2.3 化学反应的方向-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

第二章化学反应速率与化学平斋么出9 第三节化学反应的方向 重点和难点 课标要求 重点：化学反应的方向与焓变、熵变的关系。 1.知道化学反应是有方向的；知道化学反应的 难点：1.熵变的判断。 方向与反应的焓变、熵变有关」 2.用复合判据判断化学反应的方向。 2.能结合具体事例说明反应进行的方向。 01必备知识梳理◆ 基础梳理 知识点1自发过程和自发反应 1.自发过程：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行 富敲黑板7 的过程称为自发过程 自发过程的特点 2.自发反应与非自发反应：在给定的条件下，能自发地进行 (1)能量角度：体系趋向于 到显著程度的反应称为自发反应：不能自发地进行，必须借助某 从高能状态转变为低能状态（体 系对外部做功或释放热量)。 种外力才能进行的反应称为非自发反应。 (2)混乱度角度：体系有 3常见的自发过程和自发反应 自发地从混乱度小（有序）向 (1)自然界中水总是从高处往低处流。 混乱度大（无序）的方向转变 (2)电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动。 的领向，即体系趋向于从有序 (3)室温下冰块自动融化。 状态转变为无序状态。 (4)铁器暴露在潮湿的空气中会生锈 (5)Zn可与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4 刀辨易错 上述(4)(5)都是自发反应，其逆反应都是非自发反应。 反应的自发性只能用于 例①(2023·浙江萧山中学月考)请回答下列问题。 判断反应进行的方向，不能确 (1)下列过程均为自发过程的是()。 定该反应是否一定会发生，也 ①铵盐的溶解②烧碱与盐酸反应③Z与稀硫酸反应 不意味着发生时的反应速率 一定大。如涂有防锈漆和未 ④氢气在氧气中燃烧⑤Mg在空气中燃烧⑥铝热反应⑦墨 涂防锈漆的钢制器件，二者发 水在水中扩散⑧电解熔融的氯化钠 生腐蚀的自发性是相同的，但 A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ 前者较难实现（反应速率非常 C.②④⑥⑧ D.①②③④⑤⑥⑦ 慢)，后者较容易实现。 (2)“自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发 生”，这句话是否正确？ (填“是”或“否”)。请说明理由： 阳记方法 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是 101 重难点手细高中化学选择性必修1化学反应原理) 解析自发过程指在一定条件下不用借助外力就能自动进行 看是否需要条件，而是看是否 的过程，它包括自发反应。电解熔融的氯化钠要在直流电作用下 特续需要条件。 进行，不能自动进行。 (2)根据其逆向过程是否 自发判断：若逆向过程自发， 答案(1)D(2)否：某些自发反应需在一定条件下才能自 则正向过程一定不自发：若逆 动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生，如甲烷燃烧是自 向过程不自发，则正向过程 发反应，但需点燃才能发生，石灰石分解为氧化钙和二氧化碳为 定自发。 非自发反应，但在高温下也可以发生。 知识点2焓变与反应方向 1.焓判据：自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为 會敲黑板 低能量状态（这时体系会对外部做功或释放能量），表现为焓变△H< 多数自发进行的反应是 0,这一经验规律就是能量判据。能量判据判断反应进行方向的 放热反应，但只根据焓判据判 依据是焓变，即焓判据。 断反应进行的方向是不全 2.自发反应与焓变的关系 面的。 （)多数放热反应能自发进行（△H<0),如(g)+0,(g) HO(1)△H=-285.8kJ·mol1,Zn(s)+CuSO1(aq) ZnSO(aq)+Cu(s)△H=-216.8kJ·mol。 (2)有些吸热反应也能自发进行（△H>0),如2N2O(g) 4NO2 (g)+0(g)AH=+109.8 kJ.mol-,(NH)2CO (s) 回诊考策 —NH(g)+NH HCO(s)△H=+74.9kJ·mol1 自发反应与反应条件 (3)有些吸热反应[如CaCO,(s)高温CaO(s)+C0,(g)]在常 许多自发反应在常温常 温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行（△H>0)。 压下即可自发进行且反应完 全，但这并不意味着在一定条 结论：多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有些吸热反 件下才能进行或不能进行完 应也能自发进行，因此，反应的焓变是与反应进行方向有关的因 全的反应就不是自发反应 素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 例如，酒精的燃烧需要点燃， 例2下列说法正确的是( ）。 SO,与O2的反应不能进行完 A.△H>0的反应一定不能自发进行 全，在所需条件下，这两个反 B.Ba (OH)2.8H2O+2NH CI -BaCl2 +2NHs+ 应一旦发生便能自发进行下 10HO△>0，该反应在常温条件下不能自发进行 去，是自发反应。因此，自发反 C.2Al(s)+6HCI(ag)-2AICl (ag)+3H2 (g)AH<0, 应与反应条件没有必然联系。 该反应在常温条件下可自发进行 D.反应是放热反应还是吸热反应可单独作为判断反应能否 自发进行的依据 解析不能仅用△H来判断反应能否自发进行，大多数△H<0 的反应为自发进行的反应，但部分△H>0的反应也能自发进行， A、D两项错误；该反应为吸热反应，但常温条件下可自发进行，B 102 第二章化学反应速率与化学平斋》么出 项错误：该反应为放热反应，常温条件下可自发进行，C项正确。 答案C 知识点3熵变与反应方向 1.混乱度及自发过程 冒敲黑板 (1)H2和C的扩散实验 影响物质熵值大小的因素 ①实验操作及现象：如图所示，两个广口瓶中分别盛有H和 (1)同一条件下，不同物 质的炳值不同。 C,开始时中间用玻璃片隔开，当抽掉玻璃片后可观察到盛放 (2)同一种物质的嫡值与 C2的瓶内气体颜色逐渐变浅，而盛放H2的瓶内显现出浅黄绿 其聚集状态及外界条件有关， 色，最后两个瓶中的颜色相同。 一般气态时熵值最大，液态时 次之，固态时最小。 抽掉玻璃片 (3)物质的量越大，分子 数越多，熵值越大。 ②原因：不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发 口拓考点 地混合均匀，体系的混乱度增加。 物质的结构也会影响城 (2)硝酸铵溶于水 值，一般来说，结构越复杂， 溶解前 溶解后 熵值越大。立体钻构比平面 结构的熵值大：平面结构比线 NH和NO方在硝酸铵NH和N(方在水 晶体中有序排列 溶液中自由移动 形结构的嫡值大：不对称结构 比对称结构的熵值大。 (3)结论：上述过程均是自发地从混乱度小（有序）向混乱度 大（无序）的方向进行。 2.熵、熵变与熵判据 (1)嫡是衡量一个体系混乱度的物理量，符号为S,单位为 回诊考策 J·mol尸·K1。熵值越大，体系的混乱度越大。 (1)常见的熵增过程 国体的溶解过程、气体的 (2)嫡变：反应前后体系熵的变化，符号为△S。反应熵变（△S)= 扩撒过程、水的汽化过程及墨 生成物总嫡一反应物总嫡。 水的扩散过程等都是体系混 (3)熵判据：自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致 乱度增大的过程，即熵增过程。 体系的熵增加，这一经验规律叫做熵增原理，也就是判断反应进 (2)常见的熵增反应 行方向的熵判据。 ①固态反应物生成液态 3.