不能自发进行，焓
变小于零的反应，ΔH＜0，若ΔS＜0＜0，△高温△下可以ΔG>0，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，
ΔS>0，若ΔH>0 ，高温下可以ΔG＜0 时反应可自发进行，故C错误；D项，ΔH>0、ΔS>0 ，由△G= H-
T• S＜0 的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D错误；故选B。 △
△ 8．下列关于判断过程的方向的说法正确的是( )
A．所有自发进行的化学反应都是放热反应
B．自发反应在任何条件下都能发生
C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同
【答案】C
【解析】A项，反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能
进行，故A错误；B项，反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，故B错误；C项，△G= H-
T• S＜0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，所以由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将△更
△适合于所有的过程，故C正确；D项，熵值表示混乱度的大小，混乱度越大，熵值越大，同一物质的固态、
液态、气态混乱度依次增大，故D错误；故选C。
9．已知ΔG=ΔH-TΔS (设ΔH、ΔS不随温度而变化)，当ΔG＜0时反应能自发进行。关于反应
CaSO(s)=CaO(g)＋SO (g) ΔH＞0，ΔS＞0。下列说法正确的是( )
4 3
A．低温下能自发进行 B．任意湿度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行 D．任意温度下都能自发进行
【答案】C
【解析】反应CaSO(s)=CaO(g)＋SO (g)，若ΔG=ΔH-TΔS＜0，则反应可自发进行，ΔH＞0，ΔS＞0，
4 3
因此T为较大正数时，反应能自发进行，故选C。
10．下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．4Fe(OH) (s)+2HO(l)+O(g)=4Fe(OH) (s) ΔH=-444.3kJ·mol-1ΔS=-280.1J·mol-1·K-1在常温常压下能自
2 2 2 3
发进行
C．在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1200K)下则能自发
进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的
【答案】D
【解析】A项，反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS＜0，放热的自发过程中ΔH＜0，ΔS可能小于0
也可能大于0，所以放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程中ΔH＞0、ΔH-TΔS＜0，则ΔS
必须＞0，所以吸热的自发过程一定为熵增加的过程，A正确；B项，常温下T=298K，则-444.3kJ•mol-1-
298K×(-280.1J•mol-1•K-1)=-366.8302kJ/mol＜0，即ΔH-TΔS＜0，所以该反应在常温常压能自发进行，B正确；
C项，碳酸钙分解的方程式为CaCO (s) CaO(s)+CO (g)，其中ΔH＞0，ΔS＞0，高温时才能满足反应自发
3 2
进行的条件ΔH-TΔS＜0，所以碳酸钙的⇌分解在室温下不能自发进行，但在较高温度(1200K)下能自发进行，
C正确；D项，当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发，仅ΔH＜0或ΔS＞0无法确保ΔG＜0，即不一定自发，D
错误；故选D。
11．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是( )
A．反应 的
B． 在不同状态时的熵值：
C．反应 能否自发进行与温度有关D． 或 的反应一定能自发进行
【答案】C
【解析】A项，反应 的气体分子数减少，该反应的△S＜0，A错误；B
项，同一物质在固态时的熵值小于气态时的熵值，B错误；C项，反应 的气体分
子数增加，△S＞0，又因为△H＞0，△H-T S＜0时，反应能自反进行，因此选项所给反应能否自发进行
与温度有关，C正确；D项，△H＞0且△S＞△0的反应一定能自发进行，D错误；故选C。
12．下列说法不正确的是( )
A．CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)室温下不能自发进行，说明该反应的
3 2
B．放热及熵增加的反应，一定能自发进行
C．已知反应 ，高温下为自发过程，低温下为非自发过程
D．知道了某过程有自发性之后，则可确定过程是否一定会发生
【答案】D
【解析】A项，根据反应方程式，该反应为熵增，根据△G= H-T• S进行分析，该反应不能自发进行，
△G＞0，因此可以说明该反应为△H＞0，故A说法正确；B项，△放热反△应，推出△H＜0，熵增，推出△S
＞0，根据复合判据，任何温度下，该反应都能自发进行，故B说法正确；C项，该反应是熵增，推出△S
＞0，该反应△H＞0，根据复合判据，高温下能够自发进行，低温下非自发进行，故C说法正确；D项，
过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的概率，故D说法错误；
故选D。
13．现有两个热化学反应方程式：
(l)+H (g) (l) ΔH＞0 ①
2
(l)+2H (g) (l) ΔH＜0 ②
2
下列说法正确的是( )
A．反应①②中都存在：ΔS＞0
B．反应①一定不能自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行
D．反应②高温时，可自发进行
【答案】B
【解析】A项，由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；B项，
由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，B项正确；项，由
B项可知，反应①在所有温度下都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜
0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误；D项，由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，
ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，D项错误；故选B。
