2.1 化学反应的方向(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

该高中化学导学案聚焦化学反应的方向，核心知识点包括反应方向与焓变、熵变的关系及ΔH-TΔS综合判据。通过石灰石煅烧探究活动导入，联系能量变化和物质结构知识，搭建从单一因素到综合因素的学习支架。 特色在于结合探究与分层训练，通过交流讨论温度对反应方向的影响培养科学思维，例题和随堂演练强化证据推理与模型建构，帮助学生理解反应规律，提升解决实际问题能力，体现科学探究与实践素养。

第 1 节　化学反应的方向 1.知道化学反应是有方向的。 2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 知识点　化学反应方向的判断 1.反应焓变与反应方向 （1）反应焓变与反应方向的关系 （2）结论 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是　　　　因素。 2.反应熵变与反应方向 （1）熵与熵变 熵 概念 描述体系的　　　　　　的物理量，其符号为S，单位是　　　　　 意义 熵值越大，体系无序程度　　　　 影响因素 不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越　　　； 同一物质：S（g）　　S（l）　　S（s） 熵 变 概念 反应产物的总熵与反应物的总熵之差，符号为ΔS 正负判断依据 气体体积增大的反应，ΔS　　　0 气体体积减小的反应，ΔS　　　0 熵变与反应方向 熵　　　　有利于反应的自发进行，某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行 （2）结论 熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是　　　　因素。 3.用焓变与熵变综合判断反应方向 （1）判断依据 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，焓变和熵变共同影响反应方向的判据为　　　　　。 ΔH－TΔS　　　0，反应正向能自发进行； ΔH－TΔS　　　0，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS　　　0，反应正向不能自发进行。 该判据指出的是化学反应正向自发进行的　　　　。 （2）一般规律 ①　　　　　　　　　一定能正向自发进行。 ②　　　　　　　　　一定不能正向自发进行。 ③当焓变和熵变相差悬殊时，可能某一个因素占主导地位。 　石灰石的煅烧是石灰石菱形晶格结构重新结晶转化为石灰的立方晶格结构的变化过程。 已知在298 K、101 kPa时石灰石分解反应：CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）　ΔH=＋178.3 kJ•mol－1　ΔS=＋160.4 J•mol－1•K－1。 【交流讨论】 1.常温下该反应能否自发进行？ 2.据反应数据分析，温度能否成为反应方向的决定因素？ 3.该反应自发进行的最低温度是多少？ 归纳总结 化学反应方向的判据 （1）判据 （2）规律 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。 1.（2026•河北邯郸高二期中）已知：某反应为aX（g）＋bY（g）⇌cZ（g）　ΔH，下列有关正反应自发性判断正确的是（　　） 选项 条件 判断 A a＋b＞c，ΔH＞0 较低温度下能自发进行 B a＋b＞c，ΔH＜0 较高温度下能自发进行 C a＋b＜c，ΔH＞0 任何温度下都不能自发进行 D a＋b＜c，ΔH＜0 任何温度下都能自发进行 2.（2026•四川绵阳高二期中）焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C（s）＋O2（g）2CO（g）　ΔH＜0；反应②：2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）。①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是（　　） A．反应①的ΔS＞0 B．反应①的ΔG＜0，不需要加热就能自发进行 C．反应②对应L1 D.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点 3.有A、B、C、D四个反应： 反应 ΔH/（kJ•mol－1） ΔS/（J•mol－1•K－1） A ＋10.5 ＋30.0 B ＋1.80 －113.0 C －126 ＋84.0 D －11.7 －105.0 （1）在任何温度下都能自发进行的反应是　　　　。 （2）任何温度下都不能自发进行的反应是　　　　。 （3）另两个反应中，在温度高于　　　　℃时可自发进行的反应是　　　　。 （4）在温度低于　　　　℃时可自发进行的反应是　　　　。 1.25 ℃、1×105 Pa时，反应2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）　ΔH=＋56.7 kJ•mol－1正向自发进行的原因是（　　） A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减小的反应 D．熵增效应大于能量效应 2.（2026•广东茂名高二期中）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 3.（2025•河南郑州高二检测）已知反应C2H6（g）＋2CO2（g）⇌4CO（g）＋3H2（g），该反应高温下能自发进行，则有关该反应的ΔH、ΔS判断正确的是（　　） A．ΔH＜0，ΔS＞0　 B．ΔH＞0，ΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔS＜0　 D．ΔH＜0，ΔS＜0 4.（教材改编题）过氧化氢分解为水和氧气的反应： 2H2O2（aq）2H2O（l）＋O2（g） ΔH=－189.3 kJ•mol－1 ΔS=＋57.2 J•mol－1•K－1 （1）常温下ΔG=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（列式计算）。 （2）常温下ΔG　　　　（填“＞”或“＜”）0，故过氧化氢分解为水和氧气的反应在常温下　　　　（填“能”或“不能”）自发进行。 5.“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。“低碳经济”提出的大背景，是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻考验。 （1）实现“节能减排”和“低碳经济”的一项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： 则该反应的ΔH　　　　　　0， ΔS　　　　　　0。 （2）二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2（g）2CO（g）＋O2（g），该反应的ΔH　　　　（填“＞”“＜”或“=”，下同）0，ΔS　　　　　0，在低温下，该反应　　　　（填“能”或“不能”）自发进行。 完成课后作业　第2章　第1节 答案 第1节　化学反应的方向 知识点　 1.（1）放热　吸热　（2）唯一　2.（1）无序程度　J•mol－1•K－1　越大　大　＞　＞　＞　＜　增加　（2）唯一　3.（1）ΔH－TΔS　＜　=　＞　趋势　（2）①放热的熵增加反应　②吸热的熵减小反应 探究活动 交流讨论 1.提示：ΔH－TΔS=＋178.3 kJ•mol－1－298 K×160.4×10－3 kJ•mol－1•K－1≈＋130.5 kJ•mol－1＞0，所以常温下该反应不能自发进行。 2.提示：因为该反应ΔH＞0、ΔS＞0，所以根据ΔH－TΔS可知，在温度较高的时候，反应可能正向自发进行。 3.提示：ΔH－TΔS＜0时，反应可自发进行，则T＞=≈1 111.6 K。 对点训练 1.D　a＋b＞c时，正向气体的物质的量减少，熵减（ΔS＜0）；结合ΔH＞0（吸热反应）知，ΔG=ΔH－TΔS始终为正，任何温度下都不能自发，A错误；a＋b＞c时，ΔS＜0，ΔH＜0（放热反应），低温下ΔG可能为负，高温时ΔG为正，故低温下能自发，B错误；a＋b＜c时，熵增（ΔS＞0），ΔH＞0（吸热反应），高温下可使ΔG=ΔH－TΔS＜0，故高温下能自发，C错误；a＋b＜c时，熵增（ΔS＞0），ΔH＜0（放热反应），无论温度如何，ΔG=ΔH－TΔS始终为负，任何温度下均能自发，D正确。 2.B　反应①：2C（s）＋O2（g）2CO（g），气体分子总数增加，ΔS＞0，A正确；反应①：2C（s）＋O2（g）2CO（g），ΔS＞0，ΔH＜0，该反应在任何温度下ΔG＜0，有自发进行的趋势，但实际发生反应需要加热，B错误； 反应②的ΔS＜0，则－ΔS＞0，ΔG和T成正比，斜率大于0，反应②对应L1，C正确；ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，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，所以983 K是反应趋势变化的转折点，D正确。 3.（1）C　（2）B　（3）77　A　（4）－161.6　D 解析：放热的熵增加反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据ΔH－TΔS=0计算出来。反应C在任何温度下均能自发进行，反应B在任何温度下均不能自发进行。反应A若能自发进行，则ΔH－TΔS=＋10.5 kJ•mol－1－T×30.0×10－3 kJ•mol－1•K－1＜0，故T＞350 K，即温度需高于77 ℃；反应D若能自发进行，则ΔH－TΔS=－11.7 kJ•mol－1－T×（－105.0）×10－3 kJ•mol－1•K－1＜0，故T＜111.4 K，即温度需低于－161.6 ℃。 【随堂演练】 1.D　该反应是吸热反应，根据焓判据是不能正向自发进行的，说明该反应之所以能够正向自发进行是由于熵增效应，并且熵增效应大于能量效应。 2.A　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，A正确；反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）、2H2（g）＋O2（g）⇌2H2O（g）、2NO2（g）⇌N2O4（g）均为ΔH＜0、ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS＜0可知，在低温下能自发进行，B、C、D均错误。 3.B　根据反应方程式可知，该反应是气体体积增加，混乱度增大，即ΔS＞0，该反应高温下能正向自发进行，根据ΔG=ΔH－TΔS＜0可自发进行分析，推出ΔH＞0。 4.（1）ΔH－TΔS=－189.3 kJ•mol－1－298 K×0.057 2 kJ•mol－1•K－1=－189.3 kJ•mol－1－17.045 6 kJ•mol－1=－206.345 6 kJ•mol－1 （2）＜　能 5.（1）＜　＜　（2）＞　＞　不能 解析：（1）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反应产物的总能量，反应放热，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。该反应在低温下能够自发进行。（2）题给反应是分解反应，且CO燃烧时放热，所以该反应为吸热反应，即ΔH＞0，因反应后气体的物质的量增大，所以ΔS＞0。ΔH－TΔS＜0时，反应可自发进行，所以在低温下，该反应不能自发进行。 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $