制备半导体材料时发生如下反应，其相应的热力学数据如下： SiO2(s)+2C(s)===Si(s)+2CO(g) △fmθ(298．15 K)／(kJ.mol-1) 一903．5 0 0 一110．5 △fGmθ(298．15 K)／(kJ.mol-1) 一850．7 0 0 —1 37．2 试通过计算回答：(1)标准状态下，298．15 K时，反应能否自发进行? (2)标准状态下，反应自发进行的温度条件如何?

考查要点：本题主要考查化学反应自发性的判断，涉及吉布斯自由能变化（ΔG）和焓变（ΔH）的计算，以及温度对反应自发性的影响。

解题核心思路：

1. 判断标准状态下反应是否自发：通过计算反应的ΔGθ，若ΔGθ < 0，则反应自发；反之则不能。
2. 确定反应自发的温度条件：结合ΔHθ和ΔSθ，利用公式ΔGθ = ΔHθ - TΔSθ，分析温度对ΔGθ的影响，找到转换温度。

破题关键点：

• 正确计算ΔGθ和ΔHθ：根据各物质的标准摩尔生成吉布斯自由能（ΔfGθ）和焓（ΔfHθ），代入反应式计算。
• 理解ΔH和ΔS的符号对温度影响的关系：吸热反应（ΔHθ > 0）若熵增（ΔSθ > 0），需高温才能自发。

第（1）题

计算ΔGθ：

• 反应式：SiO₂(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)
• ΔrGθ = ΣΔfGθ(产物) - ΣΔfGθ(反应物)
  = [0 + 2×(-137.2)] - [(-850.7) + 2×0]
  = -274.4 + 850.7 = 576.3 kJ/mol
• 因ΔrGθ > 0，故在298.15 K时反应不能自发。

第（2）题

计算ΔHθ：

• ΔrHθ = ΣΔfHθ(产物) - ΣΔfHθ(反应物)
  = [0 + 2×(-110.5)] - [(-903.5) + 2×0]
  = -221 + 903.5 = 682.5 kJ/mol

计算ΔSθ：

• 利用ΔGθ = ΔHθ - TΔSθ，代入已知数据：
  576.3 = 682.5 - 298.15×ΔSθ
  解得：ΔSθ ≈ 0.356 kJ/(mol·K)

分析温度条件：

• 由于ΔHθ > 0且ΔSθ > 0，反应为吸热且熵增，需高温自发。
• 转换温度Tc = ΔHθ / ΔSθ ≈ 682.5 / 0.356 ≈ 1916 K
  当温度高于1916 K时，ΔGθ < 0，反应自发。