第07讲 化学反应的方向 -2026年暑假新高二化学自学提升讲义（全国通用）

第07讲 化学反应的方向学习目标 1、知道化学反应是有方向的，能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 2、能够利用焓变与熵变的复合判据综合判断反应方向。 知识导图 新知精讲 【知识点1】自发反应、反应焓变、反应熵变与反应方向 一、自发反应 1.自发反应 (1)含义：在给定的条件(通常指温度、压强)下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应，称为自发反应。例如钢铁生锈。 (2)非自发反应：不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。 二、反应焓变与反应方向 1.反应焓变与反应方向 (1)观察下列四个自发反应 ①钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g)　ΔH=-368 kJ·mol-1 ②铁生锈：2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH=-824 kJ·mol-1 ③氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 ④2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)===2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)　ΔH=+37.3 kJ·mol-1 分析上述自发反应，得出的结论：多数放热反应(ΔH<0)能自发进行，有些吸热反应(ΔH>0)也能自发进行。  (2)CaCO3在室温下不能自发分解，但在高温下能自发分解，分解热化学方程式如下： CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH(298 K)=+178.2 kJ·mol-1 ΔH(1200 K)=+176.5 kJ·mol-1 由此可得出的结论：不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。  【归纳总结】多数放热反应是自发进行的，有些吸热反应也可以自发进行，只用放热或者吸热(ΔH)判断反应是否自发是不全面的。 三、反应熵变与反应方向 1.熵、熵变的概念 2.影响熵值大小的因素 (1)纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。 (2)同一物质的熵值：S(g)>S(l)>S(s)，在同一条件下，不同物质的熵不同。 (3)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 3.熵变正负判断依据 (1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增加的过程。 (2)气体体积增大的反应，通常ΔS>0，是熵增加的反应。 (3)气体体积减小的反应，通常ΔS<0，是熵减小的反应。 4.反应熵变与化学反应方向 熵增加有利于反应的自发进行，有些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。不能只根据熵变来判断反应能否自发进行。 【典例分析】 【例1】下列过程中属于自发过程的是____________(填序号)。  ①铵盐的溶解　②烧碱与盐酸反应　③Zn与稀H2SO4反应　④将地下水抽至地面　⑤Mg在空气中燃烧　⑥铝热反应　⑦墨水在水中的扩散　⑧电解熔融的氯化钠 【答案】①②③⑤⑥⑦ 【解析】将地下水抽至地面需要持续做功，电解熔融的氯化钠要在直流电作用下才能进行，均不属于自发过程。 【例2】下列对熵变的判断不正确的是 A.少量的食盐溶于水中：ΔS>0 B.碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0 C.气态水变成液态水：ΔS>0 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 【答案】C 【解析】食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)+O2(g)===2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。 【例3】(1)反应CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑的ΔS________(填“>”“<”或“=”，下同)0，常温下__________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。  (2)反应2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)的ΔS________0，常温下________自发进行。  (3)自发反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔS________0。  (4)二氧化碳通入澄清石灰水的反应Ca(OH)2(aq)+CO2(g)===CaCO3(s)+H2O(l)_____自发进行，其ΔS________0。  【答案】(1)>　能 (2)>　能 (3)< (4)能　< 【知识点2】用焓变与熵变综合判断反应方向 1.自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 2.在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔG=ΔH-TΔS(ΔG为反应的吉布斯自由能变)。 ΔG=ΔH-TΔS<0，反应正向能自发进行； ΔG=ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态； ΔG=ΔH-TΔS>0，反应正向不能自发进行。 【提醒】ΔH-TΔS<0，只能说明反应有发生的可能性，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这是因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。 【典例分析】 【例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.2C(s)+O2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH<0 【答案】A 【解析】反应C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g)的ΔH>0、ΔS>0，由ΔG=ΔH-TΔS<0可知，该反应在高温下能自发进行，A符合题意；反应N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的ΔH<0、ΔS<0，该反应在低温下能自发进行，B不符合题意；反应2H2(g)+O2(g)⥫⥬2H2O(g)的ΔH<0、ΔS<0，该反应在低温下能自发进行，C不符合题意；反应2C(s)+O2(g)⥫⥬2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0，该反应在任何条件下都能自发进行，D不符合题意。 【例2】研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH-TΔS。任何温度下都能正向自发进行的一项是 A.CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH=+74.8 kJ·mol-1　ΔS=+80.7 J·mol-1·K-1 B.C2H2(g)+3H2(g)===2CH4(g)　ΔH=-376.4 kJ·mol-1　ΔS=-220.2 J·mol-1·K-1 C.2CO(g)===2C(s，石墨)+O2(g)　ΔH=+221.0 kJ·mol-1　ΔS=-178.8 J·mol-1·K-1 D.2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-78.0 kJ·mol-1　ΔS=+494.4 J·mol-1·K-1 【答案】D 【解析】该反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下满足ΔH-TΔS<0，反应自发，A不符合题意；该反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下满足ΔH-TΔS<0，反应自发，B不符合题意；该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度条件下都不满足ΔH-TΔS<0，反应不自发，C不符合题意；该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都满足ΔH-TΔS<0，反应自发，D符合题意。 【例3】查阅资料可知室温(298 K)下2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=-746.8 kJ·mol-1、ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。试着分析该反应室温下能否自发进行？ 。 【答案】该反应室温时，ΔG=ΔH-TΔS≈-687.9 kJ·mol-1<0，能自发进行。 课后精练 1、下列说法中正确的是 A．若，，该化学反应在任何温度下都不能自发进行 B．焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 C．常温下水结冰的过程不能自发进行的原因是该过程为熵减的过程，改变温度也不可能自发进行 D．常温下反应能自发进行，则该反应的 【答案】D 【详解】A．根据反应自发性判断依据，若，，则任意温度下均小于0，反应在任何温度下都能自发进行，A错误； B．焓变和熵变共同决定反应能否自发进行，焓变不是唯一判断因素，B错误； C．常温下水结冰为熵减过程不能自发，但当温度降低至0℃以下时，，该过程可自发进行，C错误； D．该反应中反应物有气体，生成物均为固体，，常温下反应自发即，代入可知，只有才能满足，D正确； 故选D。 2、实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法理解正确的是 A.所有的放热反应都是自发进行的 B.所有的自发反应都是放热的 C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 【答案】C 【解析】自发进行的反应不都是放热反应，B错误；焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素，C正确、D错误。 3、工业上用与HF反应刻蚀玻璃：  ，。下列说法正确的是 A．该反应常温下自发 B．升高温度，反应自发性增强 C．低温下反应非自发 D．该反应熵增、放热 【答案】A 【详解】A．常温为298K，统一单位代入公式：，常温下反应自发，A正确； B．该反应，升高温度时的正值增大，升高，反应自发性减弱，B错误； C．温度越低，的正值越小，更易小于0，低温下反应自发，C错误； D．该反应为放热反应，但是熵减反应，并非熵增，D错误； 故答案选A。 4、下列过程是非自发的是 A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰 C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水 【答案】B 5、以下反应属于自发反应，且可以用熵判据来解释的是 A.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJ·mol-1 B.CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s)　ΔH=-175.7 kJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mo1-l D.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】A项，反应的ΔH>0，ΔS<0，不能自发进行，错误；B、C项，ΔH<0，ΔS<0，焓变为主要因素，不能用熵判据解释，错误；D项，反应的ΔH>0，反应能自发进行，原因是ΔS>0，能用熵判据解释，正确。 6、下列说法正确的是 A．、的反应在低温时能自发进行 B．能自发进行的反应一定能迅速发生 C．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．两种物质反应，无论何种状态反应，均不变 【答案】A 【详解】A．根据反应自发性判据，、时，低温下较小，的正值较小，可小于0，反应能自发进行，A正确； B．反应自发性只表示反应进行的趋势，与反应速率无关，自发进行的反应也可能速率很慢，如铁的自然生锈，B错误； C．焓变、熵变都不能单独作为反应自发性的判据，需要结合温度，通过综合判断反应是否自发，C错误； D．与反应物、生成物的聚集状态有关，同一反应反应物或生成物状态不同时，反应的不同，D错误； 故选A。 7、下列过程的方向能用焓判据判断的是 A.湿的衣服经过晾晒变干 B.硝酸铵溶于水 C.水蒸气凝结成水 D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0 【答案】C 【解析】湿的衣服经过晾晒变干，是吸热过程，自发进行是因为ΔS>0，能用熵判据判断，不能用焓判据判断，故不选A；硝酸铵溶于水吸热，自发进行是因为ΔS>0，能用熵判据判断，不能用焓判据判断，故不选B；水蒸气凝结成水放热，能用焓判据判断，故选C；CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0，反应自发进行的原因是ΔS>0，能用熵判据判断，不能用焓判据判断，故不选D。 8、焦炭常用于冶炼工业。已知 反应①：2C(s)+O2(g)===2CO(g)； 反应②：2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)， 反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是 A.反应②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点 C.L1对应反应① D.当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 【答案】C 【解析】根据化学方程式可知，反应②的ΔS<0，则-TΔS>0，根据273 K时，ΔG=ΔH-TΔS<0，可知ΔH<0，A正确；ΔG越小，说明反应能够发生的趋势越大，983 K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，B正确；反应①的ΔS>0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，L1对应反应②，C错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主，D正确。 9、如图，下列有关能量转化的说法不正确的是 A．25℃时，碳的燃烧热为 B．在反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 C．由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为   D．转化Ⅱ(CO转化为CO2)在低温下能自发进行 【答案】B 【详解】结合能量图可知：1mol 完全燃烧生成放出热量，1mol 燃烧生成放出热量，逐一分析选项： A．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，1mol 完全燃烧生成放出，因此碳的燃烧热为，A正确； B．是放热反应，断键吸收的能量小于成键放出的能量，因此反应物总键能小于生成物总键能，B错误； C．根据盖斯定律，1mol 生成放出热量为，因此 ，C正确； D．转化是转化为，该反应，反应后气体分子数减少，；根据自发判据，低温下满足，可以自发进行，D正确； 故选B。 10、下列说法正确的是 A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1，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 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 【答案】B 【解析】氢氧化钡晶体和氯化铵反应，是吸热反应，常温下可以自发进行，故A错误；依据反应自发进行的判断依据ΔH-TΔS<0分析，反应自发进行需要焓变、熵变和温度共同决定，故C错误；BaSO4(s)+4C(s)=== BaS(s)+4CO(g)的ΔS>0，在室温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，故D错误。 11、已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。 (1)已知2CO(g)===CO2(g)+C(s)，T=980 K时，ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH-TΔS (填“大于”“小于”或“等于”，下同)0；当体系温度高于980 K时，估计ΔH-TΔS ________0。 (2)电子工业中清洗硅片上SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol-1、ΔS(298.15 K)=-75.8 J·mol-1·K-1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。  【答案】(1)小于　大于　(2)T<1 240 K 【解析】(1)反应C(s)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)为吸热反应，ΔH>0，则2CO(g)⥫⥬CO2(g)+C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，T=980 K时，ΔH-TΔS=0，则当T<980 K时，ΔH-TΔS<0，T>980 K时，ΔH-TΔS>0。 (2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH-TΔS<0，即-94.0 kJ·mol-1-T×(-75.8×10-3 kJ·mol-1·K-1) <0，则T<≈1 240 K。 12、反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据，思考并回答下列问题： 化学反应 ΔH/(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1·K-1) ①2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g) -98 +57.2 ②CO2(g)===C(s，石墨)+O2(g) +393.5 -2.86 ③HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s) -176 -285 ④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) +178.2 +169.6 (1)根据表中数据判断：在任何温度下都能正向自发进行的反应是________(填序号，下同)，在任何温度下都不能正向自发进行的反应是______。  (2)利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围。 。 (3)利用综合判据，计算CaCO3分解的温度条件。 。 【答案】(1)①　② (2)ΔH-TΔS<0，则-176 kJ·mol-1+0.285 kJ·mol-1·K-1×T<0，T<617.5 K≈344.5 ℃，即低于344.5 ℃时反应③能正向自发进行。 (3)CaCO3分解的条件是ΔH-TΔS<0，代入数据，+178.2 kJ·mol-1-0.169 6 kJ·mol-1·K-1×T<0，解得T>1 051 K ≈778 ℃，即当温度高于778 ℃时，CaCO3开始分解。 13、回答下列问题。 (1)由图可知，若反应  能自发进行，则该反应的______(填标号)。 A．， B．， C．， D．， (2)25℃，101 kPa条件下，反应  能自发进行的条件是___________(填标号)。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断 【答案】(1)A (2)C 【详解】（1）由可得，根据图像可知，该直线解析式的斜率小于0，纵截距大于0，即，；故结果为，，选项A正确。 （2）反应  ，，由可知，任意温度下，该反应均能自发进行。 14、Ⅰ.地下水中的氮污染主要是由N引起的，人们对N的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N+5H2N2+2OH-+4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母，下同)。  A.氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B.在酸性条件下，活泼金属与N反应属于自发反应 C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2N+5H2N2+2OH-+4H2O的ΔH=+a kJ·mol-1，ΔS=+b J·mol-1·K-1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。  Ⅱ.治理汽车尾气排放的NO、CO的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，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= -746.8 kJ·mol-1，ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。下列说法错误的是____。  A.该反应为熵减小的反应 B.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 C.该反应在298 K、100 kPa下不能自发进行 D.其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的方向 【答案】Ⅰ.(1)C　(2)无法判断是否能　Ⅱ.CD 【解析】Ⅰ.(1)NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；活泼金属易失去电子，酸性条件下N具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误。(2)ΔH-TΔS=a-bT，由于无法判断a和bT值的相对大小，故无法确定ΔH-TΔS是大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行。Ⅱ.该反应的ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1<0，为熵减小的反应，A项正确；该反应是放热反应,反应物的总能量高于反应产物的总能量，B项正确；ΔH-TΔS=-746.8 kJ·mol-1 -298 K×(-197.5×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-687.945 kJ·mol-1<0，故298 K、100 kPa下该反应能自发进行，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能改变反应方向，D项错误。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 化学反应的方向学习目标 1、知道化学反应是有方向的，能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 2、能够利用焓变与熵变的复合判据综合判断反应方向。 知识导图 新知精讲 【知识点1】自发反应、反应焓变、反应熵变与反应方向 一、自发反应 1.自发反应 (1)含义：在给定的条件(通常指温度、压强)下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应，称为自发反应。例如钢铁生锈。 (2)非自发反应：不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应。 二、反应焓变与反应方向 1.反应焓变与反应方向 (1)观察下列四个自发反应 ①钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g)　ΔH=-368 kJ·mol-1 ②铁生锈：2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH=-824 kJ·mol-1 ③氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 ④2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)===2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)　ΔH=+37.3 kJ·mol-1 分析上述自发反应，得出的结论：多数放热反应(ΔH<0)能自发进行，有些吸热反应(ΔH>0)也能自发进行。  (2)CaCO3在室温下不能自发分解，但在高温下能自发分解，分解热化学方程式如下： CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH(298 K)=+178.2 kJ·mol-1 ΔH(1200 K)=+176.5 kJ·mol-1 由此可得出的结论：不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。  【归纳总结】多数放热反应是自发进行的，有些吸热反应也可以自发进行，只用放热或者吸热(ΔH)判断反应是否自发是不全面的。 三、反应熵变与反应方向 1.熵、熵变的概念 2.影响熵值大小的因素 (1)纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。 (2)同一物质的熵值：S(g)>S(l)>S(s)，在同一条件下，不同物质的熵不同。 (3)相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 3.熵变正负判断依据 (1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增加的过程。 (2)气体体积增大的反应，通常ΔS>0，是熵增加的反应。 (3)气体体积减小的反应，通常ΔS<0，是熵减小的反应。 4.反应熵变与化学反应方向 熵增加有利于反应的自发进行，有些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。不能只根据熵变来判断反应能否自发进行。 【典例分析】 【例1】下列过程中属于自发过程的是____________(填序号)。  ①铵盐的溶解　②烧碱与盐酸反应　③Zn与稀H2SO4反应　④将地下水抽至地面　⑤Mg在空气中燃烧　⑥铝热反应　⑦墨水在水中的扩散　⑧电解熔融的氯化钠 【例2】下列对熵变的判断不正确的是 A.少量的食盐溶于水中：ΔS>0 B.碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0 C.气态水变成液态水：ΔS>0 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 【例3】(1)反应CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑的ΔS________(填“>”“<”或“=”，下同)0，常温下__________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。  (2)反应2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)的ΔS________0，常温下________自发进行。  (3)自发反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔS________0。  (4)二氧化碳通入澄清石灰水的反应Ca(OH)2(aq)+CO2(g)===CaCO3(s)+H2O(l)_____自发进行，其ΔS________0。  【知识点2】用焓变与熵变综合判断反应方向 1.自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 2.在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔG=ΔH-TΔS(ΔG为反应的吉布斯自由能变)。 ΔG=ΔH-TΔS<0，反应正向能自发进行； ΔG=ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态； ΔG=ΔH-TΔS>0，反应正向不能自发进行。 【提醒】ΔH-TΔS<0，只能说明反应有发生的可能性，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这是因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。 【典例分析】 【例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.2C(s)+O2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH<0 【例2】研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH-TΔS。任何温度下都能正向自发进行的一项是 A.CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH=+74.8 kJ·mol-1　ΔS=+80.7 J·mol-1·K-1 B.C2H2(g)+3H2(g)===2CH4(g)　ΔH=-376.4 kJ·mol-1　ΔS=-220.2 J·mol-1·K-1 C.2CO(g)===2C(s，石墨)+O2(g)　ΔH=+221.0 kJ·mol-1　ΔS=-178.8 J·mol-1·K-1 D.2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=-78.0 kJ·mol-1　ΔS=+494.4 J·mol-1·K-1 【例3】查阅资料可知室温(298 K)下2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=-746.8 kJ·mol-1、ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。试着分析该反应室温下能否自发进行？ 。 课后精练 1、下列说法中正确的是 A．若，，该化学反应在任何温度下都不能自发进行 B．焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 C．常温下水结冰的过程不能自发进行的原因是该过程为熵减的过程，改变温度也不可能自发进行 D．常温下反应能自发进行，则该反应的 2、实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。下列对此说法理解正确的是 A.所有的放热反应都是自发进行的 B.所有的自发反应都是放热的 C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 3、工业上用与HF反应刻蚀玻璃：  ，。下列说法正确的是 A．该反应常温下自发 B．升高温度，反应自发性增强 C．低温下反应非自发 D．该反应熵增、放热 4、下列过程是非自发的是 A.天然气的燃烧 B.室温下水可结成冰 C.樟脑丸放置于衣柜中会逐渐变小 D.氯化钾溶于水 5、以下反应属于自发反应，且可以用熵判据来解释的是 A.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJ·mol-1 B.CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s)　ΔH=-175.7 kJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mo1-l D.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9 kJ·mol-1 6、下列说法正确的是 A．、的反应在低温时能自发进行 B．能自发进行的反应一定能迅速发生 C．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．两种物质反应，无论何种状态反应，均不变 7、下列过程的方向能用焓判据判断的是 A.湿的衣服经过晾晒变干 B.硝酸铵溶于水 C.水蒸气凝结成水 D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0 8、焦炭常用于冶炼工业。已知 反应①：2C(s)+O2(g)===2CO(g)； 反应②：2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)， 反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是 A.反应②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点 C.L1对应反应① D.当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 9、如图，下列有关能量转化的说法不正确的是 A．25℃时，碳的燃烧热为 B．在反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 C．由碳转化为一氧化碳的热化学方程式为   D．转化Ⅱ(CO转化为CO2)在低温下能自发进行 10、下列说法正确的是 A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1，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 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 11、已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。 (1)已知2CO(g)===CO2(g)+C(s)，T=980 K时，ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980 K时，估计ΔH-TΔS (填“大于”“小于”或“等于”，下同)0；当体系温度高于980 K时，估计ΔH-TΔS ________0。 (2)电子工业中清洗硅片上SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ·mol-1、ΔS(298.15 K)=-75.8 J·mol-1·K-1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。  12、反应的焓变、熵变随温度的变化较小，假设它们不随温度变化，根据下表数据，思考并回答下列问题： 化学反应 ΔH/(kJ·mol-1) ΔS/(J·mol-1·K-1) ①2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g) -98 +57.2 ②CO2(g)===C(s，石墨)+O2(g) +393.5 -2.86 ③HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s) -176 -285 ④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) +178.2 +169.6 (1)根据表中数据判断：在任何温度下都能正向自发进行的反应是________(填序号，下同)，在任何温度下都不能正向自发进行的反应是______。  (2)利用综合判据，计算反应③能正向自发进行的温度范围。 。 (3)利用综合判据，计算CaCO3分解的温度条件。 。 13、回答下列问题。 (1)由图可知，若反应  能自发进行，则该反应的______(填标号)。 A．， B．， C．， D．， (2)25℃，101 kPa条件下，反应  能自发进行的条件是___________(填标号)。 A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断 14、Ⅰ.地下水中的氮污染主要是由N引起的，人们对N的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N+5H2N2+2OH-+4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母，下同)。  A.氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B.在酸性条件下，活泼金属与N反应属于自发反应 C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2N+5H2N2+2OH-+4H2O的ΔH=+a kJ·mol-1，ΔS=+b J·mol-1·K-1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。  Ⅱ.治理汽车尾气排放的NO、CO的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，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= -746.8 kJ·mol-1，ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。下列说法错误的是____。  A.该反应为熵减小的反应 B.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 C.该反应在298 K、100 kPa下不能自发进行 D.其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的方向 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $