由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法:(1)MnO2(s) + 2H2(g) Mn (s) + 2H2O(g);(2)MnO2(s) + 2C(s) Mn(s) + 2CO(g);上述两个反应在 25℃, 100 kPa 下是否能自发进行?如果考虑工作温度愈低愈好的话,则制备锰采用哪一 种方法比较好?

考查要点：本题主要考查化学反应的自发性判断，涉及吉布斯自由能（ΔG）、焓变（ΔH）、熵变（ΔS）的计算与分析，以及温度对反应自发性的影响。

解题核心思路：

1. 判断反应是否自发：通过计算ΔG（ΔG = ΔH - TΔS），若ΔG < 0，反应自发；反之则不自发。
2. 比较两种方法的温度敏感性：通过ΔH和ΔS的大小关系，分析不同温度下ΔG的变化趋势，选择临界温度更低的反应（即在更低温度下即可自发的反应）。

破题关键点：

• 数据处理：正确计算ΔH和ΔS，代入公式求ΔG。
• 临界温度分析：通过ΔH和ΔS计算临界温度（T = ΔH/ΔS），比较两种方法的临界温度，选择更低温适用的反应。

反应(1)的分析

1. 计算ΔG：
   $\Delta G = \Delta H - T\Delta S = 36.39 \, \text{kJ/mol} - (298 \, \text{K} \times 0.09524 \, \text{kJ/(mol·K)}) \approx 8.98 \, \text{kJ/mol} > 0$
   因此，反应(1)在25℃下不能自发。

2. 临界温度：
   $T_1 = \frac{\Delta H}{\Delta S} = \frac{36.39 \, \text{kJ/mol}}{0.09524 \, \text{kJ/(mol·K)}} \approx 382 \, \text{K}$
   当温度高于382 K时，ΔG < 0，反应可自发。

反应(2)的分析

1. 计算ΔG：
   $\Delta G = \Delta H - T\Delta S = 298.98 \, \text{kJ/mol} - (298 \, \text{K} \times 0.36228 \, \text{kJ/(mol·K)}) \approx 191.8 \, \text{kJ/mol} > 0$
   因此，反应(2)在25℃下不能自发。

2. 临界温度：
   $T_2 = \frac{\Delta H}{\Delta S} = \frac{298.98 \, \text{kJ/mol}}{0.36228 \, \text{kJ/(mol·K)}} \approx 825 \, \text{K}$
   当温度高于825 K时，ΔG < 0，反应可自发。

温度对方法选择的影响

• 反应(1)的临界温度为382 K，反应(2)为825 K。若要求工作温度尽可能低，则反应(1)更优，因其在更低温度下即可达到自发条件。