第二单元 化学反应的方向和限度 第1课时（导学案）化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学导学案聚焦化学反应方向的判断，涵盖自发反应概念、焓判据、熵判据及综合判据。通过生活现象（冰融化、瀑布下落）和实验探究（氯化铵与氢氧化钡反应）导入，衔接能量变化前序知识，搭建从宏观现象到微观本质（焓变、熵变）的学习支架，引导构建判据模型。 资料以问题驱动和实验探究为主线，采用“观察-分析-归纳”学科方法，结合典例精讲与分层习题，培养科学思维（证据推理、模型认知）和科学探究与实践能力，帮助学生从定性到定量理解综合判据，体现“宏微结合”认知方式，提升解决实际问题能力。

第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 一、知识目标 1. 理解自发反应的概念，掌握运用焓判据、熵判据及综合判据判断反应方向的方法。 1. 能准确运用综合判据分析不同温度下反应的自发性，理解反应方向与条件的关系。 1. 理解焓变、熵变对反应方向的影响，明确化学反应方向与温度等条件的关联。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的自然现象和化学反应入手，探析其背后能量变化和混乱度变化的微观本质，理解自发反应的方向。 1. 证据推理与模型认知：通过对实验现象和数据的分析推理，建立化学反应自发进行方向的判据模型，运用该模型判断反应的自发性。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应，培养科学探究能力，创新思维，深入理解反应自发进行的原因。 1. 科学态度与社会责任：体会化学反应方向的研究对实际生产和生活的指导意义，培养严谨的科学态度和社会责任感。 一、教学重点 1.发反应的概念，焓判据、熵判据及综合判据判断反应方向。 2.、与反应方向的关系。 二、教学难点 1.综合运用焓变和熵变判断反应自发进行的方向。 2. 对复合判据的理解和应用。 1.自发反应 (1)概念:在一定条件下能　　　　进行的反应。 (2)反应倾向:自发反应倾向于反应　　　　的方向,但有些吸热反应也能自发进行;自发反应有趋于体系混乱度　　　　的倾向。 2.熵 (1)概念:用来衡量体系　　　　的物理量,符号为　　　　。熵值越大,混乱度越　　　　。 (2)比较:同一物质:气态熵值　　　　液态熵值　　　　固态熵值。 (3)熵变:反应前后体系熵值的变化,用　　　　表示。如果发生变化后体系的混乱度增大,那么该过程的ΔS　　　　0。 3.化学反应方向的判断方法 (1)ΔH<0,ΔS>0时,　　　　自发进行。 (2)ΔH>0,ΔS<0时,　　　　自发进行。 (3)ΔH<0,ΔS<0时,　　　　下反应能自发进行。 (4)ΔH>0,ΔS>0时,　　　　下反应能自发进行。 一、自发过程与自发反应 活动一：自发过程 问题探究：在生活中我们会看到很多有趣的现象，比如为什么冰置于室温下会慢慢融化？美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？热咖啡自动变凉、香水味扩散到整个房间、石头落水下沉，这些过程为何总是单向进行呢？ 活动二：自发反应 问题思考：阅读教材相关内容，思考自发反应的概念，并举例说明。 归纳总结：自发反应的概念，特点和注意事项。 问题思考：判断下列反应在室温下能否自动进行，如能自动进行，请写出相应的化学方程式。 ①水分解成氢气和氧气的反应： ②氯气与溴化钾溶液的反应： ③乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应： ④氮气和氧气生成一氧化氮的反应： 活动三：自发过程与自发反应的联系 问题探究：自发反应与自发过程有什么的联系？ 活动四：典例精讲 典例1：下列说法正确的是(　　) A．自发过程就是自发反应 B．自发反应在任何条件下都能发生 C．自发过程可能是物理变化 D．煤的燃烧是非自发过程 典例2：下列关于自发过程的叙述正确的是(　　) 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 二、自发反应的方向 活动一：焓变方向与反应方向的关系 问题探究：我们已经知道有些反应能自发进行，那么这些反应能自发进行的可能原因是什么呢？下面我们来观察一些反应。 ； ； ； 。 实验探究：向干燥的锥形瓶中加入约20 g 晶体。在一小木板上洒少量水，将锥形瓶放在木板上。再向其中加入约40 g氢氧化钡晶体［］，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象。 问题思考：观察实验并思考问题: 1.该反应是吸热反应还是放热反应? 2.该反应能自发进行的可能原因是什么? 归纳总结：焓变方向与反应方向的关系。 活动二：反应熵变与反应方向的关系 问题探究：我们知道有些吸热反应也能自发进行，那么这些反应能自发进行的可能原因是什么呢？下面我们来分析一些过程。 硝酸铵的溶解 ； 碳酸钙的分解 ； 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应： 。 这些过程均吸热，它们能自发进行的可能原因是什么？ 问题思考：阅读教材相关内容，思考熵的定义、符号、单位以及影响熵值大小的因素。 归纳总结：反应熵变与反应方向的关系。 活动三：典例精讲 典例1：.下列反应中，在一定条件下能自发进行的吸热反应是(　　) A． B． C． D． 典例2：.根据你已有的知识和经验，判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 （1） （2） （3） （4） 三、复合判据 活动一：学习复合判据的概念 问题思考：请同学们阅读教材相关内容，思考 、 与反应方向的关系。 活动二：学习复合判据的判断方法 问题思考：根据 、 的正负情况，分析反应能否自发进行。 归纳总结：对反应自发性的理解： 活动三：典例精讲 典例1：.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．， 典例2：.对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是(　　) A．若 ， ，则任何温度下反应都能自发进行 B．若 ， ，则任何温度下反应都不能自发进行 C．若 ， ，则低温时反应可自发进行 D．若 ， ，则低温时反应可自发进行 1. 下列说法正确的是（ ） A．自发过程就是自发反应 B．自发反应在任何条件下都能发生 C．自发过程可能是物理变化 D．煤的燃烧是非自发过程 1. 下列关于自发过程的叙述正确的是（ ） 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 3.下列说法中正确的是( ) 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)=X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH0 C 4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D W(s)＋G(g)=2Q(g) ΔH<0 任何温度都自发进行 一、自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，　　　　就可以自动进行的过程。 （2）特点：①体系趋向于从　　　　状态转变为　　　　状态（体系对外部　　　　或者　　　　能量）。 ②在密闭条件下，体系有从　　　　自发转变为　　　　的倾向，即　　　　原理。 2．自发反应 在一定条件下，能　　　　进行的反应。 二、化学反应进行方向的判据 1．焓判据 （1）用　　　　来判断反应进行的方向。 （2）放热反应过程中体系能量　　　　，具有自发进行的　　　　。 2．熵判据 （1）熵 用来量度体系　　　　的一个物理量，符号为　　　　，单位为　　　　。 （2）熵值大小判据 ①物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值　　　　； ②同一条件下，不同物质的熵值　　　　； ③物质的存在状态，同一物质：S（g）　　　　S（l）　　　　S（s）。 （3）熵增原理 与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵　　　　，即熵变（符号　　　　）　　　　零（填“大于”“小于”或“等于”）。 （4）熵判据 用　　　　来判断反应进行的方向。 （5）熵变的判断 ①气体体积增大的反应，熵　　　　； ②气体体积减小的反应，熵　　　　。 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．反应方向的判据 体系自由能变化（符号为ΔG，单位为kJ·mol－1）综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行方向的判断：ΔG＝ΔH－TΔS。 （1）ΔG　　　　0　反应能自发进行。 （2）ΔG　　　　0　反应达到平衡状态。 （3）ΔG　　　　0　反应不能自发进行。 2．文字表达 在　　、　 一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS　　　　的方向进行，直至达到　　　　状态。 考点1 自发反应与自发过程 1.下列说法中正确的是（ ） A．铁在潮湿空气中生锈是自发过程 B．电解池的反应是属于自发反应 C．NH₄NO₃溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 D．非自发反应在任何条件下一定都不能发生 2.下列生活中的自发过程能用熵判据解释的是（ ） A．自然界中水由高处往低处流 B．低于0 °C时水变成冰 C．墨水滴到水中会扩散到整个水体 D．铁器暴露在潮湿的空气中会生锈并放出热量 考点2 自发反应的方向 3.根据你已有的知识和经验，判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 （1）H₂O(s) →H₂O(l) →H₂O(g) （2）2NaHCO₃(s)=Na₂CO₃(s)＋CO₂(g)＋H₂O(g) （3）NaOH(s)=Na⁺(aq)＋OH⁻(aq) （4）N₂(g)＋3H₂(g) ⇌2NH₃(g) 4.25 ℃和1.01×105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1,能自发进行的原因是(　　) A.吸热反应 B.放热反应 C.熵减少的反应 D.熵增大效应大于热效应 考点3 复合判据 5.已知反应2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是(　　) A.低温下才能自发进行 B.高温下才能自发进行 C.任何温度下都能自发进行 D.任何温度下都不能自发进行 6.已知298 K、101 kPa时,下列说法错误的是(　　) 反应1:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)　ΔH1=-1648 kJ·mol-1 反应2:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393 kJ·mol-1 反应3:2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)ΔH3=-1480 kJ·mol-1 反应4:2FeCO3(s)+O2(g)2CO2(g)+Fe2O3(s)　ΔH4 A.上述反应1、2、3、4在热力学上自发进行的趋势都很大 B.反应1和3在较低温度下能自发进行,反应4是熵增反应 C.反应的自发性可以用于判断反应的方向,但不能确定反应发生的速率 D.反应1表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 一、知识目标 1. 理解自发反应的概念，掌握运用焓判据、熵判据及综合判据判断反应方向的方法。 1. 能准确运用综合判据分析不同温度下反应的自发性，理解反应方向与条件的关系。 1. 理解焓变、熵变对反应方向的影响，明确化学反应方向与温度等条件的关联。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的自然现象和化学反应入手，探析其背后能量变化和混乱度变化的微观本质，理解自发反应的方向。 1. 证据推理与模型认知：通过对实验现象和数据的分析推理，建立化学反应自发进行方向的判据模型，运用该模型判断反应的自发性。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应，培养科学探究能力，创新思维，深入理解反应自发进行的原因。 1. 科学态度与社会责任：体会化学反应方向的研究对实际生产和生活的指导意义，培养严谨的科学态度和社会责任感。 一、教学重点 1.发反应的概念，焓判据、熵判据及综合判据判断反应方向。 2.、与反应方向的关系。 二、教学难点 1.综合运用焓变和熵变判断反应自发进行的方向。 2. 对复合判据的理解和应用。 1.自发反应 (1)概念:在一定条件下能自发进行的反应。 (2)反应倾向:自发反应倾向于反应放热的方向,但有些吸热反应也能自发进行;自发反应有趋于体系混乱度增大的倾向。 2.熵 (1)概念:用来衡量体系混乱度的物理量,符号为S。熵值越大,混乱度越大。 (2)比较:同一物质:气态熵值>液态熵值>固态熵值。 (3)熵变:反应前后体系熵值的变化,用ΔS表示。如果发生变化后体系的混乱度增大,那么该过程的ΔS>0。 3.化学反应方向的判断方法 (1)ΔH<0,ΔS>0时,一定能自发进行。 (2)ΔH>0,ΔS<0时,一定不能自发进行。 (3)ΔH<0,ΔS<0时,较低温度下反应能自发进行。 (4)ΔH>0,ΔS>0时,较高温度下反应能自发进行。 一、自发过程与自发反应 活动一：自发过程 问题探究：在生活中我们会看到很多有趣的现象，比如为什么冰置于室温下会慢慢融化？美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？热咖啡自动变凉、香水味扩散到整个房间、石头落水下沉，这些过程为何总是单向进行呢？ 答案：自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。这些自然变化有方向。 ①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 活动二：自发反应 问题思考：阅读教材相关内容，思考自发反应的概念，并举例说明。 答案：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。例如把锌片插入硫酸铜溶液时，锌从硫酸铜溶液中置换出铜的反应会自动发生： ，但将铜片插入硫酸锌溶液中却不会自动发生化学反应。 归纳总结：自发反应的概念，特点和注意事项。 答案：（1）概念：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 （2）特点：具有方向性，即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。 （3）注意事项：①自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 ②非自发反应在一定条件下也能发生。 ③判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 问题思考：判断下列反应在室温下能否自动进行，如能自动进行，请写出相应的化学方程式。 ①水分解成氢气和氧气的反应： ②氯气与溴化钾溶液的反应： ③乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应： ④氮气和氧气生成一氧化氮的反应： 答案：①不能自动进行 ②Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2 ③CH2=CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br ④不能自动进行 活动三：自发过程与自发反应的联系 问题探究：自发反应与自发过程有什么的联系？ 答案：(1)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；而自发反应一定是自发过程。 (2)特点： ①具有方向性，即某个方向的过程在一定条件下是自动进行的，而其逆方向的过程在该条件下肯定不能自动进行。②体系倾向：高能状态---低能状态，有序状态--无序状态。 活动四：典例精讲 典例1：下列说法正确的是(　　) A．自发过程就是自发反应 B．自发反应在任何条件下都能发生 C．自发过程可能是物理变化 D．煤的燃烧是非自发过程 答案：C。 自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，A选项错误；自发反应需要在一定条件下才能发生，B选项错误；自发过程可能是物理变化，如冰融化、水蒸发等，C选项正确；煤的燃烧是在点燃条件下能自发进行的反应，D选项错误。 典例2：下列关于自发过程的叙述正确的是(　　) 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。 自发过程是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程，不是不需要任何条件，A选项错误；有些需要加热才能进行的过程，在加热条件下是自发过程，如碳酸钙分解，B选项错误；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选项正确；非自发过程在一定条件下也能变为自发过程，D选项错误。 二、自发反应的方向 活动一：焓变方向与反应方向的关系 问题探究：我们已经知道有些反应能自发进行，那么这些反应能自发进行的可能原因是什么呢？下面我们来观察一些反应。 ； ； ； 。 答案：上述反应表明，在恒压下，有些自发进行的化学反应是放热的（ΔH＜0）。但事实也证明，有些能自发进行的化学反应却是吸热的（ΔH＞0）。 实验探究：向干燥的锥形瓶中加入约20 g 晶体。在一小木板上洒少量水，将锥形瓶放在木板上。再向其中加入约40 g氢氧化钡晶体［］，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象。 答案：锥形瓶和木板因水结冰粘在了一起。 问题思考：观察实验并思考问题: 1.该反应是吸热反应还是放热反应? 2.该反应能自发进行的可能原因是什么? 答案：该反应是吸热反应，因为水结冰说明反应吸收了热量；该反应能自发进行可能还有其他因素。 归纳总结：焓变方向与反应方向的关系。 答案：焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。因此，不能直接用放热（）或吸热（）来判断化学反应能否自发进行。多数能自发进行的化学反应是放热反应；有一些吸热反应也能自发进行；有一些吸热反应室温不能自发，但高温能自发进行。 活动二：反应熵变与反应方向的关系 问题探究：我们知道有些吸热反应也能自发进行，那么这些反应能自发进行的可能原因是什么呢？下面我们来分析一些过程。 硝酸铵的溶解 ； 碳酸钙的分解 ； 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应： 。 这些过程均吸热，它们能自发进行的可能原因是什么？ 答案：体系的混乱度增大。 问题思考：阅读教材相关内容，思考熵的定义、符号、单位以及影响熵值大小的因素。 答案：熵是用来衡量一个体系混乱程度的物理量，符号为 ，单位为 。 体系混乱度越大，熵值越大。同一物质：； ； 相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大； 。 归纳总结：反应熵变与反应方向的关系。 答案：许多熵增的反应在常温常压可以自发进行；有一些熵增反应在较高温度下可以自发进行；极少数熵减的反应，一定条件也能自发进行。熵变不是决定反应能否自发进行的唯一因素，因此，不能直接用熵增大（）或熵减小（）来判断化学反应能否自发进行。 活动三：典例精讲 典例1：.下列反应中，在一定条件下能自发进行的吸热反应是(　　) A． B． C． D． 答案：B。 A、C、D选项中的反应都是放热反应，不符合吸热反应的要求；B选项中的反应是吸热反应，且在一定条件下能自发进行，符合题意。 典例2：.根据你已有的知识和经验，判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 （1） （2） （3） （4） 答案：（1）；（2）；（3）；（4）。 （1）物质由固态变为液态再变为气态，混乱度增大，熵变大于零；（2）反应生成了气体，气体物质的量增大，混乱度增大，熵变大于零；（3）固体溶解形成溶液，混乱度增大，熵变大于零；（4）反应后气体物质的量减小，混乱度减小，熵变小于零。 三、复合判据 活动一：学习复合判据的概念 问题思考：请同学们阅读教材相关内容，思考 、 与反应方向的关系。 答案：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是 反应能自发进行； 反应不能自发进行； 反应达到平衡状态。 活动二：学习复合判据的判断方法 问题思考：根据 、 的正负情况，分析反应能否自发进行。 答案：当 ， 时， ，反应能自发进行； 当 ， 时， ，反应不能自发进行； 当 ， 或 ， 时，反应能否自发进行与温度有关。 低温自发或高温自发。 归纳总结：对反应自发性的理解： 答案： 只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 活动三：典例精讲 典例1：.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。由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应， ；反应后气体物质的量减小，混乱度减小， ，所以答案选C。 典例2：.对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是(　　) A．若 ， ，则任何温度下反应都能自发进行 B．若 ， ，则任何温度下反应都不能自发进行 C．若 ， ，则低温时反应可自发进行 D．若 ， ，则低温时反应可自发进行 答案：C。根据 判据，当 ， 时， ，任何温度下反应都能自发进行， 1. 下列说法正确的是（ ） A．自发过程就是自发反应 B．自发反应在任何条件下都能发生 C．自发过程可能是物理变化 D．煤的燃烧是非自发过程 【答案】C 【解析】A．自发过程不一定是自发反应，如冰融化是自发过程，但不是化学反应，A错误；B．自发反应需要在一定条件下才能发生，B错误；C．自发过程可能是物理变化，如墨水在水中扩散，C正确；D．煤的燃烧是自发反应，D错误。 1. 下列关于自发过程的叙述正确的是（ ） 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】A．自发过程是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程，不是不需要任何条件，A错误；B．有些需要加热的反应也是自发反应，如碳酸钙分解，B错误；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，C正确；D．非自发过程在一定条件下也能变为自发过程，D错误。 3.下列说法中正确的是( ) 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)=X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH<0 C 4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D W(s)＋G(g)=2Q(g) ΔH<0 任何温度都自发进行 【答案】B 【解析】A．M(s)=X(g)＋Y(s)，ΔH>0，但反应有气体生成，ΔS>0，高温时反应可能自发进行，A错误；B．4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)，常温下自发进行，说明ΔG<0，该反应气体物质的量减小，ΔS<0，根据ΔG = ΔH - TΔS，可知ΔH<0，B正确；C．4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)，反应气体物质的量增大，ΔS>0，能自发反应，不能确定ΔH的正负，C错误；D．W(s)＋G(g)=2Q(g)，ΔH<0，但反应气体物质的量增大，ΔS>0，高温时反应可能不能自发进行，D错误。 一、自发过程与自发反应 1．自发过程 （1）含义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。 （2）特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或者释放能量）。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向，即熵增原理。 2．自发反应 在一定条件下，能自动进行的反应。 二、化学反应进行方向的判据 1．焓判据 （1）用焓变来判断反应进行的方向。 （2）放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的趋向。 2．熵判据 （1）熵 用来量度体系混乱度的一个物理量，符号为S，单位为J·mol－1·K－1。 （2）熵值大小判据 ①物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值越大； ②同一条件下，不同物质的熵值不同； ③物质的存在状态，同一物质：S（g）>S（l）>S（s）。 （3）熵增原理 与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增加，即熵变（符号ΔS）大于零（填“大于”“小于”或“等于”）。 （4）熵判据 用熵变来判断反应进行的方向。 （5）熵变的判断 ①气体体积增大的反应，熵增加； ②气体体积减小的反应，熵减小。 三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．反应方向的判据 体系自由能变化（符号为ΔG，单位为kJ·mol－1）综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行方向的判断：ΔG＝ΔH－TΔS。 （1）ΔG<　0　反应能自发进行。 （2）ΔG＝0　反应达到平衡状态。 （3）ΔG>0　反应不能自发进行。 2．文字表达 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。 考点1 自发反应与自发过程 1.下列说法中正确的是（ ） A．铁在潮湿空气中生锈是自发过程 B．电解池的反应是属于自发反应 C．NH₄NO₃溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程 D．非自发反应在任何条件下一定都不能发生 【答案】A 【解析】A．铁在潮湿空气中生锈是自发进行的氧化还原反应，A正确；B．电解池的反应是在外界电源作用下进行的，是非自发反应，B错误；C．NH₄NO₃溶于水是熵增的过程，能自发进行，C错误；D．非自发反应在一定条件下也能发生，D错误。 2.下列生活中的自发过程能用熵判据解释的是（ ） A．自然界中水由高处往低处流 B．低于0 °C时水变成冰 C．墨水滴到水中会扩散到整个水体 D．铁器暴露在潮湿的空气中会生锈并放出热量 【答案】C 【解析】A．水由高处往低处流是因为重力作用，与熵变无关，A错误；B．水变成冰是因为温度降低，与熵变无关，B错误；C．墨水滴到水中扩散是因为体系混乱度增大，能用熵判据解释，C正确；D．铁器生锈是因为发生了氧化还原反应，与熵变无关，D错误。 考点2 自发反应的方向 3.根据你已有的知识和经验，判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 （1）H₂O(s) →H₂O(l) →H₂O(g) （2）2NaHCO₃(s)=Na₂CO₃(s)＋CO₂(g)＋H₂O(g) （3）NaOH(s)=Na⁺(aq)＋OH⁻(aq) （4）N₂(g)＋3H₂(g) ⇌2NH₃(g) 【答案】（1）ΔS>0；（2）ΔS>0；（3）ΔS>0；（4）ΔS<0 【解析】（1）物质由固态变为液态再变为气态，混乱度增大，熵变大于零；（2）反应生成了气体，体系混乱度增大，熵变大于零；（3）固体溶解形成离子，混乱度增大，熵变大于零；（4）反应中气体物质的量减小，混乱度减小，熵变小于零。 4.25 ℃和1.01×105 Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1,能自发进行的原因是(　　) A.吸热反应 B.放热反应 C.熵减少的反应 D.熵增大效应大于热效应 【答案】D 【解析】反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据,该反应吸热,且熵值增大,D项正确。 考点3 复合判据 5.已知反应2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法正确的是(　　) A.低温下才能自发进行 B.高温下才能自发进行 C.任何温度下都能自发进行 D.任何温度下都不能自发进行 【答案】C 【解析】ΔH<0,ΔS>0,故该反应在任何温度下都能自发进行。 6.已知298 K、101 kPa时,下列说法错误的是(　　) 反应1:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)　ΔH1=-1648 kJ·mol-1 反应2:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393 kJ·mol-1 反应3:2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)ΔH3=-1480 kJ·mol-1 反应4:2FeCO3(s)+O2(g)2CO2(g)+Fe2O3(s)　ΔH4 A.上述反应1、2、3、4在热力学上自发进行的趋势都很大 B.反应1和3在较低温度下能自发进行,反应4是熵增反应 C.反应的自发性可以用于判断反应的方向,但不能确定反应发生的速率 D.反应1表示铁在氧气中燃烧的热化学方程式 【答案】D 【解析】根据盖斯定律可知,ΔH4=ΔH1×+ΔH2×2-ΔH3=[(-1648)×-393×2+1480]kJ·mol-1=-130 kJ·mol-1,则反应1、2、3、4均为放热反应,且放出的热量较多,在热力学上自发进行的趋势很大,A项正确;反应1和3都是放热的熵减反应,根据复合判据ΔH-TΔS<0知,在较低温度下能自发进行,反应4是气体分子数增大的反应,为熵增反应,B项正确;化学反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应是否一定发生和反应发生的速率,C项正确;铁在氧气中燃烧时生成四氧化三铁,不是氧化铁,D项错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $