2.3化学反应进行的方向 导学提纲 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学导学案围绕“化学反应进行的方向”展开，核心知识点包括自发过程、焓判据、熵判据及吉布斯自由能复合判据。通过食物腐败等生活现象导入，从能量变化、混乱度等学生已有认知切入，逐步构建“单一判据到复合判据”的学习支架，衔接前后知识逻辑。 资料以“思考-练习-迁移运用”为主线引导探究，如用吸热自发反应实例突破焓判据局限，培养科学思维中的证据推理能力。习题设计兼顾概念辨析与定量计算，助力学生建立综合判断反应方向的思维模型，落实科学探究与实践素养。

_ 课题名称：第二章 第3节 化学反应进行的方向 4. 复合判据（课本P45资料卡片） 大量事实告诉我们，综合考虑焓变和熵变可以判断反应 。体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，在恒温恒压下可用作化学反应自发进行的判据，复合判据：ΔG＝ 。 ΔG也叫（吉布斯）自由能变，是H、S和T的函数，T是热力学温度，单位为K（开尔文）。 注意：热力学温度是是国际单位制中七个基本物理量之一，符号T，单位开尔文，符号K。规定绝对零度为0 K ,摄氏温度t与热力学温度T之间的关系是：T = t + 273.15 K ΔG＜0 正反应自发进行 ΔG＞0 正反应非自发进行 ΔG = 0 反应处于平衡状态 （1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG_____0，反应____（“能”或“不能”下同）自发进行； （2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG_____0，反应_____自发进行； （3）当ΔH＞0，ΔS＞0时，_______（填“高”或“低”）温条件，反应自发进行； 当ΔH＜0，ΔS＜0时，_______（填“高”或“低”）温条件，反应自发进行。 【迁移运用】 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. 需要加热才能够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进行的可能 D. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 2. 生产水煤气的反应：C(s) + H2O(g) =CO(g)+ H2(g) ΔH>0。下列说法正确的是（ ） A. 任何温度下都能自发进行 B. 较高温度下能自发进行 C. 较低温度下能自发进行 D. 任何温度下都不能自发进行 3. 已知：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在25℃、101 kPa条件下，其ΔH＝－113.0 kJ·mol－1， ΔS＝－145.3 J·mol－1·K－1。该反应_____________(填“能”或“不能”)发生。 学习目标：1.了解自发过程 2.了解焓判据、熵判据 3.建立吉布斯自由能的概念 核心素养：构建综合运用焓变与熵变判断化学反应进行方向的思维方法模型。 【导入】食物易腐败，钢铁易腐蚀；水能否自发变成氢气和氧气？石墨能不能自动转化为金刚石？…… 【了解感知】 一、化学反应进行方向的判据（课本P 43） 1. 自发过程：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。科学家根据体系存在着力使自身能量趋于最低和由有序变为无序的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据 自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。 练习1．下列过程是非自发的是(　　) A．水由高处向低处流 B．天然气的燃烧 C．铁在潮湿的空气中生锈 D．水在室温下结冰 思考1．“自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生”，这句话对吗？ 2. 焓判据 大多数放热反应（△H 0）是可以 。 练习2.已知金刚石和石墨转化的热化学方程式为：  C(金刚石、s) ＝ C(石墨、s) △H＝－1.9 kJ/mol 关于 金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是（ ） A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程    B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程  C.石墨比金刚石能量低                  D.金刚石比石墨能量低 思考2. 能自发进行的反应多数放热(ΔH<0)，那吸热反应(ΔH＞0)是否就不能自发进行？如果不是，举例说明 结论：能自发进行的反应多是 热反应，有些 热反应也能自发进行，因此反应的焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3. 熵判据 （课本P 44） （1）熵：用来度量体系 程度的物理量。符号为 。 （2）熵判据：体系有自发地向 （△S 0）的方向转变的倾向。 （3）熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g) S(l) S(s)。 状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多，熵值越大。S(混合物) S(纯净物) 练习3. 判断下列反应熵变 ①2H2(g)＋O2(g) 2H2O(l) △S 0 ②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △S 0 思考3熵减的反应一定不能自发进行吗？请举例说明 结论：能自发进行的反应多是 反应，有些 反应也能自发进行，因此反应的熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 练习4. 下列反应常温时能自发进行，既能用焓判据又能用熵判据解释的是（ ） A. HCl+NH3=NH4Cl B. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ C. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) D. Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 反思： 高二化学 第1页(共2页) 23 高二化学 第2页(共2页) 1.下列说法中正确的是（ ） A. ΔH<0的反应均是自发进行的反应 B. 能够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，这是熵增的过程 D. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 2. 下列对熵的理解不正确的是（ ） A. 体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 B. 常温下，HCl(g)与NH3(g)反应的过程是自发的，但该过程是熵减的过程 C. 与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D. 25℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应 3. 以下自发反应不可用熵判据来解释的是（ ） A. CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) B. NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g) C. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) D. 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) 4. 某化学学习小组的同学查阅资料知：N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ，他们对上述反应的自发性进行讨论，下列结论合理的是（ ） A. 任何温度下都能自发进行 B. 较高温度下能自发进行 C. 较低温度下能自发进行 D. 任何温度下都不能自发进行 5. 下列判断不正确的是（ ） A. 一定温度下，反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH＜0 B. 同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 C. 反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH＜0，高温有利于其自发进行 D. 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 6. 下列有关反应热的叙述正确的是（ ） A. 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量少 B. 若反应的ΔH和ΔS均为负值，则任何温度，反应均可自发进行 C. 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量， 则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH= -57.4kJ/mol D. 若CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH= -812.3kJ/mol，则甲烷的燃烧热为 7. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是（ ） A. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂 C. 该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率 D. 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 8. 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进行的惟一因素 D. 固体的溶解过程与熵变无关 9.Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。Cl2的制备方法有: 方法Ⅰ　NaClO+2HCl(浓)NaCl+Cl2↑+H2O; 方法Ⅱ　4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)　ΔH=a kJ·mol-1; 一定条件下，两种方法涉及的反应均能自发进行，在密闭容器中利用方法Ⅱ制备Cl2,下列有关说法正确的是 (　　)。 A.升高温度,可以提高HCl的平衡转化率 B.提高,该反应的平衡常数增大 C.若断开1 mol H—Cl键的同时有1 mol H—O键断开,则表明该反应达到平衡状态 D.该反应的平衡常数表达式K= 10. PCl5(g) PCl3(g) +Cl2(g) ΔH=+0.930kJ/mol，T℃时向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，反应过程中测定的部分数据见下表，回答下列问题： t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 （1）该反应在低温下___________自发进行(填“能”与“不能”)。 （2）反应在前50-250s内的用PCl5表示平均速率 为 。 （3）该反应平衡常数K=__________________。 （4）体系平衡时与反应起始时的压强之比______。 （5）其它条件均不变，在上述平衡体系中再加入1.0mol PCl5，达到新平衡时，n(PCl3)___________ (填＞，＜，=) （6）相同温度下，起始时向容器中充入0.6mol PCl5、0.2mol PCl3和0.2mol Cl2，反应达到平衡前v(正) __________v(逆)(填＞，＜，=) 温度/℃ K1 K2 700 1.47 2.38 900 2.15 1.67 11.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数 为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表。 (1)计算温度为700 ℃时,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 K=　　　　。  (2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。 ①该反应能够自发进行的原因是ΔH　　　　。  ②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是　　　　。  A.降低温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离出来 D.再充入1 mol CO2和3 mol H2 ③在温度T1时,反应达到平衡,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,反应达到平衡,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。  （(3)某实验将一定量的CO2和H2充入一定容积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应应 :CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　。 测 得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答下列问题: 曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ　　　(填“>”“<”或“=”)KⅡ。  选修1 第二章 第3节 化学反应进行的方向 导纲答案 【了解感知】 一、化学反应进行方向的判据 .练习1：D 思考1：不对。自发反应是指在一定条件下，有发生的趋势，不一定能进行；非自发反应是指在一定条件下，没有发生的趋势，当改变条件后，部分也能变为自发反应。 2. ＜ 自发进行的 练习2：AC 思考2：不是，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，常温下可自发。 结论：放 吸 3.（1）混乱 S （2）混乱度增加 ＞ （3）＞ ＞ ＞ 练习3。①＜ ②＜ 思考3：不是，如NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 结论：熵增 熵减 练习4. B 4.自发进行的方向 ΔG＝ΔH－TΔS （1）＜ 能 （2）＞ 不能 （3）高 低 【迁移运用】 1.C 2B 3. 能 选修1 第二章 第3节 反应进行的方向 测学答案 每空2分1.C 2.C 3.C 4.D 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C 10.每空2分，共12分 （1）不能（1分） （2） （3）0.025 （4）6:5 （5）＜ （6）＜ 11. 每空2分(1)0.62　(2)①ΔH<0　②ACD　③>　(3)> 1【解析】 A. 反应自发进行，由可以知道，时，若，则可能大于0，反应非自发； B. 反应自发进行，能否发生还有反应速率问题； C. 反应向熵值增大的方向进行，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； D. 能够自发进行的反应一定是； 2【解析】C选项，自发过程是熵增的过程。因此错误。 3【解析】C选项是熵减的反应，不符合熵判据。 4【解析】 ，该反应△H＞0，△S＜0，无论温度高低都有△H-T△S＞0，任何温度下都不能自发进行，故选：D。 5【解析】 A...ΔH-TΔS＜0的反应可自发进行，由化学计量数可知ΔS＜0，该反应能自发进行，则ΔG=ΔH-TΔS＜0，即ΔH＜0。B. 同一可逆反应的正、逆反应是同时进行的，只是进行程度不同，平衡移向某一方向，同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能。 C. 反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的ΔH＜0，表示该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应可以自发进行，由于ΔH＜0，S＜0，因此反应要自发进行，则低温更有利于其自发进行。 D. 对于一个确定的化学反应，在温度、压强一定时，焓变和熵变共同决定一个化学反应进行的方向，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。 6【解析】 A. 硫蒸气的能量高于固体硫的能量，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，故A错误； B. 根据ΔG=ΔH-TΔS＜0可以自发进行可知，若反应的 ΔH 和 ΔS 均为负值，则低温下可自发进行，故B错误； C. 强酸和强碱在稀溶液中反应生成1mol水时放出的热量是中和热，含 20.0g NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5mol水，放出28.7kJ的热量，则生成1mol水放出的热量是57.4kJ，所以表示该反应中和热的热化学方程式为 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)ΔH=−57.4kJ⋅mol−1，故C正确； D. 101kPa时1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量是燃烧热， CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−812.3kJ⋅mol−1 中水的状态不是指定的液态，则甲烷的燃烧热不是 812.3kJ⋅mol−1 ，故D错误； 7【解析】 A选项，反应放热，因此反应物的能量大于生成物的能量。 B选项，△H-T△S= -113kJ/mol - 298 K×(－145×10-3kJ·mol－1·K－1)＜0，故反应自发。 C选项，根据上面的计算，反应自发，高温和催化剂只是加快反应的速率。 D选项，汽车尾气中的NO和CO这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒，正确。 8【解析】 A选项，放热和焓减小反应△H＜0，△S＜0，根据△H-T△S只有低温自发，高温不能自发。 B选项，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，可根据△H-T△S看出。 C选项，反应的方向是由焓变和熵变共同决定的。 D选项，固体溶解过程熵增。 9【解析】 该反应一定条件下能自发,即满足ΔG=ΔH-TΔS<0,正反应为气体分子数减小的反应,ΔS<0,则只有ΔH<0才可能满足ΔG<0,所以该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,HCl的转化率减小,A项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,B项错误;若断开1 mol H—Cl键的同时有1 mol H—O键断开,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C项正确;该反应中水为气态,故平衡常数表达式为K=,D项错误。 10【解析】 （1）：该反应为气体体积增大的吸热反应，则ΔH＞0、ΔS＞0，自发进行时ΔG=ΔH-T·ΔS <0，说明该反应在低温下不能自发进行。 （2）反应在前内的用表示平均速率等于用表示平均速率，为=。 （3）第250秒后，PCl3的物质的量不再变化，达到平衡状态，则有三段式： ，该反应平衡常数，则K=0.025。 （4）温度为T时，在恒容的密闭容器中反应，则，则体系平衡时与反应起始时的压强之比为6:5。 （5）在上述条件下在一个2.0L的容器里充入、在一个4.0L的容器里充入，在相同条件下建立等效平衡，平衡体系中分别为、，现在将4.0L的容器压缩到2.0L，增压，平衡向左移动、等新平衡时，＜。则其它条件均不变，在上述平衡体系中再加入，等效于增压、平衡向气体分子总数减小的方向移动，达到新平衡时，＜。 （6）相同温度下，起始时向容器中充入、和，，则未平衡，平衡向逆反应移动，即反应达到平衡前v(正) ＜v(逆)。 11 (1)①ⅰ.Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),K1=,ⅱ.Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),K2=,方程式ⅰ-ⅱ得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),则K=,温度为700 ℃时,K=≈0.62。 (2)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应的ΔS<0,要使反应能够自发进行,需要ΔG=ΔH-T·ΔS<0,则ΔH<0。 ②根据①的分析,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0,降低温度,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,A项正确;充入He(g),使体系压强增大,但容积一定,平衡不移动,c(CH3OH)不变,B项错误;将H2O(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,C项正确;再充入1 mol CO2和3 mol H2,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,D项正确。 ③在温度T1时,反应达到平衡测得n(H2)=2.4 mol,根据化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可得,反应了0.6 mol氢气,同时反应了0.2 mol二氧化碳,则剩余0.8 mol二氧化碳;其他条件不变,在温度T2时,反应达到平衡,测得n(CO2)=0.82 mol,说明平衡逆向移动,因此需要升高温度,即T2>T1。 (3)根据图像分析可知,先拐先平,曲线Ⅱ对应的温度高,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K1>K 学科网（北京）股份有限公司 $