第05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（鲁科版2019）

第05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 （1）含义：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 ②在密闭条件下，体系趋向于从有序状态转变为无序状态。 ③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不能自发。 2．自发过程和自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下不能自发进行 举例 高山流水、自由落体、花香四溢 燃烧反应 应用 （1）可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 （2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 【特别提醒】自发反应与吸热反应、放热反应的关系 （1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。 （2）不少吸热反应也能自发进行。 （3）ΔH<0，有利于反应自发进行，但不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 知识点2 反应焓变与反应方向 1.焓判据 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。 知识点3 反应熵变与反应方向 1.熵、熵变的概念 （1）熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号S。 （2）熵变：生成物与反应物熵值之差，符号为ΔS。 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）反应熵变正负判断依据 ①物质由固态到液态或气态、由液态到气态或的反应过程中，ΔS＞0。 ②对于一个特定的气相反应，气体体积增大的反应，一般ΔS＞0。 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。 知识点4 用焓变与熵变综合判断反应方向 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02（P51） 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03（P51） 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.了解焓变与熵变的含义。 2.理解焓变、熵变与反应方向的关系。 3.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。 【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和方向。 1．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。 2．水是生命之源，下列有关水的说法正确的是 A．点燃条件下氢气与氧气反应生成水的过程不自发 B．常温下冰融化成水是自发放热过程 C．液态水转化为水蒸气是熵增过程 D．电解水生成氢气和氧气是自发熵增过程 【答案】C 【解析】点燃条件下氢气与氧气反应生成水的过程是自发的放热反应，A错误；常温下冰融化成水是熵增的自发吸热过程，B错误；同一物质气态的熵比液态时的熵更大，故液态水转化为水蒸气是熵增过程，C正确；电解水生成氢气和氧气是熵增过程，但反应为吸热反应，通常条件下不自发，D错误；故选C。 3．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值，A正确；CO2和O2物质的量相同，且均为气态，CO2含有的原子总数多，CO2的摩尔质量大，所以熵值，B错误；等量的同物质，熵值关系为：S(g)>S(l)>S(s)，所以熵值，C错误；从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值，D错误；故选A。 4．下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 它一定是非自发反应 B 能自发反应 一定小于0 C ，能自发反应 a可能等于1或3 D 常温下，能自发反应 【答案】C 【解析】为气体系数增大的反应，，，所以在高温条件下能自发进行，A错误；为气体系数增大的反应，，所以当时，一定满足，反应一定能够自发进行，当时，高温下，成立，也可以自发进行，B错误；时，若a=1，则，任意温度自发进行；若a=3，则，低温自发进行，C正确；为气体系数减小的反应，，若，则，一定不能自发进行，D错误。故选C。 5．中国诗词常蕴含着一些自然科学知识，下列有关说法错误的是 A．“莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰”，“雪融成水”过程 B．“玉梅雪柳千家闹，火树银花十里开”，涉及化学能转化成光能和热能的过程 C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，体现了化学变化中的质量守恒定律 D．“残云收翠岭，夕雾结长空”，“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾 【答案】D 【解析】雪融化成水是吸热过程（），且固态到液态熵增（），A正确；烟花燃烧释放化学能转化为光能和热能，A正确；落花分解为春泥体现物质循环和质量守恒，C正确；诗句中的“雾”是自然形成的小水滴气溶胶，而光化学烟雾由氮氧化物等污染物形成，二者不同，D错误；故选D。 6．化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是 A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程一定会发生 C．硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程，能自发进行 D．在常温下能自发进行，则该反应的 【答案】B 【解析】吸热反应（），若要自发（），需满足且温度足够高，A正确；自发性仅说明反应的热力学趋势（），但实际是否发生还受动力学因素（如反应速率）影响，B错误；硝酸铵溶于水时，固体分解为离子，体系混乱度增大（），且常温下可自发进行，C正确；反应气体物质的量减少（）。若常温下自发（），则需以抵消的正贡献，D正确；故选B。 7．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。 8．下列叙述错误的是 A．活化分子间的碰撞一定为有效碰撞 B．由正丁烷(g)→异丁烷(g) △H<0可知，异丁烷比正丁烷稳定 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 D．合成氨工业生产中原料气需净化以防止催化剂“中毒” 【答案】A 【解析】碰撞时还要有合适的取向，A错误；由正丁烷（g）→异丁烷（g）△H<0可知，异丁烷的能量比正丁烷低，因此异丁烷比正丁烷稳定，B正确；冰在室温下自动熔化成水的过程，△S>0，是熵增过程，C正确；为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气需经过净化，D正确；故选A。 9．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。 10．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。 11．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。 12．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。 13．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。 14．下列反应的焓变和熵变与冰融化为水的变化一致的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】冰融化为水时，ΔH>0，ΔS>0；钠与水反应生成NaOH和H2，是放热反应，该反应ΔH<0，ΔS>0，A不符合题意；碳酸氢钠分解生成了气体CO2，同时是吸热反应，该反应ΔH>0，ΔS>0，B符合题意；氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁，是放热反应，且气体分子数减少，该反应ΔH<0，ΔS<0，C不符合题意；氮气与氢气化合成氨气，气体分子数减少，且为放热反应，该反应ΔH<0，ΔS<0，D不符合题意；故选B。 15．下列叙述正确的是 A．吸热反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．有能量释放的过程就是放热反应 C．吸热反应需要加热才可以进行 D．常温下，放热反应均可以自发进行 【答案】A 【解析】断开反应物中化学键吸收能量，形成生成物中化学键放出能量，所以吸热反应中反应物的总键能大于生成物的总键能，故A正确；断开反应物中化学键吸收能量，形成生成物中化学键放出能量，反应放热还是吸热，取决于断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小，故B错误；有的吸热反应不需加热即可发生，如碳酸氢钠和盐酸的反应，故C错误；根据化学反应的判据：ΔG=ΔH-TΔS<0反应能自发进行，有的放热反应需要加热甚至高温才能自发，如铝热反应，故D错误；故选A。 16．研究化学反应进行的方向对反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．已知：C(s)+CO2(g)=2CO(g)  H>0，则该反应在任何条件都可以自发进行 B．知道了某过程有自发性之后，则可确定该过程是否一定会发生 C．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应 D．熵增的放热反应一定是自发反应 【答案】D 【解析】∆H＞0，该反应气体体积增多，则∆S＞0，所以该反应在高温条件才可以自发进行，故A错误；某过程有自发性是在一定条件下，如低温自发、高温自发，知道了某过程有自发性之后，不一定能确定该过程是否一定会发生，反应的发生还与外界条件有关，故B错误；非自发反应在一定条件下如电解时能发生，反应自发与反应速率无关，自发反应反应速度不一定快，如钢铁生锈等，故C错误；熵增加且放热的反应，∆H-T∆S＜0，任何条件下一定是自发进行，故D正确；故选D。 17．下列关于反应热的叙述正确的是 A．C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 B．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 C．在一定条件下能自发进行，则该反应的 D．一定条件下，，则 【答案】D 【解析】由C (石墨，s)(金刚石，s)，说明相同条件下，金刚石的能量高于石墨，能量越高，越不稳定，则石墨比金刚石稳定，A错误；反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，其大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，B错误；该反应的，根据反应可以自发进行则，则该反应的，C错误；将两个反应相减，得到，液态变成气态需要吸收能量，，则，即，D正确；故选D。 18．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。 19．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。 20．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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05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 （1）含义：在 和 一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能 进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从 能量状态转变为 能量状态。 ②在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。 ③具有 性：即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定 自发。 2．自发过程和自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下不能自发进行 举例 高山流水、自由落体、花香四溢 燃烧反应 应用 （1）可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 （2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 【特别提醒】自发反应与吸热反应、放热反应的关系 （1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。 （2）不少吸热反应也能自发进行。 （3）ΔH<0，有利于反应自发进行，但不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 知识点2 反应焓变与反应方向 1.焓判据 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。 知识点3 反应熵变与反应方向 1.熵、熵变的概念 （1）熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号 。 （2）熵变：生成物与反应物熵值之差，符号为 。 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）反应熵变正负判断依据 ①物质由固态到液态或气态、由液态到气态或的反应过程中，ΔS＞0。 ②对于一个特定的气相反应，气体体积增大的反应，一般ΔS＞0。 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。 知识点4 用焓变与熵变综合判断反应方向 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02（P51） 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03（P51） 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.了解焓变与熵变的含义。 2.理解焓变、熵变与反应方向的关系。 3.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。 【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和方向。 1．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 2．水是生命之源，下列有关水的说法正确的是 A．点燃条件下氢气与氧气反应生成水的过程不自发 B．常温下冰融化成水是自发放热过程 C．液态水转化为水蒸气是熵增过程 D．电解水生成氢气和氧气是自发熵增过程 3．相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 4．下列对化学反应的预测正确的是 选项 化学方程式 已知条件 预测 A 它一定是非自发反应 B 能自发反应 一定小于0 C ，能自发反应 a可能等于1或3 D 常温下，能自发反应 5．中国诗词常蕴含着一些自然科学知识，下列有关说法错误的是 A．“莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰”，“雪融成水”过程 B．“玉梅雪柳千家闹，火树银花十里开”，涉及化学能转化成光能和热能的过程 C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，体现了化学变化中的质量守恒定律 D．“残云收翠岭，夕雾结长空”，“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾 6．化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有着重要的意义，下列有关化学反应方向的判断不正确的是 A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 B．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程一定会发生 C．硝酸铵晶体溶于水是熵增的过程，能自发进行 D．在常温下能自发进行，则该反应的 7．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 8．下列叙述错误的是 A．活化分子间的碰撞一定为有效碰撞 B．由正丁烷(g)→异丁烷(g) △H<0可知，异丁烷比正丁烷稳定 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 D．合成氨工业生产中原料气需净化以防止催化剂“中毒” 9．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．   10．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 11．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 12．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 13．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 14．下列反应的焓变和熵变与冰融化为水的变化一致的是 A． B． C． D． 15．下列叙述正确的是 A．吸热反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．有能量释放的过程就是放热反应 C．吸热反应需要加热才可以进行 D．常温下，放热反应均可以自发进行 16．研究化学反应进行的方向对反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A．已知：C(s)+CO2(g)=2CO(g)  H>0，则该反应在任何条件都可以自发进行 B．知道了某过程有自发性之后，则可确定该过程是否一定会发生 C．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应 D．熵增的放热反应一定是自发反应 17．下列关于反应热的叙述正确的是 A．C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 B．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 C．在一定条件下能自发进行，则该反应的 D．一定条件下，，则 18．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 19．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 20．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 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$