知识点一、焓变与反应方向
【例1】下列反应在任意温度下一定能自发进行的是( )
A.2NaCl+2H2O\s\up14(通电(通电)2NaOH+Cl2↑+H2↑ B.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH<0
C.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 D.X2Y2(g)===X2(g)+Y2(g) ΔH<0
解析:A项需通电才能进行,为非自发反应;B项ΔH<0、ΔS<0,在低温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;C项ΔH>0,ΔS>0,在高温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;D项,ΔH<0,ΔS<0,在任何温度下ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行。
答案:D
知识点二、熵变与反应方向
【例2】下列说法正确的是( )
A.放热反应均是自发反应
B.ΔS为正值的反应均是自发反应
C.如果ΔH和ΔS均为正值,当高温时,反应可能自发进行
D.物质的量增加的反应,ΔS为正值
解析:若ΔH<0,ΔS<0在低温下反应能自发进行,故A错误;若ΔH>0,ΔS>0在高温下ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,故B错误,C正确;只有气体物质的量增加的反应,ΔS为正值,故D错误。
答案:C
知识点三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
【例3】已知100 kPa、298.15 K时有以下反应:NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g) ΔH=176.4 kJ·mol-1,ΔS=284.3 J·mol-1·K-1。试计算NH4Cl分解的最低温度。
解析:ΔH-TΔS=176.4 kJ·mol-1-298.15 K×284.3×10-3 kJ·mol-1·K-1=91.64 kJ·mol-1>0,此条件下该反应为非自发反应。
T>==620.5 K。
答案:620.5 K
【例4】下列反应中,熵值显著增加的反应是( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) B.CaCO3(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)
C.2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s) D.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)
解析:对于不同状态的物质,其熵值关系为S(g)>S(l)>S(s)。A项中CO和H2为气体,CH3OH为液体,反应中熵值减小;B项中CaCO3为固体,HCl和CaCl2为溶液,H2O为液体,CO2为气体,反应中熵值增加;C项中Cu和CuO为固体,O2为气体,反应中熵值减小;D项中NH3和HCl为气体,NH4Cl为固体,反应中熵值减小。
答案:B