14．某化学反应A(s)=D(g)+E(g) ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热
力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须( )
A．高于409 K B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
【答案】A
【解析】要防止反应发生，ΔH-TΔS＞0，则-4500+11T＞0，解得T＞409，故选A。
15．已知体系自由能变化 时反应能自发进行．两个氢化反应的 与温度的关
系如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应①的∆S＜0 B．反应②在 时的反应速率很快
C．温度大于 时，反应①能自发进行 D．反应②的∆H＞0
【答案】C
【解析】由图像分析可知：反应①随温度的升高，∆G逐渐减小；反应②随温度的升高∆G逐渐增大，
结合∆G =∆H -T∆S分析解答。A项，反应①随温度的升高，∆G逐渐减小，则∆S＞0，故A错误；B项，
该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快慢，故B错误；C项，因∆G＜0时，
反应能自发进行，反应①在温度大于1000℃时∆G＜0，故此时反应①能自发进行，故C正确；D项，根据数学知识可知，∆H为该图像的截距，而反应而的截距小于0，故∆H＜0，故D错误；故选C。
16．有A、B、C、D四个反应：
反应 A B C D
ΔH/(kJ·mol-1) 10.5 1.80 -126 -11.7
ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0 -113.0 84.0 -105.0
(1)在任何温度下都能自发进行的反应是______；
(2)任何温度下都不能自发进行的反应是______；
(3)另两个反应中，在温度高于______℃时可自发进行的反应是______；在温度低于______℃时可自发
进行的反应是______。
【答案】(1)C (2)B (3)77 A -161.6 D
【解析】①自发反应需满足△G=ΔH-TΔS＜0，若ΔH＜0且ΔS＞0，则△G一定小于0，反应在任何温
度下都能自发进行，故此处填C；②若ΔH＞0且ΔS＜0，则△G一定大于0，反应在任何温度下都不能自
发进行，故此处填B；③将反应A对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＞
350 K，即350-273=77 ℃，故此处A、77 ℃；将反应D对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行
的温度要求为：T＜111.4 K，即111.4-273= -161.6 ℃，故此处D、-161.6 ℃。
17．回答下列问题：
(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO，发生反应：2CO(g)=2CO(g)+O(g)，
2 2 2
该反应的∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不
能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中
的NO和CO转变成CO 和N，化学方程式为2NO+2CO 2CO+N 。反应在常温下能够自发进行，则
2 2 2 2
反应的∆H______(填“>”或“<”)0。
(3)已知在 、298K时石灰石分解反应CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)的∆H＞0、∆S＞0。
3 2
①常温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。
(4)已知CaSO(s)+ CO(g)=CaO(s)+SO (g)+CO (g) ΔH＝+218kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件
4 2 2
是__________________________。
(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。
【答案】(1)> > 不能 (2)< (3)不能 能 (4)高温 (5) >
【解析】(1)由于CO在O 中燃烧生成CO 为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热
2 2反应，∆H＞0，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，∆S＞0，故低温下ΔG=ΔH-
TΔS>0，反应不能自发进行；(2) ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，通过化学方程式可知常温下△S＜0，
常温下反应能够自发进行，则△H＜0；(3)①根据ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发进行，已知∆H＞0，∆S＞0，
则常温下不能自发进行；②该反应的∆H＞0、∆S＞0，高温条件下能使ΔG=ΔH-TΔS＜0，而常温条件下
ΔG=ΔH-TΔS>0，则该反应中温度能成为决定反应进行方向的因素；(4)该反应的∆S＞0、∆H＞0，则高温时
ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应能自发进行；(5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG=ΔH-TΔS＜0，∆H＞0，则∆S＞
0。
1．(2022·浙江省宁波“十校”高三选考模拟)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较合理的是(
)
A．1 mol Cl (g)＞2 mol Cl (g) B．2 mol H O(l)＞2 mol H O(g)
2 2 2 2
C．1 mol CH (g)＜1 mol C H(g) D．1 mol C(s，金刚石)的熵值＞1 mol C(s，石墨)
4 2 6
【答案】C
【解析】A项，气体的物质的量越多，熵越大，则物质的熵值1 mol Cl (g)＜2 mol Cl (g)，A错误；B
2 2
项，等物质的量的物质，气态物质含有的熵值大于液体物质的熵值，则2 mol H O(l)＜2 mol H O(g)，B错
2 2
误；C项，当气体物质的量相等时，气体分子中含有的原子数越多，其熵值就越大，故熵值1 mol CH (g)
4
＜1 mol C H(g)，C正确；D项，由于金刚石中C的排列比石墨中的C的排列更有序，所以1 mol C(s，金
2 6
刚石)的熵值＜1 mol C(s，石墨)，D错误；故选C。
2．(2022·浙江省金华十校高三选考模拟)奥地利物理学家Boltzmann首次把熵和混乱度定量地联系起来，
即 (k为Boltzmann常数， 为混乱度，也即微观状态数，可粗略地看作空间排列的可能性数目)。
在相同的温度和压强下，下列关于熵的大小排序正确的是( )
A．1 mol C(CH )＜1 mol (CH )CHCH CH B．2mol C H(g)＜1 mol CH (g)
3 4 3 2 2 3 2 6 4
C．1mol CuSO ·5H O (s)＜1mol CuSO O(s) D．1mol HO(g)＜1mol HO(s)
4 2 4 2 2
【答案】A
【解析】A项，对于同分异构体来说，物质分子中含有的支链越多，分子间作用力就越小，物质的熔
沸点就越低；1 mol C(CH ) 转化为1 mol (CH )CHCH CH 时要吸收热量，物质含有的能量越多，体系混乱
3 4 3 2 2 3
程度就越大，其熵值就越大，说明熵值大小关系为：1 mol C(CH )＜1 mol (CH )CHCH CH，A正确；B
3 4 3 2 2 3
项，当物质状态相同时，体系中含有气体分子数越多，熵值就越大，则熵的大小关系为：2mol C H(g)＞1
2 6mol CH(g)，B错误；C项，当物质状态相同、物质的量相同时，物质内含有的原子数目越多，熵值就越大，
4
熵的大小关系为：1mol CuSO ·5H O (s)＞1mol CuSO O(s)，C错误；D项，同一物质在不同状态时，熵的
4 2 4
大小关系为：气态＞液态＞固态，故熵的大小关系为：1mol HO(g)＞1mol HO(s)，D错误；故选A。
2 2
3．(2022·浙江省普通高中强基联盟高三统测)下列说法正确的是( )
A．常温常压下，NaCO、CaCO 的溶解焓变相近，NaCO(s) 2Na+(aq)+CO 2-(aq) ΔS；
2 3 3 2 3 3 1
CaCO (s) Ca2+(aq)+CO 2-(aq) ΔS，则ΔS＞ΔS
3 3 2 1 2
B．NaCl(s)=NaCl (1) ΔS＜0
C．常温常压下，3O(g) 2O (g) ΔS＞0
2 3
D．常温常压下，2CO(g) C(s)+O (g) ΔS＞0
2
【答案】A
【解析】A项，溶解焓相近，主要由熵变决定反应方向，NaCO(s)更易溶解，所以ΔS＞ΔS，A正确；
2 3 1 2
B项，固体变为液体，混乱程度增大，ΔS＞，B错误；C项，气体分子数减少，混乱程度减小，ΔS＜0，C
错误；D项，反应前后，气体分子数减少，混乱程度减小，ΔS＜0，D错误；故选A。
4．(2022·浙江省温州市高三高考适应性测试二模)相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不
正确的是( )
反应 ΔH/kJ/mol
MgCO(s) MgO(s)＋CO(g) 117.6 1 a
3 2
CaCO (s) CaO(s)＋CO(g) 177.9 1 b
3 2
注：①其中 表示反应方程式中气体化学计量数差；
②ΔH-TΔS＜0的反应方向自发
A．因为 相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO(s)＞CaCO (s)
3 3
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO (s)]-S[MgCO(s)]- S[CaO(s)]
3 3
D．两个反应在不同温度下的ΔH和 都大于零
【答案】B
【解析】A项，熵变的大小与气体体积的改变大小有关，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差
相同，则反应的熵变a与b大小相近，故A正确；B项，由MgCO 和CaCO 都为离子晶体，MgCO 和
3 3 3
CaCO 离子所带电荷相等，由于Mg2+半径小于Ca2+半径， MgO晶格能大于CaO晶格能， Mg2+比Ca2+更
3
易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO，则MgCO 的热分解温度小于CaCO ，故B错
2 3 3
误；C项，由方程式可知，两反应中气体化学计量数差相同，则反应的熵变a与b的差值为a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO (s)]-S[MgCO(s)]- S[CaO(s)]，故C正确；D项，由表格数据可知，两个反应都是气体体积增大的
3 3
吸热反应，则两个反应在不同温度下的ΔH和 都大于零，故D正确；故选B。
1．【2022·浙江省1月选考】AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+
(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的
ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存
在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的
变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的
熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反
之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。
2．【2021•浙江6月选考】相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1molCH(g)＜1molH(g) B．1molHO(g)＜2molHO(g)
4 2 2 2
C．1molHO(s)＞1molHO(l) D．1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石黑)
2 2
【答案】B
【解析】A项，CH(g)和H(g)物质的量相同，且均为气态，CH(g)含有的原子总数多，CH(g)的摩尔
4 2 4 4
质量大，所以熵值1molCH (g)＞1molH (g)，A错误；B项，相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越
4 2
大，所以熵值1molH O(g)＜2molH O(g)，B正确；C项，等量的同物质，熵值关系为：S(g)＞S(l)＞S(s)，
2 2
所以熵值1molH O(s)＜1molH O(l)，C错误；D项，从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结
2 2
构更有序，熵值更低，所以熵值1molC(s，金刚石)＜1molC(s，石黑)，D错误；故选B。
3．【2020•浙江1月选考】在干燥的HCl气流中加热MgCl ·6H O，能得到无水MgCl 。下列说法不正
2 2 2
确的是( )
A．MgCl ·nH O(s)=MgCl ·(n－1)H O(s)＋HO(g) ΔH＞0
2 2 2 2 2
B．MgCl ·2H O(s)=Mg(OH) (s)＋2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行
2 2 2C．MgCl ·H O(s)=Mg(OH)Cl(s)＋HCl(g)，升高温度，反应更易发生
2 2
D．MgCl ·4H O(s)=MgCl ·2H O(s)＋2HO(g)，HCl气流可抑制反应进行
2 2 2 2 2
【答案】D
【解析】A项，MgCl ·nH O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH＞0，故A正确；B项，在HCl气流中，
2 2
能使MgCl ·2H O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C项，MgCl ·H O的水解反应
2 2 2 2
是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项，MgCl ·4H O的失
2 2
水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响，故D错误；故选D。
4．【2022•湖南选择性考试】钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为
TiO，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
2
已知“降温收尘”后，粗TiCl 中含有的几种物质的沸点：
4
物质 TiCl VOCl SiCl AlCl
4 3 4 3
沸点/℃ 136 127 57 180
回答下列问题：
(1)已知ΔG= ΔH-TΔS， 的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略 、 随温度的变化。若
ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。
A．C(s)＋O(g)=CO (g)
2 2
B．2C(s)＋O(g)=2CO(g)
2
C．TiO (s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋O(g)
2 2 4 2
D．TiO (s)＋C(s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋CO(g)
2 2 4 2(2) TiO 与C、Cl，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
2 2
物质 TiCl CO CO Cl
4 2 2
分压
①该温度下，TiO 与C、Cl 反应的总化学方程式为_______；
2 2
②随着温度升高，尾气中 的含量升高，原因是_______。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离TiCl 中含 、 杂质的方法
4
是_______。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入 冶炼 的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞
【答案】(1)C
(2) 5TiO+6C+10Cl 5TiCl +2CO+4CO 随着温度升高，CO 与C发生反应C＋CO 2CO
2 2 4 2 2 2
(3) 3VOCl +Al=3VOCl +AlCl 蒸馏
3 2 3
(4) 不能 若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质；
(5)AC
【解析】钛渣中加入C、Cl 进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl ，加入单
2 4
质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl ，加入Mg还原得到Ti。(1)记①C(s)＋O(g)=CO (g)，②2C(s)＋
4 2 2
O(g)=2CO(g)，③TiO (s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋O(g)，④TiO (s)＋C(s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋CO(g)；A项，
2 2 2 4 2 2 2 4 2
由图可知，600℃时C(s)＋O(g)=CO (g)的ΔG＜0，反应自发进行，故A不符合题意；B项，由图可知，
2 2
600℃时2C(s)＋O(g)=2CO(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故B不符合题意；C项，由图可知，600℃时TiO
2 2
(s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋O(g)的ΔG＞0，反应不能自发进行，故C符合题意；D项，根据盖斯定律，TiO
2 4 2 2
(s)＋C(s)＋2Cl(g)= TiCl (g)＋CO(g)可由①+③得到，则600℃时其ΔG＜0，反应自发进行，故D不符合题
2 4 2
意；故选C；(2)①根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO，根据相同条件下气体的压强之比
2
是物质的量之比可知TiCl 、CO和CO 的物质的量之比约是5：2：4，所以TiO 与C、Cl 反应的总化学方
4 2 2 2
程式为5TiO+6C+10Cl 5TiCl +2CO+4CO ；②随着温度升高，CO 与C发生反应C＋CO
2 2 4 2 2 2
2CO，导致CO含量升高；(3)“降温收尘”后钒元素主要以VOCl 形式存在，加入Al得到VOCl 渣，根据
3 2
得失电子守恒和元素守恒配平方程式为3VOCl +Al=3VOCl +AlCl ；AlCl 、SiCl 与TiCl 沸点差异较大，
3 2 3 3 4 4“除硅、铝"过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl 、SiCl ；(4)若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需
3 4
要加入Al，又引入Al杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换；(5)本工艺中加入Mg冶炼Ti
的方法为热还原法；A项，高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原
法，故A符合题意；B项，电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；C项，铝热反
应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；D项，Hg为不活
泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意；故选AC。
