专题04 化学反应的方向（考题猜想）（4大题型）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲（沪科版2020）

专题04 化学反应的方向 题型一 化学反应与焓判据 题型一 化学反应与熵判据 题型三 焓变熵变对反应方向的共同影响 题型四 综合判据：焓变、熵变与温度三者共同判断 ◆题型一 化学反应与焓判据 解题要点 放热过程中体系能量降低，△H＜0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应，也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。 【例1】已知和的燃烧热分别为和，则反应的 A．一定能    B．一定不能    C．高温条件下    D．低温条件下 【答案】 D 【解析】和的燃烧热分别为和，得热化学方程式为①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286kJ/mol，② ΔH=-727kJ/mol，根据盖斯定理①×3-②可得ΔH=-131kJ/mol； 【例1-2】尿素是一种重要的氮肥。工业上以和为原料合成尿素，在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： 反应Ⅰ：(氨基甲酸铵) 反应Ⅱ：   总反应Ⅲ： 反应Ⅲ的 。 【答案】 【解析】由盖斯定律可知，反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，则ΔH3=(-272kJ/mol)+(+138kJ/mol)=-134 kJ/mol；故答案为：-134 kJ/mol。 【变式1-1】下列有关说法正确的是 A．自发反应一定是放热反应 B．自发进行的反应一定能迅速进行 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 【答案】C 【解析】A．ΔG＜0反应自发进行，由ΔG=ΔH-TΔS可知，若ΔH＞0、ΔS＞0时，反应也可能是自发的，故A错误； B．ΔG＜0反应自发进行，自发进行的反应不一定能迅速进行，这涉及反应速率问题，故B错误； C．反应向熵值增加的方向进行，同种物质熵值：液体＞固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果，故C正确； D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误； 故选C。 ◆题型二 反应熵变与反应方向 解题要点 1.熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。 2.化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 3.反应熵变与反应方向的关系 （1）多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。 （2）有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。 （3）个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。 4.自发过程的体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这一经验规律叫熵增加原理，也是反应方向判断的熵判据。 5.影响熵大小的因素 （1）同一条件下，不同的物质熵不同 （2）同一物质的熵气体＞液体＞固体 6.常见的熵增加过程 固体的溶解、气体的扩散、水的汽化过程以及墨水的扩散过程等等都是体系混乱度增加的过程，即熵增过程。 7.常见的熵增反应 （1）产生气体的反应； （2）有些熵增加的反应在常温常压下不能进行，但是在高温下的时候可以自发进行。 （3）有些熵减小的反应也可以自发进行 【例2】下列反应中，熵显著增加的反应是（    ） A. CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)            B.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ C. C（s）+O2（g）=CO2（g）          D.2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g) 【答案】BD 【解析】由液态或者固态生成气态的反应会使混乱度增加，所以熵变显著变大，所以选项BD。 【变2-1】下列说法正确的是 A．固体的溶解过程与熵变无关 B．常温下，冰融化成水是自发的，说明水的混乱度大于冰 C．放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 D．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 【答案】B 【解析】A．固体的溶解过程中，体系的混乱度增大，熵增大，A错误； B．冰融化成水是吸热过程，常温下能自发进行，据ΔH－TΔS<0，可知该过程熵值增加，故水的混乱度大于冰，B正确； C．放热反应不一定自发，吸热反应也不一定非自发，还要考虑ΔS，C错误； D．焓变和熵变共同决定反应进行的方向，D错误； 故选B。 【变2-2】下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．凡是熵增大的反应都是自发反应 C．要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变 D．反应能自发进行，则该反应的 【答案】C 【解析】A．能够自发进行的反应＜0，不一定是放热反应，故A错误； B．熵增大的反应， 不一定小于0，即不一定是自发反应，故B错误； C．化合反应能否自发进行，需要使用复合判据S进行判断，即综合考虑体系的焓变和熵变，故C正确； D．反应能自发进行，该反应的，反应不能自发，则，所以，故D错误； 故选C。 【变2-3】下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．凡是熵增大的反应都是自发反应 C．要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变 D．非自发反应在任何条件下都不能实现 【答案】C 【解析】根据反应可自发进行，说明反应进行的自发性需综合考虑体系的焓变和熵变，而非自发反应在一定条件下可以实现，故答案选C。 ◆题型三 焓变熵变对反应方向的共同影响 解题要点 焓变（△H） 熵变（△S） 反应的自发性 ＜0 ＞0 任何温度都能自发进行 ＜0 ＜0 较低温度下能自发进行 ＞0 ＞0 高温下能自发进行 ＞0 ＜0 任何温度都不能自发进行 注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 【例3】关于如图所示的反应，下列说法中正确的是 A．， B．， C． ， D．， 【答案】C 【解析】由图知，该反应的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，，反应的方程式为，该反应为气体分子数减小的反应，故，C正确； 故选C。 【例3-1】下列说法正确的是 A．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 B．能自发进行的反应一定能迅速发生 C．ΔH<0、ΔS<0的反应在低温时能自发进行 D．两种物质反应，无论何种状态反应，ΔH均不变 【答案】C 【解析】A．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，不能只根据焓变或熵变作为判断反应能否自发进行的依据，A错误； B．反应能否自发进行，与反应速率大小无关，有些能自发进行的反应，反应速率很慢，如金属的腐蚀，也有些能迅速反应，如中和反应，B错误； C．根据G=H－TS判断，对于H<0、S<0的反应在温度低时，G<0，反应能自发进行，C正确； D．H与物质的状态有关，与反应条件无关，方程式中若物质的状态不同，其H不同，D错误； 答案选C。 【变式3-2】已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 【答案】B 【解析】A．非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸在电解下条件下可以反应，故A错误； B．熵增加ΔS＞0，且放热ΔH＜0，反应ΔH-TΔS＜0一定是自发反应，故B正确； C．熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故C错误； D．吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故D错误； 故选B。 【变式3-3】已知反应：在298K、100kPa的条件下，其中ΔH=-113.0，ΔS=-145.3。该反应 (填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为 。实际上，如果不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除，试分析其可能原因 。 【答案】 能 该反应ΔH－TΔS≈－69.7 kJ·mol-1<0，理论上可自发进行，能用于消除汽车尾气中的NO 没有催化剂，实际中反应速率很慢 【解析】ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应能自发进行。ΔG＝ΔH－TΔS＝－113.0kJ·mol-1－298 K×(－145.3×10-3kJ·mol-1·K-1)≈－69.7 kJ·mol-1<0，理论上该反应能自发进行； 实际中反应速率很慢，导致不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除。 题型四 综合判据：焓变、熵变与温度三者共同判断 解题要点 判断反应的自发性： 在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其它功） △H-T△<0，反应能自发进行； △H-T△S>0，反应不能自发进行； △H-T△S=0，反应达到平衡状态。 【例4】载人飞船中通过如下过程实现再生： 反应①：   kJ⋅mol 反应②：   kJ⋅mol 下列说法正确的是 A．的燃烧热 kJ⋅mol B．反应的 kJ⋅mol C．反应①中反应物总能量低于生成物总能量 D．反应②的熵变 【答案】D 【解析】A．氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，的燃烧热 kJ⋅mol，故A错误； B．气态水的能量大于液态水，反应的kJ⋅mol，故B错误； C．反应①放热，反应物总能量大于生成物总能量，故C错误； D．反应②气体物质的量增多，熵变，故D正确； 选D。 【变式4-1】下列有关反应的说法中不正确的是 A．生成标准状况下转移 B．溶液能催化该反应 C．该反应的熵变 D．该反应在任意温度下均能自发进行 【答案】C 【解析】A．标准状况下的物质的量为，根据方程式可知，，所以此时转移电子的物质的量为1mol，A正确； B．氯化铁可催化过氧化氢分解，B正确； C．上述反应中由液态过氧化氢生成气体氧气，则反应的熵变，C错误； D．上述反应为熵增的放热反应，则任何温度下均能自发进行，D正确； 故选C。 【变式4-2】拿破仑在俄国时，当时法国士兵军服的纽扣都是用金属锡做的。灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。试分析现把白锡制成的器皿放在0℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？ 已知：在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为：， A．一定会变 B．一定不会变 C．降低温度才会变 D．升高温度才会变 【答案】A 【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题；ΔH－TΔS=－2180J·mol-1－273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)=－375.47 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 答案选A。 【变式4-3】橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25℃、时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态一致的是    A． B． C．的溶解 D． 【答案】A 【分析】橡皮筋从收缩状态到拉伸过程中放热，混乱度增加，即熵减过程，且在25℃，时不自发进行，据此分析。 【解析】A． 氢气在氧气中燃烧放热，且熵减，按ΔG=ΔH-T·ΔS ＜0，说明该反应在低温下能够自发进行，但在25℃，时不自发进行，故A正确； B．为熵增，故B错误； C．的溶解吸热，但混乱度增加，熵增，故B错误； D．该反应为吸热反应，且熵变大于0，在25℃，101kPa时能自发发生，故D错误。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应的方向 题型一 化学反应与焓判据 题型一 化学反应与熵判据 题型三 焓变熵变对反应方向的共同影响 题型四 综合判据：焓变、熵变与温度三者共同判断 ◆题型一 化学反应与焓判据 解题要点 放热过程中体系能量降低，△H＜0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应，也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。 【例1】已知和的燃烧热分别为和，则反应的 A．一定能    B．一定不能    C．高温条件下    D．低温条件下 【例1-2】尿素是一种重要的氮肥。工业上以和为原料合成尿素，在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： 反应Ⅰ：(氨基甲酸铵) 反应Ⅱ：   总反应Ⅲ： 反应Ⅲ的 。 【变式1-1】下列有关说法正确的是 A．自发反应一定是放热反应 B．自发进行的反应一定能迅速进行 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 ◆题型二 反应熵变与反应方向 解题要点 1.熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。 2.化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 3.反应熵变与反应方向的关系 （1）多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。 （2）有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。 （3）个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。 4.自发过程的体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这一经验规律叫熵增加原理，也是反应方向判断的熵判据。 5.影响熵大小的因素 （1）同一条件下，不同的物质熵不同 （2）同一物质的熵气体＞液体＞固体 6.常见的熵增加过程 固体的溶解、气体的扩散、水的汽化过程以及墨水的扩散过程等等都是体系混乱度增加的过程，即熵增过程。 7.常见的熵增反应 （1）产生气体的反应； （2）有些熵增加的反应在常温常压下不能进行，但是在高温下的时候可以自发进行。 （3）有些熵减小的反应也可以自发进行 【例2】下列反应中，熵显著增加的反应是（    ） A. CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)            B.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ C. C（s）+O2（g）=CO2（g）          D.2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g) 【变2-1】下列说法正确的是 A．固体的溶解过程与熵变无关 B．常温下，冰融化成水是自发的，说明水的混乱度大于冰 C．放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 D．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 【变2-2】下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．凡是熵增大的反应都是自发反应 C．要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变 D．反应能自发进行，则该反应的 【变2-3】下列说法中，正确的是 A．能够自发进行的反应一定是放热反应 B．凡是熵增大的反应都是自发反应 C．要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变 D．非自发反应在任何条件下都不能实现 ◆题型三 焓变熵变对反应方向的共同影响 解题要点 焓变（△H） 熵变（△S） 反应的自发性 ＜0 ＞0 任何温度都能自发进行 ＜0 ＜0 较低温度下能自发进行 ＞0 ＞0 高温下能自发进行 ＞0 ＜0 任何温度都不能自发进行 注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 【例3】关于如图所示的反应，下列说法中正确的是 A．， B．， C． ， D．， 【例3-1】下列说法正确的是 A．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 B．能自发进行的反应一定能迅速发生 C．ΔH<0、ΔS<0的反应在低温时能自发进行 D．两种物质反应，无论何种状态反应，ΔH均不变 【变式3-2】已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 【变式3-3】已知反应：在298K、100kPa的条件下，其中ΔH=-113.0，ΔS=-145.3。该反应 (填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为 。实际上，如果不采取一定措施，汽车尾气并不会自动消除，试分析其可能原因 。 题型四 综合判据：焓变、熵变与温度三者共同判断 解题要点 判断反应的自发性： 在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其它功） △H-T△<0，反应能自发进行； △H-T△S>0，反应不能自发进行； △H-T△S=0，反应达到平衡状态。 【例4】载人飞船中通过如下过程实现再生： 反应①：   kJ⋅mol 反应②：   kJ⋅mol 下列说法正确的是 A．的燃烧热 kJ⋅mol B．反应的 kJ⋅mol C．反应①中反应物总能量低于生成物总能量 D．反应②的熵变 【变式4-1】下列有关反应的说法中不正确的是 A．生成标准状况下转移 B．溶液能催化该反应 C．该反应的熵变 D．该反应在任意温度下均能自发进行 【变式4-2】拿破仑在俄国时，当时法国士兵军服的纽扣都是用金属锡做的。灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。试分析现把白锡制成的器皿放在0℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？ 已知：在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为：， A．一定会变 B．一定不会变 C．降低温度才会变 D．升高温度才会变 【变式4-3】橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25℃、时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态一致的是    A． B． C．的溶解 D． 学科网（北京）股份有限公司 $$