第08讲 化学反应的方向-【暑假自学课】2025年新高二年级化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

第08讲 化学反应的方向 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 自发过程和自发反应 1．自发过程 自然界有一些过程是 进行的，而且是有 的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 有些化学反应也是 进行的，而且具有 。 【方法技巧】自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 知识点二 化学反应进行方向的判据 1．焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 (能量变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是 进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以 进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 2．熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值就 。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是 的(多是气体分子数目增多的反应)，如 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)； 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ②有些熵减的反应也可以 进行，如： 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)； 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 (2)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。 ①当ΔG＜0时，反应 ； ②当ΔG＝0时，反应处于 ； ③当ΔG＞0时，反应 。 【方法技巧】 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 ＞0 ＜0 ＜0 ＜0 ＞0 ＞0 教材习题03（P45） 水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是（    ） A． ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH>0，ΔS<0 解题方法 教材习题04（P45） 下列说法中，正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．能够自发进行的反应一定是放热反应 C．ΔH＜0的反应均是自发进行的反应 D．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 解题方法 考点一 自发过程和自发反应 1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 2．下列反应属于非自发反应的是(　　) A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 3．下列说法正确的是(　　) A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH＞0 考点二 焓变和熵变与反应进行方向的判断 4．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是(　　) A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程与熵变无关 5．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 6.实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 关于该反应的下列说法中正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 考点三 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 7．反应：CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下才能自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，该温度下|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列选项正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0 8．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 9．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。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的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J· mol－1·K－1)(　　) A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡 C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡 10．下列内容与结论相对应的是(　　) 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0 B 常温下，硝酸铵固体溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0，ΔS>0 反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1，ΔS＝＋8 J·mol－1·K－1 反应在任意温度下都不能自发进行 考点四 由浓度商和平衡常数判断平衡状态或反应进行的方向 11．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　) A．已达到平衡状态 B．未达到平衡状态，反应正向进行 C．未达到平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定 12．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－43 kJ·mol－1，在850 ℃时K＝1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是(　　) A．900 ℃时，该反应的平衡常数K<1 B．850 ℃时，若x＝5.0，则起始时反应向逆反应方向进行 C．850 ℃达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动 D．850 ℃时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x<3.0 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.知道化学反应是有方向的； 2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系； 3.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 【学习重难点】 1.化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。 2.会使用判据判断反应自发进行的条件。 1．（24-25高二上·北京丰台·期中）下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 2．（24-25高二上·福建泉州·月考）下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 3．（24-25高二上·山东济宁·期中）下列说法正确的是 A．标准状况下，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则燃烧热的热化学方程式为：   B．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．反应  ，当反应放出9.2kJ热量时，转移电子数为0.6 4．（24-25高二上·吉林四平·期中）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰 5．（22-23高二上·全国·课后作业）下列说法中正确的是 A．熵增加且放热的反应一定是自发反应 B．非自发反应在任何条件下都不能实现 C．温度越高，平衡常数越大 D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 6．（23-24高二上·河北石家庄·月考）下列说法正确的是 A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 C．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H>0，该反应在高温下能自发进行 D．加入合适的催化剂能改变反应的焓变，使非自发反应转化为自发反应 7．（23-24高二上·贵州贵阳·期末）现有两个热化学方程式 (l)+H2(g) (l)     ① (l)+2H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 8．（24-25高二上·广东茂名·期中）某密闭容器中，在高温条件下，有利于自发进行的反应是 A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)  ΔH>0 B．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH<0 C．2H2(g)+O2(g)2H2O(g)  ΔH<0 D．2NO2(g)N2O4(g)  ΔH<0 9．（24-25高二上·北京·期中）下列反应属于熵减小过程的是 A．过氧化钠和水反应 B．二氧化硫和氢硫酸反应 C．二氧化锰和浓盐酸加热反应 D．碳和浓硝酸反应 10．（24-25高二上·湖北黄冈·期中）下列叙述错误的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，但改变条件可以自发进行 11．（24-25高二下·浙江·月考）汽车尾气处理系统中发生的反应为，对该反应的判断正确的是 A．   B．   C．   D．   12．（24-25高二上·云南昆明·月考）下列说法不正确的是 A．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在高温时才能自发进行，说明该反应熵变ΔS＞0 B．常温下，若反应A(s)+B(g)C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)  ΔH＞0，高温能自发进行 13．（24-25高二上·安徽六安·期中）实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是 A． B． C． D． 14．（24-25高二上·甘肃·期末）在一定条件下，某可逆反应达到平衡后，X的转化率与温度(T)、压强()的关系如图所示。根据图像，下列判断正确的是 A．a>c B．该反应的 C．该反应在高温下具有自发性 D．向平衡体系中加入适量Y，平衡向右移动 15．（24-25高二上·重庆长寿·月考）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 16．（24-25高二上·陕西渭南·月考）下列判断正确的是 A．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 B．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应的， D．在常温下能自发进行，则该反应的 17．（24-25高二上·江西景德镇·期中）下列有关说法不正确的是 A．反应在一定条件下可自发进行，且，则 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行 18．（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）下列说法正确的是 A．、 的反应在温度低时不能自发进行 B．已知 ，则含 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于 C．已知 ，则 D．反应 在高温时能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 19．（24-25高二上·广东佛山·期中）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 20．（24-25高二上·福建福州·期中）下列关于化学反应方向的说法正确的是 A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件也不可能自发进行 C．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应方向 D．反应在低温下能自发进行，说明该反应的 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第08讲 化学反应的方向 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 自发过程和自发反应 1．自发过程 自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 2．自发反应 有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。 【方法技巧】自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 知识点二 化学反应进行方向的判据 1．焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 2．熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)； 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ②有些熵减的反应也可以自发进行，如： 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)； 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 (2)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 【方法技巧】 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 教材习题03（P45） 水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是（    ） A． ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH<0，ΔS<0 D．ΔH>0，ΔS<0 解题方法 【解析】水结成冰，凝固放热，且同种物质液态混乱程度大于固态，故为熵减的过程，即ΔH<0，ΔS<0，选C。 【答案】C 教材习题04（P45） 下列说法中，正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．能够自发进行的反应一定是放热反应 C．ΔH＜0的反应均是自发进行的反应 D．能够自发进行的反应一定是熵增的过程 解题方法 【解析】同种物质的熵值，液体大于固体，故冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程，A说法正确；能够自发进行的反应中，∆G＜0，∆G=ΔH-TΔS，不一定是放热反应，B说法错误；∆G＜0的反应能够自发进行，ΔH＜0的反应不一定是自发进行的反应，C说法错误；能够自发进行的反应一定是∆G＜0，不一定为熵增的过程，D说法错误；故选A。 【答案】A 考点一 自发过程和自发反应 1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 【答案】C 【解析】在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也是需要特定的条件的，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C项正确；改变条件，可以使某些非自发过程转变为自发过程，D项错误。 2．下列反应属于非自发反应的是(　　) A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水 C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 【答案】C 【解析】水分解变成氢气和氧气在电解条件下进行，属于非自发反应。 3．下列说法正确的是(　　) A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH＞0 【答案】C 【解析】不能仅仅根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行的，A项错误；自发进行的反应，其现象不一定非常明显，非自发反应的熵不一定减小，B项错误；根据反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行可知，该反应的ΔH－TΔS＞0，又知该反应ΔS＞0，则该反应的ΔH＞0，C项正确；反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则ΔH－TΔS＜0，因ΔS＜0，则ΔH＜0，D项错误。 考点二 焓变和熵变与反应进行方向的判断 4．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是(　　) A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D．固体的溶解过程与熵变无关 【答案】B 【解析】化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判断反应的方向。 5．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 【答案】A 【解析】根据化学方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确；该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以有可能自发进行，B项错误；碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发进行，如CaCO3的分解仅在高温下自发，C项错误；能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应，D项错误。 6.实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 关于该反应的下列说法中正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 【答案】C 【解析】根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。 考点三 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 7．反应：CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下才能自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，该温度下|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列选项正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0 【答案】A 【解析】该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明ΔH－TΔS一定小于0，根据化学方程式可知该反应的ΔS＞0，所以如果ΔH＜0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下才能够自发的向右进行，因此该反应的反应热ΔH＞0。 8．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。 9．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。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的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J· mol－1·K－1)(　　) A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡 C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡 【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。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反应：白锡→灰锡的ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。 10．下列内容与结论相对应的是(　　) 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0 B 常温下，硝酸铵固体溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0，ΔS>0 反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1，ΔS＝＋8 J·mol－1·K－1 反应在任意温度下都不能自发进行 【答案】B 【解析】物质由气态变为液态，体系混乱度减小，即ΔS<0，A项不符合题意；硝酸铵固体溶于水是吸热过程，可自发进行，说明ΔS>0，B项符合题意；ΔH>0，ΔS>0，根据复合判据可知，高温时ΔH－TΔS<0，即高温条件下，反应能自发进行，C项不符合题意；由ΔH<0，ΔS>0知，ΔH－TΔS<0，故该反应在任意温度下都能自发进行，D项不符合题意。 考点四 由浓度商和平衡常数判断平衡状态或反应进行的方向 11．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　) A．已达到平衡状态 B．未达到平衡状态，反应正向进行 C．未达到平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定 【答案】C 【解析】当水蒸气和氢气浓度相等时，Q＝1>K＝0.059，反应逆向进行。 12．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－43 kJ·mol－1，在850 ℃时K＝1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是(　　) A．900 ℃时，该反应的平衡常数K<1 B．850 ℃时，若x＝5.0，则起始时反应向逆反应方向进行 C．850 ℃达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动 D．850 ℃时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x<3.0 【答案】C 【解析】由于该反应是一个放热反应，升高温度平衡常数减小，A项正确；850 ℃，x＝5.0时，Q＝>K＝1，反应向逆反应方向进行，B项正确；达到平衡后，通入CO，反应物浓度增大，化学平衡正向移动，C项错误；850 ℃时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，由K＝1，可求得应满足x<3.0，D项正确。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.知道化学反应是有方向的； 2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系； 3.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 【学习重难点】 1.化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。 2.会使用判据判断反应自发进行的条件。 1．（24-25高二上·北京丰台·期中）下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【答案】A 【解析】同一物质气态时的熵值最大，液态时的次之，固态时的最小，A正确；固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误；能够自发进行的反应不一定是熵增加的过程，要考虑焓变，C错误；能够自发进行的反应可能是吸热反应，如，在高温下，可自发进行，D错误；故选A。 2．（24-25高二上·福建泉州·月考）下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 【答案】C 【解析】在室温下分解产生氨气等气体，体系中气体分子数增多，混乱度增大，即熵增大，根据熵增原理，该反应能自发进行，A选项正确；反应是气体分子数减少的反应，即熵减反应（），根据自发反应的判断公式（反应自发进行），要使，在（该反应为放热反应）的情况下，低温时较小，更有利于，即低温更有利于反应自发进行，B选项正确；钠和水在常温下能自发反应，该反应是放热反应，但自发反应与反应是放热还是吸热没有必然的因果关系，有些吸热反应在一定条件下也能自发进行，不能仅根据反应能自发进行就判定一定是放热反应 ，C选项错误；对于反应，该反应是气体分子数增多的反应，熵增（），低温下不能自发进行，即低温时，因为，T为低温，所以只有时才满足条件，D选项正确；故选Ｃ。 3．（24-25高二上·山东济宁·期中）下列说法正确的是 A．标准状况下，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则燃烧热的热化学方程式为：   B．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．反应  ，当反应放出9.2kJ热量时，转移电子数为0.6 【答案】D 【解析】氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，标准状况下，2g氢气完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为：，故A错误；由热化学方程式可知，石墨转化为金刚石的反应为金刚石的能量高于石墨的吸热反应，物质的能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故B错误；由热化学方程式可知，氨气与氯化氢反应生成氯化铵的反应是熵减的反应，在室温下可自发进行，说明反应ΔH—TΔS＜0，则该反应是焓变小于0的放热反应，故C错误；由热化学方程式可知，合成氨反应放出9.2kJ热量时，反应消耗氮气的物质的量为0.1mol，转移电子的数目为0.6NA，故D正确；故选D。 4．（24-25高二上·吉林四平·期中）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．墨汁加到清水中使整杯水变黑 B．水在0℃以下结为冰 C．水从高处往低处流 D．石灰石转化为生石灰 【答案】D 【解析】墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A不符合题意；水的凝固点为0℃，水在常温下是液体，水在0℃以下结为冰，是自发进行的物理变化，B不符合题意；水从高处往低处流，是能量降低的过程，是自发进行的变化，C不符合题意；石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程不是自发进行的，D符合题意；故选D。 5．（22-23高二上·全国·课后作业）下列说法中正确的是 A．熵增加且放热的反应一定是自发反应 B．非自发反应在任何条件下都不能实现 C．温度越高，平衡常数越大 D．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 【答案】A 【解析】熵增加△S＞0，且放热△H＜0，反应△H-T△S＜0一定是自发反应，故A正确；非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸电解下反应，故B错误；不确定反应的焓变，不能说明温度越高，所对应的平衡常数越大，故C错误；焓变和熵变共同决定反应是否自发，故不一定放热反应都是自发的，也不一定吸热反应都是非自发的，故D错误；故选A。 6．（23-24高二上·河北石家庄·月考）下列说法正确的是 A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 C．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H>0，该反应在高温下能自发进行 D．加入合适的催化剂能改变反应的焓变，使非自发反应转化为自发反应 【答案】C 【解析】自发进行的反应需要一定的反应条件才能进行，不一定能实际发生，A错误；该反应是熵值增加的反应，△S>0，△H-T△S<0，反应才能自发，由于在室温下不能自发进行，则该反应的△H>0，B错误；△H-T△S<0，反应才能自发，NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H>0，△S>0，该反应在高温下能自发进行，所以化学反应在高温下能自发进行，C正确；催化剂通过降低反应活化能加快反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误；故选C。 7．（23-24高二上·贵州贵阳·期末）现有两个热化学方程式 (l)+H2(g) (l)     ① (l)+2H2(g)(l)     ② 下列说法正确的是 A．反应①②中都存在 B．高温时，反应②可自发进行 C．在通常情况下，①②都能自发进行 D．反应①一定不能自发进行 【答案】D 【解析】由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，B项错误；由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误；由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，D项正确；故选D。 8．（24-25高二上·广东茂名·期中）某密闭容器中，在高温条件下，有利于自发进行的反应是 A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)  ΔH>0 B．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH<0 C．2H2(g)+O2(g)2H2O(g)  ΔH<0 D．2NO2(g)N2O4(g)  ΔH<0 【答案】A 【解析】反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)  ΔH>0、ΔS＞0，由ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，在高温下能自发进行，故A正确；反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH<0、ΔS＜0，由ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，故B错误；反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)  ΔH<0、ΔS＜0，由ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，故C错误；反应2NO2(g)N2O4(g)  ΔH<0、ΔS＜0，由ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，故D错误；故选A。 9．（24-25高二上·北京·期中）下列反应属于熵减小过程的是 A．过氧化钠和水反应 B．二氧化硫和氢硫酸反应 C．二氧化锰和浓盐酸加热反应 D．碳和浓硝酸反应 【答案】B 【解析】过氧化钠和水反应生成氧气，为熵增过程，A错误；二氧化硫和氢硫酸反应生成硫单质固体和水液体，为熵减过程，B正确；二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气气体，为熵增过程，C错误；   D．碳和浓硝酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硫气体，为熵增过程，D错误；故选B。 10．（24-25高二上·湖北黄冈·期中）下列叙述错误的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 D．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，但改变条件可以自发进行 【答案】C 【解析】根据△G=ΔH-TΔS＜0可以自发进行，自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断，故A正确；反应是NaCl的电解，属于吸热反应，则ΔH＞0，反应后气体分子数增多，是熵增加的过程，则ΔS＞0，故B正确；催化剂改变反应速率，不改变反应进行的程度和方向，故C错误；水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件能自发进行，如降温可发生，故D正确；故选C。 11．（24-25高二下·浙江·月考）汽车尾气处理系统中发生的反应为，对该反应的判断正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】A 【解析】反应为，根据反应前后气体的物质的量变化可知，，反应能自发进行，，则必须为放热反应，；故选A。 12．（24-25高二上·云南昆明·月考）下列说法不正确的是 A．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在高温时才能自发进行，说明该反应熵变ΔS＞0 B．常温下，若反应A(s)+B(g)C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 C．反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)  ΔH＞0，高温能自发进行 【答案】C 【解析】化学反应自发进行说明∆G=∆H−T∆S<0，高温时该反应能自发进行，说明高温时∆G<0，则∆S>0，A项正确；反应不能自发进行，说明：∆H−T∆S>0，该反应是一个气体体积增大的反应，所以∆S>0，要使∆H−T∆S>0，则∆H一定大于0，B项正确；反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的∆S＜0，常温下该反应能自发进行，则∆G=∆H−T∆S＜0，该反应∆H＜0，C项错误；该反应ΔH＞0，∆S>0，∆H−T∆S<0时反应才可以自发进行，故需高温条件，该反应才可自发进行，D项正确；故选C。 13．（24-25高二上·安徽六安·期中）实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化。下列关于该反应的说法正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由图可知：反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应；正反应为气体物质的量减小的反应，则为熵减的反应，即，，故选C。 14．（24-25高二上·甘肃·期末）在一定条件下，某可逆反应达到平衡后，X的转化率与温度(T)、压强()的关系如图所示。根据图像，下列判断正确的是 A．a>c B．该反应的 C．该反应在高温下具有自发性 D．向平衡体系中加入适量Y，平衡向右移动 【答案】C 【解析】从图中信息可知，在温度相同的条件下，压强越小，X的转化率越高，说明压强减小有利于平衡正向移动，故有，A错误；压强相同时，升高温度，X的转化率增大，说明升温时平衡向右移动，正反应是吸热反应，，B错误；，，，只有高温下才可能使，反应才具有自发性，C正确；Y是固体，加入Y后平衡不移动，D错误；故选C。 15．（24-25高二上·重庆长寿·月考）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】固体的溶解过程中，体系的混乱度增大，熵增大，A错误；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；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；焓变和熵变共同决定反应进行的方向，D错误；故选B。 16．（24-25高二上·陕西渭南·月考）下列判断正确的是 A．一定温度下，反应能自发进行，该反应的 B．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应的， D．在常温下能自发进行，则该反应的 【答案】A 【解析】该反应的∆S＜0，该反应能自发进行，即∆G=∆H-T∆S＜0，因此∆H＜0， A正确；该反应的∆S＜0，常温下可以自发进行，即∆G=∆H-T∆S＜0，因此∆H＜0，为放热反应，B错误；该反应为气体体积减小的反应，故∆S＜0，C错误；该反应的∆S＜0，常温下可以自发进行，即∆G=∆H-T∆S＜0，因此∆H＜0，D错误；故选A。 17．（24-25高二上·江西景德镇·期中）下列有关说法不正确的是 A．反应在一定条件下可自发进行，且，则 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应 C．反应在室温下可自发进行，则该反应的 D．通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行 【答案】D 【解析】反应在一定条件下可自发进行，且，根据，可知，故A正确；某吸热反应能自发进行，根据，可知，因此该反应一定是熵增反应，故B正确；反应在室温下可自发进行，正反应气体物质的量减少，根据，则该反应的，故C正确；通常情况下，一个放热且熵增的反应，，所以一定能自发进行，故D错误；故选D。 18．（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）下列说法正确的是 A．、 的反应在温度低时不能自发进行 B．已知 ，则含 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量等于 C．已知 ，则 D．反应 在高温时能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 【答案】D 【解析】△H-T△S<0反应能自发进行，△H＜0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行，A错误；醋酸为弱酸，电离过程中会吸收热量，则含即0.5molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于28.65kJ，B错误；等质量的碳完全燃烧放出的热量要高于不完全燃烧放出的热量，放热越多，△H越小，则，C错误；该反应>0，焓判据不利于反应自发进行，但反应高温下仍能发生，是因为△S>0，即体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，D正确；故选D。 19．（24-25高二上·广东佛山·期中）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】能够自发进行的反应＜0，不一定是放热反应，故A错误；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；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；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。 20．（24-25高二上·福建福州·期中）下列关于化学反应方向的说法正确的是 A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件也不可能自发进行 C．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应方向 D．反应在低温下能自发进行，说明该反应的 【答案】D 【解析】化学反应的自发进行与化学反应速率的快慢无关，A项错误；水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件可能自发进行如降温，B项错误；一定条件下，使用催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的∆H和∆S，不能使非自发反应变成自发反应，C项错误；反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的∆S＜0，该反应在低温下能自发进行，说明该反应的∆H＜0，D项正确；故选D。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$