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考点24 化学反应的方向
【基础过关】
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。
2．下列过程是非自发过程的是( )
A．气体的扩散
B．室温下水结成冰
C．水由高处向低处流
D．有序排列的火柴散落成无序排列
【答案】B
【解析】A 项，气体扩散，分子自由移动，自发进行，A 不符合题意；B．水结成冰这个变化，虽然
是放热的，但是同时也是熵减的，因此必须在某一温度(0°C)以下才能自发进行，要在室温下结成冰需借助
外力，B 符合题意；C．水由高处向低处流势能减小，自发进行，C 不符合题意；D．有序排列的火柴散落
成无序排列，体系混乱度增大，为自发过程，D 不符合题意；故选B。
3．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的
B．铁在潮湿空气中生锈是自发过程
C．熵增大的反应都是自发反应
D．电解池的反应是属于自发反应
【答案】B
【解析】A 项，所有放热反应△H＞0，但焓变和温度未知，所以不一定都是自发反应，选项A 错误；
B 项，铁生锈是发生了电化学的吸氧腐蚀，是自发进行反应，选项B 正确；C 项，依据△H-T△S＜0 判断
反应是自发进行的反应，熵增的反应只能是△S＞0，熵变和温度未知，所以不一定都是自发反应，选项C
错误；D 项，电解反应可以是自发反应，也可以是非自发的氧化还原反应，选项D 错误；故选B。
4．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。
5．下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
1
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A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
【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。
6．(2023·浙江省台州市期末)常压下，1g 冰熔化成1g 水、1g 水蒸发成1g 水蒸气的焓和熵的变化情况
如图所示。
已知：熔化过程：H2O(s)
H2O(l) ∆H1、∆S1
蒸发过程：H2O(l)
H2O(g) ∆H2、∆S2
下列说法不正确的是( )
A．∆H1＞0；∆H2＞0
B．∆S1＞0；∆S2＞0
C． ∆S1＞∆S2
D．蒸发过程属于高温自发过程
【答案】C
【解析】A 项，水由固态转化为液态吸收能量，熔化过程为吸热过程，则∆H1＞0，蒸发过程为吸热过
程，则∆H2＞0，A 正确；B 项，同种物质不同状态的混乱度：g>l>s，混乱度越大熵变值越大，则∆S1＞0；
∆S2＞0，B 正确；C 项，蒸发过程熵变值更大，即∆S2＞∆S1，C 错误；D 项，蒸发过程∆H2＞0，∆S2＞0，根
据自发进行的判据：ΔG=ΔH-TΔS2＜0，该反应需要高温条件自发进行，D 正确；故选C。
7．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是(
)
2
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A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS 进行分析，凡ΔG＜0 的反应，能自发进行。A 项，反应2O3(g)=3O2(g)，
ΔH＜0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，A 不合题意； B 项，反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，
该反应一定不能自发进行，B 符合题意；C 项，反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反
应在低温下能自发进行，C 不合题意；D 项，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温
下能自发进行，D 不合题意；故选B。
8．25 ℃、1．01×105Pa 时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8 kJ·mol-1，该反应能自发进行的
原因是( )
A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应
【答案】D
【解析】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效
应。
9．下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
C.常温下，反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
D.反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0
【答案】C
【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若ΔH<0，ΔS>0，则一定自发，若ΔH>0，
ΔS<0，则一定不能自发，若ΔH<0，ΔS<0 或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发，和温度有关，A 错误、B 错误；
该反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH>0，C 正确；该反应的ΔS<0，能自发，
说明ΔH<0，D 错误。
10．下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0 的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185．57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发地向
混乱度增加的方向转变的倾向
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可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
【答案】B
【解析】A 项，根据ΔH+TΔS＜0 反应能自发进行判断ΔH＜0、ΔS＞0 的反应在任何温度下都能自发进
3
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行，错误；B 项，根据ΔH+TΔS＜0 反应能自发进行判断，NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝
＋185．57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，正确；C 项，焓变
和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据，错误；D 项，在其他外
界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向，错误。
11．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是(
)
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS 进行分析，凡ΔG＜0 的反应，能自发进行。A 项，反应2O3(g)=3O2(g)，
ΔH＜0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，A 不合题意； B 项，反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，
该反应一定不能自发进行，B 符合题意；C 项，反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反
应在低温下能自发进行，C 不合题意；D 项，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温
下能自发进行，D 不合题意；故选B。
12．现有两个热化学反应方程式：
(l)+H2(g)
(l) ΔH＞0 ①
(l)+2H2(g)
(l) ΔH＜0 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。
13．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( )
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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。
14．反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一、下列说法中正确的是( )
A．
，
的反应一定可以自发进行
B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，
一定小于零
D．常温下，反应C(s)+ CO2(g)
2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH＞0
【答案】D
【解析】A 项，ΔG＜0，反应自发进行，由ΔG =ΔH -TΔS 可知，若ΔH＞0，ΔS＞0，则在低温下ΔG
可能大于0，反应非自发，A 项错误；B 项，反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B
项错误；C 项，可逆反应正向进行时，由ΔG =ΔH -TΔS 可知，若ΔH＞0，ΔS＞0 且高温条件下正反应具有
自发性，C 项错误；D 项，ΔH -TΔS＞0，反应非自发进行，反应ΔS＞0，满足ΔH -TΔS＞0，则ΔH＞0，D
项正确；故选D。
15．(2023·浙江省部分校高三模拟考试)下列说法正确的是( )
A．相同温度和压强下，熵值：1 mol C(s，金刚石)＞1 mol C(s，石墨)
B．Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH 小于0
C．NH4NO3溶于水，ΔH＞0，ΔS＜0
D．分子间氢键数量：1 molH2O(g) ＜1 molH2O(l) ＜1 molH2O(s)
【答案】D
【解析】A 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，金刚石)的熵值
＜1 mol C(s，石墨)，A 错误；B 项，原子失电子变成离子需要吸收热量，则Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH 大于
0，故B 错误；C 项，NH4NO3溶于水为吸热过程，混乱度增大，故ΔH＞0，ΔS＞0，C 错误；D 项，冰→
液态水→水蒸气，破坏分子间氢键和范德华力，分子间氢键数量：1 molH2O(s)＞1 molH2O(l)＞1
molH2O(g)，故D 正确；故选D。
16．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( )
5
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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。
17．假定X2与Y2都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，
在如图所示的过程中，下列说法正确的是( )
A．若X2、Y2均为O2，则
，混合过程自发进行
B．若X2、Y2均为O2，则
，混合过程不自发
C．若X2、Y2分别为N2与O2，则
，混合过程自发进行
D．若X2、Y2分别为N2与O2，则
，混合过程不自发
【答案】C
【解析】A 项，若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程
自发进行，A 错误；B 项，若 X2 、Y2均为O2，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合
过程自发进行，B 错误；C 项，若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分
压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，C 正确；D 项，若 X2 、 Y2 分别为 N2 与 O2 ，混合前后气
体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，D 错误；故选C。
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18．下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学方程式
已知条件
预测
A
M(s)==X(g)＋Y(s)
ΔH＞0
它是非自发反应
B
W(s)+xG(g)=4Q(g)
ΔH＞0，自发反应
x 可能等于1、2、3
C
W(s)+xG(g)=4Q(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH 一定小于0
D
4M(s)+N(g)＋2 W(l)=4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH＞0
【答案】B
【解析】A 项，该反应的反应物是固体，生成了气体，所以ΔS>0，该反应的ΔH>0，所以该反应在高
温下自发，故A 错误；B 项，该反应ΔH>0，能自发进行，则ΔS>0，所以x 可能等于1、2、3，故B 正确；
C 项，该反应是气体系数之和增大的反应，所以ΔS>0，该反应能自发，则ΔH>0，故C 错误；D 项，该反
应的反应物有气体，反应后无气体，则ΔS<0，该反应常温下能自发进行，则ΔH 应该小于0，故D 错误；
故选B。
19．已知在100 kPa、298.15 K 时石灰石分解反应：
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.3 kJ·mol-1 ΔS=160.4 J·(mol·K)-1，则：
(1)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”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为 。
【答案】(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
【解析】(1)ΔG=ΔH-TΔS=178.3 kJ·mol-1-298.15 K×160.4×10-3 kJ·(mol·K)-1≈130.5 kJ·mol-1>0，所以该反
应不能自发进行(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔG=ΔH-TΔS 可知，在温度较高的时候，ΔG 可能
小于0(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0 时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS≈1 111.6 K。
20．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应：①CH4(g)
C(s)+2H2(g)；
②2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆中
查到了如下热力学数据：
反应①的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1。
反应②的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：
(1)这两个反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为 。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是 (填字母)
A．905.2 K
B．927 K C．1273 K
D．2000 K
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【答案】(1)高温 (2)不能 (3)927.8~1790.4 K (4)C
【解析】(1)该反应是吸热的熵增反应，在高温下自发进行。(2)ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3
kJ·mol-1·K-1×298 K=50.807 kJ·mol-1>0，所以该反应在常温下不能自发进行。(3)甲烷裂解为炭黑和氢气时，
ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0，解得T>927.8 K；裂解为乙炔时，ΔH-TΔS=376.426
kJ·mol-1-220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0，解得T>1709.4 K，即温度高于1709.4 K 时自发裂解为乙炔和氢气
所以要制取炭黑，必须控制温度在927.8~1790.4 K。(4)要提高甲烷的炭化程度，应在927.8~1790.4 K 的范
围内尽可能提高温度。
21．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 ℃。
【能力提升】
22．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
MgCO3(s)
MgO(s)＋CO2(g)
117.6
1
a
CaCO3(s)
CaO(s)＋CO2(g)
177.9
1
b
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：MgCO3(s)＞CaCO3(s)
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]-S[MgCO3(s)]- S[CaO(s)]
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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MgCO3和CaCO3都为离子晶体，MgCO3和
CaCO3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
易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO2，则MgCO3的热分解温度小于CaCO3，故B 错
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[CaCO3(s)]-S[MgCO3(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
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。
23．(2023·浙江省模拟)用一种较活泼的金属把另一种金属从化合物中还原出来的方法称为金属热还原
法。钠、镁、铝是常用的还原剂。一些常见的金属热还原反应如下：
序
号
反应
△H/kJ/
mol
△S/J/
(mol·K)
①
2Al(l) + 3BaO(s)=3Ba(g) +Al2O3(s)
487
207.53
②
2Al(s) + 3BaO(s)=3Ba(s)+Al2O3(s)
4
-15.70
③
Mg(l) + 2RbCl(s)=2Rb(g)+MgCl2(s)
381.77
223.06
④
4Na(l)+TiCl4(g)=Ti(s)+4NaCl(s)
-899.8
-291
下列说法不正确的是
A．反应①表明金属沸点：Al>Ba
B．对于反应：2Ba(s)+O2(g)=2BaO(s) △H1，4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2，由反应②可以推出
3△H1≈△H2
C．反应③说明金属活动性顺序：Mg>Rb
D．对于反应④：|△H|>>|T△S|说明焓变对该反应的自发性起主要影响作用
【答案】C
【解析】A 项，金属的熔、沸点与金属键强度有关，金属键强度越大，熔、沸点越高，相同温度下Al
为液态，Ba 为气态，说明Ba 的金属键强度小于Al，A 正确；B 项，根据盖斯定律，反应②的
，
，所以3△H1≈△H2，B 正确；C 项，根据元素周期律，
Rb 金属性大于Na，而金属性Na 大于Mg，所以金属活动性顺序：Rb>Mg，C 错误；D 项，对于反应④
，
，ΔG=ΔH-TΔS＜0 反应能自发，所以温度小于3092.1K 能自
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发进行，只有当温度大于3092.1K 时，ΔΔH-TΔS＞0，此时反应不能自发进行，说明焓变对该反应能否自
发进行有决定性影响，D 正确。故选C。
24．CO2催化加氢制甲醇有利于减少 CO2的排放，实现“碳达峰”，其反应可表示为：CO2 (g)+3H2
(g) =CH3OH (g)+H2O (g) ΔH=−49 kJ•mol−1。CO2催化加氢制甲醇的反应通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2(g) =CO(g)+H2O(g) ΔH1=41 kJ•mol−1
②CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g) ΔH2
反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A．步骤①反应的ΔS＞0
B．步骤②反应的ΔH2=−90 kJ•mol−1
C．CO2催化加氢制甲醇的总反应速率由步骤②决定
D．升高温度，各步骤的正、逆反应速率均增大
【答案】C
【解析】A 项，步骤①反应能自发，即△G=△H-T•△S＜0，而此反应的△H＞0，故△S＞0，否则反应
不可能自发，故A 正确；B 项，步骤②的反应热△H=生成物的总能量-反应物的总能量=-49kJ•mol−1
-41kJ•mol−1 =-90kJ•mol−1，故B 正确；C 项，步骤①的活化能高于步骤②，即步骤①的反应速率更慢，是
总反应的决速步，故C 错误；D 项，升高温度，各步的反应物和生成物的活化分子百分数均增大，各步的
正逆反应速率均加快，故D 正确；故选C。
25．已知固态、气态离子的标准熵是根据热力学第三定律求出的绝对值，水合态离子的标准熵是以
298K 时H+(aq)的标准熵为0 算得的相对值。298K 时一些离子在不同状态下的标准熵值数据如表所示，通
过数据分析得出的下列结论不正确的是( )
标准熵值/J·mol·L-1
Li+
Na+
K+
Be2+
Mg2+
Ca2+
Al3+
固态离子标准熵S
(s)
29.1
51.3
64.7
9.5
32.7
41.6
28.3
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气态离子标准熵S
(g)
138.8
153.7
160.3
136.3
148.6
154.9
164.6
水合态离子标准熵S
(aq)
13.4
59
102.5
-129.7
-138.1
-53.1
-321.7
A．金属离子由固态到气态，标准熵值增加
B．同周期金属离子价态越高，水合态离子的标准熵值越小
C．同主族金属离子半径越小，水合态离子的标准熵值越小
D．同主族金属元素固态或气态离子的标准熵值随原子序数增大而增大
【答案】C
【解析】A 项，由表格数据信息可知：金属离子由固态到气态时，标准熵值增加，A 正确；B 项，
Na、Mg、Al 是同一周期元素，从左到右，随原子序数的增大，由Na+、Mg2+、Al3+的水合态离子标准熵值
逐渐减小，可推断出：同周期金属离子价态越高，水合态离子的标准熵值越小，B 正确；C 项，Li、Na、
K 是同一主族元素，Li+、Na+、K+从上到下随原子序数的增大，元素的离子半径逐渐增大，水合态离子的
标准熵值越大，C 错误；D 项，Li、Na、K 是同一主族元素，根据表格数据可知：同主族金属元素随原子
序数增大，元素的固态或气态离子的标准熵值逐渐增大，D 正确；故选C。
26．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CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，
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CO2和N2，化学方程式为2NO+2CO
2CO2+N2。反应在常温下能够自发进行，则
反应的∆H______(填“>”或“<”)0。
(3)已知在
、298K 时石灰石分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的∆H＞0、∆S＞0。
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CaSO4(s)+ CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH＝+218kJ·mol-1，该反应能够自发进行的反应条件
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O2 中燃烧生成CO2 为放热反应，则二氧化碳分解生成CO 和氧气的反应为吸热
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
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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。
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