自发反应与熵变的关系 或气态生成物的反应：CaCO (1)许多痛增加的反应在常温常压下可以自发进行，如： 高温Ca0十CO,。 NH HCO(s)+CH COOH(ag)=CO2(g)+H2O(1)+ ②液态反应物生成气态 CH COONH,(aq)△S>0。 生成物的反应：2H,00 103 重滩食手册高中化学选择性必修1化学反应原理) (2)有些熵增加的反应在常温常压下不能自发进行，但在较 2H0+O2↑。 高温度下可以自发进行，如： ③气体物质的量增大的 CaCO(s)=CaO(s)+CO2(g)AS>0; 反应：2N2O5(g)4NO2(g) C(石墨，s)十HO(g)CO(g)十H(g)△S>0 +O(g) (3)有些嫡减小的反应（即△S<0的反应）在一定条件下也可 以自发进行，如 图记方法司 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2HO(1)—4Fe(OH)3(s)△S 化学反应进行的方向 与焓变、熵变的关系 <0。 (1)从焓变（能量）角度： 4.结论 △H<0,有利于反应自发进行。 嫡变也是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定 (2)从熵变角度：△S>0, 反应能否自发进行的唯一因素。 有利于反应自发进行。 例B(2023·辽宁朝阳期中)运用相关化学知识进行判断， (3)在实际的化学反应中， 下列说法错误的是()。 若△日与△S号相同，则它 A.某反应能自发进行，则该反应不一定是熵增反应 们对化学反应自发进行的方 B.冰在室温下自动融化成水，这是嫡增的过程 向的影响出现矛盾。因此，在 C.放热反应在常温常压下都能自发进行 分析一个具体的化学反应自 发进行的方向时，不能孤立地 D.高锰酸钾受热分解是一个嫡增的过程 使用焓判据或熵判据来分析， 解析某些熵减反应也可以自发进行，如F(OH)2被氧化为 否则可能会得出错误的结论。 F(OH)3,故A项正确；一般情况下，同种物质的墒值：液体>固 卫拓考点 体，冰在室温下自动融化成水，是墒增的过程，故B项正确：燃烧 焓和熵的变化都只取决 反应为放热反应，一般需要加热或点燃，常温下一般不反应，故C 于体系的始态和终态，与变化 项错误；高锰酸钾分解生成气体产物，混乱度增加，嫡值增大，故 的途径无关 D项正确。 国纠错练1 答案C 下列说法中正确的是 易错点1对反应方向的理解和判断错误 ）。 (1)误认为自发反应都能自动进行，不需要任何条件。 A.凡是放热反应都是自 (2)误认为自发反应的速率都很快。 发的，凡是吸热反应都是非自 (3)误认为反应的自发性与非自发性是固定不变的。 发的 化学反应的自发性与非自发性不是固定不变的，某一条件 B.自发反应一定是熵增 下的自发反应可能在另一条件下是非自发反应。如常温下 过程，非自发反应一定是熵减 小或不变过程 2NO+O2一=2NO2是自发反应，而高温条件下2NO C.自发反应在适当条件 2NO+O,是自发反应。 下才能进行 (4)只依据焓变或熵变判断反应方向。 D.自发反应在任何条件 吸热反应、熵减反应都可能是自发反应。 下都能进行 104 第二章化学反应速率与化学平斋么出9 重难拓展 重难点1化学反应方向的判断方法 1.化学反应方向的判断 回诊考策 焓变（△H)和熵变（△S)都与反应的自发性有关，却又都不能 (1)当焓变和熵变的影响 相反时，若二者相差较大，可 独立地作为反应自发性的判据。要判断反应进行的方向，必须综 能某一因素占主导作用。 合考虑体系的焓变和熵变。 (2)当焓变和熵变的影响 体系的自由能变化（△G,单位为kJ·ol1)是由焓判据和嫡 相反且相差不大时，大多情况 判据组合成的复合判据。它不仅与△H、△S有关，还与温度T有 下，温度对反应的方向起决定 关，其表达式为△G=△H一T△S,△G是等温等压下封闭体系中判 作用。一般来说，低温时以烙 变的影响为主，高温时以嫡变的 断化学反应自发性的判据，其规律是： 影响为主。 △H一T△S<0反应能自发进行 △G= △H一T△S=0反应处于平衡状态 △H一T△S>0反应不能自发进行 2.对反应方向的讨论 园拓考点 类型 △H △S 反应的自发性 几类能够自发进行的反应 1 <0 >0 △H-T△S<0,一定能自发进 ()由不稳定物质向稳定物 2 >0 0 △H-T△S>0,一定不能自发进行 质转变，如HC0△C0↑ 3 0 <0 (△H一T△S)因温度的变化而可能大于0或 +HO。 小于0，反应的自发性也因温度的变化而改 (2)由溶解度大的物质向 变。一般来说，低温时以焓变的影响为主，高 温时以熵变的影响为主，△H<0、△S<0的反 溶解度小的物质转变，如NaS0 >0 >0 应在较低温度下能自发进行：△H>0、△S>0 +CaCl一CaSO(微溶) 的反应在较高温度下能自发进行 +2NaCl. (3)由相对强的酸向相 例①(2023·湖北潜江检测)工业上利用甲烷制取炭黑的反 对弱的酸转变，如NaCO十 应如下： 2CH COOH-CO+H O ①CH,(g)C(s)+2H(g)△H(298K)=+74.848k·mol +2CHC0ONa。 △S(298K)=+80.674J·mol-1·K- (4)由难挥发（高沸，点）的 物质向易挥发（低沸点）的物 反应过程中容易发生副反应： 质转变，如NaC1十HS)(浓) ②2CH(g)C2H2(g)+3H2(g)△H(298K)= +376.426kJ·mol1△S(298K)=+220.211J·mol1·K-1 △NaHSO,+HCI↑ (5)由氧化性（还原性）强 下列说法中正确的是( )。 的物质向氧化性（还原性）弱 A.反应①在常温下就可以自发进行 的物质转变，如2FeC1+2K1 B.焓变是副反应②能自发进行的决定因素 —2FeCl+2KC1+1。 105 重难点手细高中化学选择性必修1化学反应原理) C.制取炭黑的反应自发进行的温度范围是T>927.8K D.温度越高，对制取炭黑越有利 解析△H-T△S=74.848kJ·mol-1-298K×80.674× 10-3kJ·mol1·K-1≈50.807kJ·mol-1>0,所以该反应在常 温下不能自发进行，A项错误；反应②是熵增加的吸热反应，嫡变 是该反应能自发进行的决定因素，B项错误：制取炭黑时，△H一 T△S=74.848k·mol-1-80.674×10-3kJ·mol-1·K-1× T0,解得T>927.8K,即制取炭黑的反应自发进行的温度范围 是T>927.8K,C项正确：温度过高时可能会发生反应②，D项错误。 答案C 纠错练2 易错点2综合应用格变和熵变判断化学反应的方向时出错 (1)在利用△H一T△S作为判据判断化学反应的方向时， 下列关于化学反应方向 的说法，正确的是( 给出的△H的单位通常为kJ·mol1,△S的单位通常为 A.常温下，反应C(s)十 J·mol1·K1,进行判断时要将二者的单位统一，需将△S的 CO,(g)—2C0(g)不能自发 单位换算为kJ·mol1·K或将△H的单位换算为J·mol厂1。 进行，则该反应的△H<0 (2)不清楚温度对反应方向的影响，不会计算△H>0、△S> B.反应NaCO(s)十 0和△H<0、△S<0的反应自发进行时的温度范围。 2NaHSO,(ag)=2Nae SO,(ag) 对于△H>0、△S>0和△H<0、△S<0的化学反应，焓变、 +CO(g)+HO(1)在常温下 熵变对反应方向的影响是相反的，温度对反应方向起决定作 能自发进行 用。一般来说，低温时以焓变的影响为主，高温时以熵变的影 C.反应C0(g)—一C(石 响为主，即△H>0、△S>0的反应通常在高温下自发进行，△H 墨.)+0(g) △H= <0、△S<0的反应通常在低温下自发进行。 +110.5kJ·mol1 △S= 依据△H一T△S<0计算反应自发进行的温度范围时，应 -89.36J·mo1·K1能自 注意温度是热力学温度(K)而不是摄氏温度（℃）。 发进行 D.任何情况下，温度都不 (3)满足复合判据△H一T△S<0的反应不一定能够发生。 可能对反应的方向起决定作用 (4)误认为催化剂能改变反应进行的方向。 催化剂只能改变反应速率，不能改变反应进行的方向。 02关健能力提升。 题型1化学反应方向的判断 要意义。下列说法正确的是( 例①(2023·河北石家庄二中期末)研究 A.△H<0、△S>0的反应在低温时不能自 化学反应进行的方向对于反应设计等具有重 发进行 106 第二章化学反应速率与化学平衡》 B.在其他外界条件不变的情况下，汽车排 名命技用 气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应 象限法一 温度与反应方向的关系 的方向 △H<0△S>0 △H>0△S>0 C.反应CaCO3(s)-CaO(s)+CO2(g) 所有温度下 高温下 在室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 都自发进行 自发进行 D.反应MgCl2(I)—Mg(I)+C(g)在高 △H<0△S<0 △>0 4S-0*4H 温下能自发进行，则其△H>0、△S>0 低温下 所有温度 自发进行 都不能自发进行 解析对于△H<0、△S>0的反应，任何 温度下都有△H一T△S0,即在任何温度下反 ◆跟踪练1（江苏高考题组合）下列判断 应均能自发进行，A项错误；催化剂只能改变 正确的是( )。 反应速率，不能改变反应的方向，B项错误；反 A.反应SiC1,(g)+2H2(g)一Si(s)+ 应CaCO(s)—CaO(s)+COz(g)的△S>0, 4HCI(g)的△H>0、△S<0 由于室温下不能自发进行，所以此时△G=△H B.一定温度下，反应2H2(g)十O(g) -T△S>0,即该反应的△H>0,C项错误；反 2H2O(g)能自发进行，该反应的△H<0 应MgC(I)一Mg(I)十Cl2(g)中有气体生 C.反应4Fe(s)+3O2(g)一2Fe2O5(s)常 成，即△S>0,该反应在高温下能自发进行，则 温下可自发进行，该反应为吸热反应 △>0，D项正确 D.反应N2(g)+3H2(g)一2NH(g)的 答案D △H<0、△S>0 03学业质量测评。 A基础过关练 测诚时间：8分钟 C,它的熵增效应大于能量效应 1.(2023·安撒淮南联考)下列反应属于熵增 D.它是嫡减小的反应 反应的是()。 3.下列说法错误的是( A.2H,S(g)+SO (g)-3S(s)+2H2O(D) A.放热过程（△H<0)或熵增过程（△S>0) B.3NO.(g)+H.OD)-2HNO (ag)+NO(g) 一定是自发的 C.NH HCO(s)-H2O(1)+NHs (g)+ B1 mol HO在不同状态时的熵值：SHO(s)] CO(g) <S[H2O(g)] D.CO(g)+2H2(g)-CHOH(I) C.食物在常温下变质是自发进行的 2.(2023·河北邯郸二中期中)250℃和1.01× D.反应2H2(g)+O2(g)一2H2O(1)(△H 10Pa时，反应2NzOs(g)4NO2(g)+ <0)能自发进行，可用焓判据来解释 O2(g)△H=+56.76kJ·mol-1自发进行 4.请回答下列问题。 的原因是()。 (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可 A.它是吸热反应 直接光催化分解C0:2C0,(g)一定条件 B.它是放热反应 2C)(g)+(O,(g)。该反应的△H 107 重雕食手细高中化学选择性必修1化学反应原理) (填“>”或“<”)0，△S (填“>” B.△H=△H1-△H2-△H 或“<”)0，在低温下，该反应 C.温度对该反应的△S、△H都有影响 (填“能”或“不能”)自发进行。 D.该反应的△S<0、△H<O,在低温下可自 (2)科学家正在研究利用催化技术将汽车尾 发进行 气中的NO和CO转变成CO2和N2,化 3.(2023·福建龙岩月考)已知体系自由能变 学方程式为2NO(g)+2C)(g)一2C02(g) 化△G=△H一T△S,△G<0时反应能自发进 十N2(g)。该反应在常温下能够自发进 行。两个氢化反应的△G与温度的关系如图 行，则该反应的△H (填“>”或 所示，下列说法正确的是( )。 “<”)0 80 40 ●B综合提能练 测试时间：20分钟 反应① 1.下列内容与结论对应正确的是( 0 -40 5 反应② 选项 内容 结论 -80 A -10 HO(g)变成H,O1) 该过程的△S>0 200 400600 800 10001200 温度/℃ 硝酸铵溶于水可自发 该过程的△S0 A反应①的△S<0 进行 B.反应②在600℃时的反应速率很快 一个反应的△H>0、 该反应一定不能自 C C.温度大于1000℃时，反应①能自发进行 △S>0 发进行 D.反应②的△H>0 H (g)+F:(g)- 4.根据要求回答下列问题。 该反应在任何温度 D 2HF(g)的△H= (1)(经典·渐江选考节选)关于反应H2(g) -271kJ·mol1,△S= 下都不能自发进行 +8J·molt·K- 十0.(g)一H0D,下列说法不正确 2.(2023·浙江山水联盟联考)在100kPa、298K 的是 下，1molN2(g)和3molH(g)在密闭容器 A.焓变△H<0、熵变△S<0 中发生反应：N(g)+3H(g)=2NH(g) B.可以把反应设计成原电池，实现能量 △H=一92.4kJ·mol1:已知N(g)、H(g)和 的转化 NH(g)的比热容分别为29.1J·mol1·K1、 C.一定条件下，若观察不到水的生成，说 28.9J·mol1·K-1和35.6J·mol1·K-1。 明该条件下反应不能自发进行 在100kPa、TK下，反应的焓变△H与 D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常 △H的关系如图所示。下列说法不正确的是 温常压下以较快的速率进行 (2)(2021·浙江6月选考)实验室可用铜与 浓硫酸反应制备少量SO:Cu(s)十 N,(g)+3H,(g)T 2NH (g)T 2H2SO (1)=CuSO(s)+SO(g)+ △H △H 2HO(1)△H=-11.9kJ·mol1。判 N,(g)+3H (g)T 1△H 2NH (g)TaK 断该反应的自发性并说明理由： A.△H1=22392.4kJ·mol- 108 第二章化学反应速率与化学平斋》收出鱼 (3)已知在100kPa,298K时石灰石分解反 发进行的决定因素 应CaCO(s)=CaO(s)+COz(g)的 (2)已知：2N0+5HCN+20H+ △H>0、△S>0. 4HO的△H=+akJ·mol1,△S= ①常温下，该反应 (填“能”或 +bJ·mol-1·K1(a、b均为正值)，该 “不能”)自发进行。 反应 (填“能”、“不能”或“无法判 ②温度 (填“能”或“不能”)成为 断是否能”)自发进行。 该反应进行方向的决定因素。 Ⅱ.(2022·全国甲卷节选)TiO2转化为TiC1 C培优突破练 测试时间：7分钟 有直接氣化法和碳氯化法。在1000℃时反 1.请回答下列问题。 应的热化学方程式及其平衡常数如下。 I.催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方 直接氯化：TiO(s)+2C1(g)—TiCL,(g)+ 法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂的作用 O2(g)△H1=+172kJ·mol,K=1.0 下，利用H将硝酸盐还原成氮气：2NO方十 5H,Pl/CuN+2OH+4H,0。 ×102。 碳氯化：TiO2(s)+2C2(g)+2C(s) (1)下列说法错误的是 (填序号)。 TiC1(g)+2CO(g)△H2=-51k·mol1, A.氯肥NHNO2溶于水的过程中熵值 增大 K=1.2X102。 (3)碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其 B.在酸性条件下，活泼金属与NO方的反 应属于自发反应 原因是 C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应能否自 核心素养聚焦 考向】焓变、熵变与反应方向 的H2,故熵：1 mol CH(g)>1molH2(g);相 例①(2021·浙江6月选考)相同温度和 同条件下，同一物质的物质的量越大，其熵越 压强下，下列有关物质嫡的大小的比较合理的 大，即墒：1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g);等量 是()。 的同一物质不同状态的嫡：固态<液态<气 A.1 mol CH(g)<1 mol H2 (g) 态，即墒：1 mol H2O(s)<1 mol H2O(1);石墨 与金刚石互为同素异形体，由晶体结构可知， B.1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g) 金刚石有着更为有序的晶体结构，其熵较低， C.1 mol H2O(s)>1 mol HO(1) 即熵：1molC(金刚石，s)<1molC(石墨，s)。 D.1molC(金刚石，s)>1molC(石墨，s) 答案B 考查内容 核心素养 难度 考向2化学反应方向的判断 物质间熵值大小的比较证据推理与模型认知 容易 例2请回答下列问题。 解析CH,的原子个数多于等物质的量 I.(2021·湖南选择考节选)氨气中氢含 109 重避包手细高中化学选择性必修1化学反应原理凡) 量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易 比反应①的△G小，主要原因是 储存，可通过氨热分解法由氨气得到氢气。相 关化学键的键能数据如表所示。 80 化学键 N=N H-H N-H 40 二反应① 键能E/(k·mol1) 946.0 436.0 390.8 到 -40 发应@中 在一定温度下，利用催化剂将NH分解 -88十反应③ -80 为N2和H2。回答下列问题： 20040060080010001200 ☒ 温度/℃ (1)反应2NH(g)=N2(g)+3H2(g)的 考查内容 核心素养 难度 △H= kJ·molt。 自由能与化学反应的 (2)该反应的△S=+198.9J·mol1·K1, 证据推理与模型认知 中等 方向 在下列哪些温度下该反应能自发进行？ 解析1，(1)根据键能与反应热的关系， (填序号)。 △H=反应物键能之和一生成物键能之和= A.25℃ B.125℃ 390.8kJ·mol1×6-(946.0+436.0× C.225℃ D.325℃ 3)k·mol1=+90.8kJ·mol1。(2)因为反应 Ⅱ.（经典·天津卷节选）将SiC1氢化为 自发进行，故△G=△H-T△S=+90.8kJ·molI SiHC1有三种方法，对应的反应依次为： -T×198.9×103kJ·mol-1·K-1<0,T DSiCl (g)+H(g)-SiHCl(g+HCI(g) 457K,即温度高于184℃。Ⅱ.△G<0时，反 △H1>0 应能自发进行，根据题图可知，反应①能自发 ②3SiCL(g）+2H2(g)+Si(s)= 进行的最低温度为1000℃。由于△G=△H 4 SiHCI3(g)△H2<0 T△S,反应②的△H2<0,而反应①的△H1>0, ③2SiC1(g)+H(g)+Si(s)+HC1(g)→ 3 SiHCI3(g)△H △H2<△H:,△S>△S,因此该温度下，反应② 已知体系自由能变△G=△H一T△S, 比反应①的△G小的主要原因为△H2<△H1。 △G<0时反应自发进行。三个氢化反应的△G 答案I.(1)+90.8。(2)CD 与温度的关系如图所示，可知反应①能自发进 Ⅱ.1000℃；△H2<△H1导致反应②的 行的最低温度是 ;该温度下，反应② △G较小。 110第三节 化学反应的方向 题意；一个反应的△H>0、△S>0,该反应在高温条件 【必备知识梳理】 下可实现△H一T△S<0,即该反应在高温下可自发进 [纠错练1]C 行，C项不符合题意：由△H0、△S>0知，△H-T△S< [纠错练2]B[该反应的△S>0,该反应在常温下不 0,故该反应在任何温度下都能自发进行，D项不符合 能自发进行，则该反应的△H>0,A项错误：反应 题意。] Na CO.(s)+2NaHSO,(ag)-2Nae SO,(ag)+CO.(g) 2.A[根据盖斯定律可知，△H1=△H十△H十△H,,由 十HOI)的嫡变△S>0,该反应是放热反应，则△H< 于题干未告知T,的数值，无法计算△H2、△H,故也 0,△G=△H一T△S<0,则该反应在常温下能自发进 无法计算△H,A项错误：△H=△H十△H,十△H,故 行，B项正确：△>0，△S<0,任何温度下△G=△H一 △H=△H1一△H一△H,B项正确：温度对物质的格 T△S≥>0，反应一定不能自发进行，C项错误：如果某反 值和嫡值均有影响，所以温度对该反应的△S、△H都 应的△>0，△S>0,则高温下反应能自发进行，低温 有影响，C项正确：该反应的△S<0、△H<0,根据 下反应不能自发进行，温度对该反应的方向起决定性 △G=△H一T△S<0时反应能够自发进行可知，该反应 作用，D项错误 在低温下可自发进行，D项正确。] 【关键能力提升】 3.C[由题图可知，反应①随温度的升高，△G逐渐减小， [跟踪练1]B[H还原SCL制单质硅为吸热反应， 反应②随温度的升高，△G逐渐增大，说明反应①是熵 △H>0,该反应为气态物质的物质的量增大的反应， 增反应，反应②是嫡减反应，A项错误：由题图无法推 测反应的快慢，B项错误：因△G0时反应能自发进 △S>0,A项错误：B、C两项中反应均为熵减反应，且 行，反应①在温度大于1000℃时△G<0,故此时反应 在一定温度下均能自发进行，故根据△H一T△S<0可 ①能自发进行，C项正确：反应②的△S<0,低温下反 知，这两个反应均属于放热反应，B项正确，C项错误 应能自发进行，则△H<0,D项错误.] D项中反应为嫡减的放热反应，故△H0,△S<0, 4.(1)C。(2)该反应的△H<0,△S>0,因此该反应在 D项错误。] 任何温度下都能自发进行。(3)①不能。②能。 【学业质量测评】 「(1)是否能观察到有水生成，除了与反应能否自发进行 基础过关练 有关外，还与反应速率有关，观察不到有水生成，不能说 1.C 明该条件下反应不能自发进行，C项错误。(3)①常温 2.C[根据题给热化学方程式可知，该可逆反应的正反 下石灰石不分解，②该反应的△>0、△S>0,高温条 应是气体体积增大的吸热反应，反应能自发进行，应有 件下能使△G=△H一T△S<0,而低温条件下△G= △G=△H一T△S<0,故反应能自发进行的原因是嫡增 △H一T△S>0,则该反应中温度是决定反应进行方向 效应大于能量效应，C项正确。] 的因素。] 3.A[放热过程（△H<0)或嫡增过程（△S>0)不一定是 培优突破练 自发的，只有满足△H一T△S<0的过程才是自发的， 1.(1)C。(2)无法判断是否能 A项错误：一般情况下，同一物质的熵值：固态<液态 (3)碳氯化的反应是熵增、放热反应，有利于反应正向 <气态，B项正确：常温下，食物容易腐败变质，说明食 进行，而直接氯化的反应是气体分子数不变的吸热反 物在常温下变质是自发进行的反应，C项正确：反应 应，不利于反应正向进行。 2H(g)十O),(g)2HO1)是放热反应，且该反应的 [(1)NH),溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项 嫡值减小（△S<0),该反应能够自发进行，可用焓判据 正确：活泼金属易失去电子，酸性条件下O)万具有强 来解释，D项正确] 氧化性，二者发生的反应属于自发反应，B项正确：反 4.(1)>:>不能。(2)< 应是否为自发反应取决于△G=△H一T△S是否小于 综合提能练 0,与催化剂无关，C项错误。(2)△H一T△S=a一bT, 1.B[物质由气态变为液态，混乱度减小，即△S<0, 由于无法判断a和T的值的相对大小，所以无法判断 A项不符合题意：硝酸铵溶于水是嫡增过程，B项符合 该反应能否自发进行。] 18