2.3 化学反应的方向（4大题型，举一反三题型专练，江苏专用）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以“概念-规律-应用”为主线，构建自发反应判断的完整方法体系，融合化学观念与科学思维，实现从定性理解到定量计算的递进训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |自发过程与自发反应|1典例+3变式|自发过程三特征（方向性、条件依赖性、趋势性）归纳|从生活实例引出概念，通过反例辨析深化理解| |熵变△S大小判断|1典例+3变式|熵变四规律（状态变化、气体分子数、溶解类型、同类比较）判断法|基于熵的定义，提炼可操作的快速判断规则| |焓变熵变与反应自发性|1典例+3变式|复合判据四象限模型（△H/△S组合分析）|整合焓变熵变，构建反应方向的定性分析框架| |△G定量计算+T转|1典例+3变式|△G=△H-T△S公式应用及单位换算、T转计算方法|从定性到定量，实现反应方向的精确温度判断|

第三节 化学反应的方向（题型突破·举一反三） 题型01 自发过程与自发反应 题型02 熵变△ S大小判断 题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析 题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转 ▌题型01 自发过程与自发反应 1.自发过程 自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就可以自动进行的过程，而且有方向性。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。 非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用，才能维持进行的过程。 ①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。 ②“自发”是一定条件下的自发，条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发” ③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，“非自发”也不代表不能发生。 2.自发反应 在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。 【典例1】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．水从高处往低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．水在室温结为冰 【变式1-1】（25-26高二上·北京通州·期中）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 【变式1-2】（25-26高二上·吉林·期末）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的反应 B．25℃、时，是熵减反应 C．、的反应在任何温度下都不能自发进行 D．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 【变式1-3】（25-26高二上·北京·期末）下列说法正确的是 A．放热反应一定是自发反应 B．熵增的反应不一定是自发反应 C．固体溶解一定是熵减小的过程 D．非自发反应在任何条件下都一定不能发生 ▌题型02 熵变△ S大小判断 一、熵的基础概念 1.熵S：衡量体系混乱度，混乱度越大，熵值越大。 2.熵变△S=S生成物-S反应物 ①△S>0：熵增，混乱度增大； ②△S<0：熵减，混乱度减小。 3.状态熵值规律：气态＞液态＞固态；同种物质温度越高，熵越大。 二、△S大小快速判断规律 规律 1：看物质状态变化（最常考） ①固体→液体→气体：△S>0熵增； ②气体→液体→固体：△S<0熵减。 规律 2：看气体分子数变化（只看气体物质的量，固体液体忽略不计！） ①反应后气体分子数增多：△S>0熵增； ②反应后气体分子数减少：△S<0熵减； ③反应前后气体分子数不变：△S≈0。 规律 3：固体/液体参与的反应 ①固体分解生成固体+气体：熵增△S>0； ②多种固体生成一种固体（化合）：熵减△S<0； ③物质溶解：固体溶于水，一般熵增；气体溶于水，熵减△S<0。 规律 4：同类物质比较熵值大小 ①状态相同，分子中原子数目越多，熵值越大； ②同一物质：高温熵＞低温熵。 【典例2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a只可能等于1 【变式2-1】（25-26高二上·广东茂名·期中）下列说法中，正确的是 A．同一物质， 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．反应能自发进行，则该反应的 【变式2-2】（25-26高二上·江西·期中）下列属于熵增反应的是 A． B． C． D． 【变式2-3】（25-26高二上·浙江杭州·期中）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． ▌题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析 复合判据：△G = △H - T△S △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞ 0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝ 0 反应达到平衡状态 △H △S △G 反应在该状况下能否自发进行 <0 >0 <0 自发进行 >0 <0 >0 不自发进行 <0 <0 低温时<0，高温时>0 低温自发，高温不自发 >0 >0 低温时>0，高温时<0 低温不自发，高温自发 【典例3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．的反应在任何温度下都能自发进行 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不一定能自发进行 【变式3-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）自然界中时刻存在着氮的转化，分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示(已知反应1和反应2都是放热反应)。下列有关说法正确的是 A．反应1必须在高温条件下才能自发进行 B．在时，反应2一定不是自发反应 C．其他条件不变，使用催化剂不能改变两个反应进行的方向 D．根据焓变和熵变既可判断反应的进行方向，又可确定反应速率的快慢 【变式3-2】（25-26高二下·江苏·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【变式3-3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下，下列反应不能正向自发进行的是 A． B． C． D． ▌题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转 反应自发进行的最低或最高温度的计算 (1)计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤，为最高温度 (2)注意单位的换算 ①△S的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H的单位为：kJ·mol－1 ③T的单位为：K 【典例4】（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）已知反应，该反应能自发进行的最大温度约为(取整数) A． B．1062℃ C． D． 【变式4-1】（25-26高二上·河北·阶段检测）反应  。该反应能自发进行的最低温度约为 A． B． C． D． 【变式4-2】（25-26高二·全国·月考）在电子工业中，清洗硅片上的的反应是 设和不随温度变化，则此反应能自发进行的最高温度为 A． B． C． D． 【变式4-3】（25-26高二上·宁夏·期末）已知298K下反应2Al2O3（s）+3C（s）= 4Al（s）+3CO2（g）△H=+2171.0kJ/mol，△S=+635.5J/（mol•K），则下列说法正确的是 A．由题给△H值可知，该反应是一个放热反应 B．△S＞0表明该反应是一个熵减少的反应 C．该反应在室温下可能自发进行 D．若温度可以决定反应的方向，则该反应可以自发进行的最低温度为3416.2 K / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第三节化学反应的方向（题型突破·举一反三） 题型01自发过程与自发反应 三典例精析 【典例1】D 举一反目 【变式1-1】B 【变式12】C 【变式1-3】B 题型02熵变△S大小判断 典例精析 【典例2】D 举一反三 【变式2-1】A 【变式2-2】B 【变式2-3】C 题型03焓变熵变与反应自发性定性分析 典例精析 【典例3】B 上举一反三 【变式3-1】c 【变式3-2】B 【变式33】B 题型04利用△G=∧H-TΛS定量计算+转变温度T转 1/2 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精析 【典例4】C 举一反王 【变式41】D 【变式42】B 【变式43】D 2/2 第三节 化学反应的方向（题型突破·举一反三） 题型01 自发过程与自发反应 题型02 熵变△ S大小判断 题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析 题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转 ▌题型01 自发过程与自发反应 1.自发过程 自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就可以自动进行的过程，而且有方向性。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。 非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用，才能维持进行的过程。 ①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。 ②“自发”是一定条件下的自发，条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发” ③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，“非自发”也不代表不能发生。 2.自发反应 在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。 【典例1】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是 A．水从高处往低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．水在室温结为冰 【答案】D 【解析】自发过程的判断依据是吉布斯自由能变（ΔG=ΔH-TΔS）。 A．水从高处流向低处，重力势能降低，无需外界做功，属于自发过程，故不选A；B．蔗糖溶解是熵增过程，属于自发过程，故不选B；C．天然气燃烧剧烈放热，ΔH＜0、△S＜0，ΔH-T△S＜0，是自发反应，故不选C；D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的过程，故选D；选D。 【变式1-1】（25-26高二上·北京通州·期中）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 【分析】自发过程的判断依据为ΔG=ΔH-TΔS是否小于0，据此分析； 【解析】A．燃烧剧烈放热（ΔH<0），产物气体增多（ΔS>0），ΔG<0，自发，A错误；B．室温高于水的凝固点（0℃），水结冰是熵减（）的放热过程（），根据判断，在室温下，故为非自发过程，B正确；C．升华吸热但熵增显著（ΔS>0），室温下ΔG<0，自发，C错误；D．溶解过程离子分散导致熵增（ΔS>0），ΔG<0，自发，D错误；故选B。 【变式1-2】（25-26高二上·吉林·期末）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．冰在室温下自动融化成水，这是熵增的反应 B．25℃、时，是熵减反应 C．、的反应在任何温度下都不能自发进行 D．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，一定小于零 【答案】C 【解析】A．冰在室温下自动融化成水是熵增过程，但融化是物理变化而非化学反应，因此描述为“熵增的反应”错误，A错误；B．该反应中气体分子数增加（2 mol → 5 mol），熵增大，是熵增反应而非熵减反应，B错误；C．（吸热）且（熵减）时，使恒成立，即任何温度下，反应均不自发，C正确；D．可逆反应正向自发时，可能大于零（熵增驱动），也可能小于零，D错误；故选C。 【变式1-3】（25-26高二上·北京·期末）下列说法正确的是 A．放热反应一定是自发反应 B．熵增的反应不一定是自发反应 C．固体溶解一定是熵减小的过程 D．非自发反应在任何条件下都一定不能发生 【答案】B 【解析】A．放热反应（）不一定是自发反应。例如， 是放热反应，但在高温下， 会导致 ，反应不能自发进行，A 错误；B．熵增的反应（）不一定是自发反应。例如， 是熵增反应，但在常温下 且数值较大，会导致 ，反应不能自发进行；只有在高温下， 足够大时， 才会小于 0，反应才能自发进行，B 正确；C．固体溶解时，粒子从有序的晶体状态变为分散在溶剂中的无序状态，熵是增大的过程。例如， 固体溶于水，，C 错误；D．非自发反应（）在改变条件（如温度、压强）后可能变为自发反应。例如，水分解为氢气和氧气在常温下非自发，但在通电条件下可以发生电解反应，D 错误；故答案选B。 ▌题型02 熵变△ S大小判断 一、熵的基础概念 1.熵S：衡量体系混乱度，混乱度越大，熵值越大。 2.熵变△S=S生成物-S反应物 ①△S>0：熵增，混乱度增大； ②△S<0：熵减，混乱度减小。 3.状态熵值规律：气态＞液态＞固态；同种物质温度越高，熵越大。 二、△S大小快速判断规律 规律 1：看物质状态变化（最常考） ①固体→液体→气体：△S>0熵增； ②气体→液体→固体：△S<0熵减。 规律 2：看气体分子数变化（只看气体物质的量，固体液体忽略不计！） ①反应后气体分子数增多：△S>0熵增； ②反应后气体分子数减少：△S<0熵减； ③反应前后气体分子数不变：△S≈0。 规律 3：固体/液体参与的反应 ①固体分解生成固体+气体：熵增△S>0； ②多种固体生成一种固体（化合）：熵减△S<0； ③物质溶解：固体溶于水，一般熵增；气体溶于水，熵减△S<0。 规律 4：同类物质比较熵值大小 ①状态相同，分子中原子数目越多，熵值越大； ②同一物质：高温熵＞低温熵。 【典例2】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a只可能等于1 【答案】D 【解析】A．同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即，液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即，故A错误；B．当固体物质在水中溶解时，粒子从有序排列转变为自由运动，这一变化 增加了熵。然而，由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列，这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著，因此整个溶解过程可能是熵增加的，也可能是熵减小的，故固体溶解于水过程不一定是，如溶于水，由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围，导致体系的熵减小，即，固体溶于水可能是放热也可能是吸热，故、的变化均不确定，故B错误；C．的，室温下不能自发进行，说明该反应，则，故C错误；D．，满足了焓判据，题干没有限定是高温自发还是低温自发，则认定该反应能在任何温度下自发进行，则，则a只能等于1，故D正确；故答案选D。 【变式2-1】（25-26高二上·广东茂名·期中）下列说法中，正确的是 A．同一物质， 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．反应能自发进行，则该反应的 【答案】A 【解析】A．同一物质的气态熵大于液态，液态熵大于固态，顺序正确，A正确；B．固体溶解时粒子分散度增加，系统混乱度增大，属于熵增过程，B错误；C．自发反应由复合判据决定，当时反应能自发进行，因此要同时考虑熵变和焓变，如当低温下，反应自发，当，高温下，反应自发，故熵增不是决定反应能否自发进行的必然条件，C错误；D．根据复合判据判断，当时反应能自发进行，该反应前后气体分子数减少，则，要使，需，且其绝对值要相对较大才可能使，D错误；故选A。 【变式2-2】（25-26高二上·江西·期中）下列属于熵增反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．反应物4 mol气体生成2 mol气体，气体的量减少，是熵减反应，A不符合题意；B．反应物碳固体和1 mol气体生成2 mol气体，气体的量增加，是熵增反应，B符合题意；C．反应物是4 mol气体生成3 mol气体，气体的量减少，是熵减反应，C不符合题意；D．气体和液体生成溶液，气体减少，混乱度降低，是熵减反应，D不符合题意；故选B。 【变式2-3】（25-26高二上·浙江杭州·期中）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】C 【解析】A．同温同压下，气体的物质的量越大，混乱度越大，熵越大，因此的熵小于的熵，A错误；B．相同条件下，同一物质的熵满足：气态＞液态，气态物质混乱度更大，因此的熵小于的熵，B错误；C．同温同压下，相同物质的量的同状态气体，分子结构越复杂、原子数越多，熵越大，分子比结构简单，因此的熵小于的熵，C正确；D．金刚石中碳原子的排列比石墨更有序，混乱度更小，因此的熵小于的熵，D错误；故选C。 ▌题型03 焓变、熵变与反应自发性定性分析 复合判据：△G = △H - T△S △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞ 0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝ 0 反应达到平衡状态 △H △S △G 反应在该状况下能否自发进行 <0 >0 <0 自发进行 >0 <0 >0 不自发进行 <0 <0 低温时<0，高温时>0 低温自发，高温不自发 >0 >0 低温时>0，高温时<0 低温不自发，高温自发 【典例3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是 A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．的反应在任何温度下都能自发进行 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不一定能自发进行 【答案】B 【解析】A．时，反应能自发进行，但反应速率不一定大，比如金属的腐蚀，A错误；B．，若，则，该反应在任何温度下都能自发进行，B正确；C．反应能否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定，熵增大的反应有利于反应的自发进行，但是熵增加的反应不一定都是自发反应，C错误；D．反应能否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定，吸热、放热反应在一定条件下可能自发进行，如氢氧化钡与氯化铵的反应吸热、但该反应可自发进行，放热反应常温不一定能自发进行，如铝热反应在常温下不能自发进行，D错误；故选B。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）自然界中时刻存在着氮的转化，分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示(已知反应1和反应2都是放热反应)。下列有关说法正确的是 A．反应1必须在高温条件下才能自发进行 B．在时，反应2一定不是自发反应 C．其他条件不变，使用催化剂不能改变两个反应进行的方向 D．根据焓变和熵变既可判断反应的进行方向，又可确定反应速率的快慢 【答案】C 【解析】A．合成氨的反应既是放热反应，也是熵减的反应，温度较低时，，故反应1在低温条件下能自发进行，A错误；B．在700℃时，氨的催化氧化既是放热反应，又是熵增的反应，则反应2一定是自发反应，B错误；C．使用催化剂可以改变化学反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，C正确；D．过程的自发性仅能用于判断过程的方向，不能确定反应速率的快慢，D错误；故选C。 【变式3-2】（25-26高二下·江苏·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【答案】B 【解析】当时，反应能自发进行，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，则在高温下反应能自发进行，故选B。 【变式3-3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下，下列反应不能正向自发进行的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．气体分子数从2增至3，ΔS>0，且ΔH<0，ΔG=ΔH−TΔS始终<0，任何温度下均自发，A不符合题意；B．气体分子数从2减至1，ΔS<0，且ΔH>0，ΔG=ΔH−TΔS始终>0，任何温度下均不自发，B符合题意；C．气体分子数从4减至2，ΔS<0，但ΔH<0，低温时ΔG可能<0，反应可自发，C不符合题意；D．气体分子数从0增至1，ΔS>0，且ΔH>0，高温时ΔG可能<0，反应可自发，D不符合题意；故选B。 ▌题型04 利用△ G=△ H-T△ S定量计算+转变温度T转 反应自发进行的最低或最高温度的计算 (1)计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤，为最高温度 (2)注意单位的换算 ①△S的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H的单位为：kJ·mol－1 ③T的单位为：K 【典例4】（25-26高二上·河南南阳·阶段检测）已知反应，该反应能自发进行的最大温度约为(取整数) A． B．1062℃ C． D． 【答案】C 【解析】反应自发进行的条件是ΔG<0，即ΔH−TΔS<0。代入ΔH=−146kJ·mol-1和ΔS=−0.11kJ·mol-1·K-1，−146kJ·mol-1-T×(−0.11kJ·mol-1·K-1)＜0，所以T<1327K，该反应能自发进行的最大温度约为1327K，选C。 【变式4-1】（25-26高二上·河北·阶段检测）反应  。该反应能自发进行的最低温度约为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据吉布斯自由能，＜0，反应可以自发进行，，则T＞202.7K时，反应自发进行；故答案为：D。 【变式4-2】（25-26高二·全国·月考）在电子工业中，清洗硅片上的的反应是 设和不随温度变化，则此反应能自发进行的最高温度为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】反应能自发进行，则，即有，则，B满足题意。答案选B。 【变式4-3】（25-26高二上·宁夏·期末）已知298K下反应2Al2O3（s）+3C（s）= 4Al（s）+3CO2（g）△H=+2171.0kJ/mol，△S=+635.5J/（mol•K），则下列说法正确的是 A．由题给△H值可知，该反应是一个放热反应 B．△S＞0表明该反应是一个熵减少的反应 C．该反应在室温下可能自发进行 D．若温度可以决定反应的方向，则该反应可以自发进行的最低温度为3416.2 K 【答案】D 【解析】A.△H=+2171.0kJ/mol>0，表明该反应是一个吸热反应，故A错误；B.△S=+635.5J/（mol•K）>0，表明该反应是一个熵增加的反应，故B错误；C.若使本反应自发进行，需使△H-T△S<0，即2171.0kJ/mol-0.6355kJ/（mol•K）•T<0，T>3416.2K时反应才可以自发进行，所以在室温下不可能自发，故C错误；D.若使本反应自发进行，需使△H-T△S<0，即2171.0kJ/mol-0.6355kJ/（mol•K）•T<0，T>3416.2K时反应才可以自发进行，故D正确。故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $