第2章　第1节　化学反应的方向 讲义-2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

本高中化学讲义聚焦化学反应方向的判断这一核心知识点，先通过实例分析反应焓变对方向的影响，指出其局限性，再引入熵与熵变概念及判断依据，最后整合焓变与熵变，构建ΔH-TΔS复合判据，形成完整认知支架。 资料以“自主探究-思考交流-归纳总结”为主线，通过CaCO3分解、汽车尾气处理等实例培养科学思维，结合判断正误、课堂练习等环节强化科学探究与实践能力。课中助力教师引导学生逻辑推理，课后便于学生回顾知识、查漏补缺。

高二慧光班化学讲义 姓名 班级 2.1　化学反应的方向 制卷人： 审核人： 时间：2026年9月1日 【学习目标】 1.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 2.了解熵、熵变的含义，会用复合判据判断反应进行的方向。 一、反应焓变与反应方向 【自主探究】 1.自发反应 (1)自发反应：在给定的条件(通常指温度、压强)下， 帮助，一经引发即能自动进行的反应。如钢铁生锈。 (2)非自发反应：不能自发进行，必须 才能进行的反应。如电解熔融的氯化钠 【思考】放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行，你同意这种观点吗？ 答案：（1）无需外届 （2）借助某种外力 不同意 2.反应焓变与反应方向 【自学探究】阅读课本，回答下列问题。 【思考1】观察下列四个自发反应，分析反应焓变与反应方向的关系。 ①4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol－1 ②氢气和氧气反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH=－571.6 kJ·mol－1 ③钠与水反应：2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH=－368 kJ·mol－1 ④铁生锈：2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH=－824 kJ·mol－1 ⑤NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.30 kJ·mol－1 分析上述自发反应，得出的结论： 　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　 。 答案：多数进行的化学反应是放热反应，有不少吸热反应也能自发进行。 【思考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(1 200 K)=＋176.5 kJ·mol－1 由此可得出的结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：反应焓变不大的吸热反应，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行。 【归纳总结】 1.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.不能仅用反应焓变ΔH(放热或者吸热)判断反应能否自发进行。 【思考交流】 1.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。 二、反应熵变与反应方向 【自学探究】 阅读课本 回答下列问题。 1.熵、熵变的概念 ΔS＝ 。 答案：无序程度 S S产物-S反应物 2.影响熵值大小的因素 (1)纯物质熵值的大小与物质的 、 、 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。 答案：（1）种类、数量、聚集状态 （2）S(g)>S(l)>S(s)， 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 的反应。 (3)气体体积减小的反应，通常ΔS 0，是熵 的反应。 答案：ΔS>0 ΔS>0 熵增 ΔS<0，熵减小 4.反应熵变与化学反应方向 ①反应C(s，石墨)＋H2O(g)==CO(g)＋H2(g) ΔS＝＋133.8 J·mol－1·K－1能自发进行，说明熵 有利于反应的自发进行。 ②2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔS＝－39.4 J·mol－1·K－1能自发进行，说明某些熵减小的反应在一定条件下 自发进行。 ③能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行吗？ 。 答案：增加 减小 不能 【归纳总结】 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。 2.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。 【思考交流】 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。 三、用焓变与熵变综合判断反应方向 【自学探究】 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。 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。 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。 【判断正误】 (1)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向(　　) (2)ΔH－TΔS<0的化学反应一定能迅速发生(　　) (3)反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可正向自发进行，则该反应的ΔH<0(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√ 【思考交流】回扣教材联想质疑处理汽车尾气 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？ 提示　该反应室温时，ΔG=ΔH-TΔS≈-687.9 kJ·mol-1<0，能自发进行。 4.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)低温下能自发进行的是 。 (3)高温下能自发进行的是 。 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。 【归纳总结】 综合判断反应自发进行的四种类型 类型 ΔH ΔS ΔG 反应的自发性 1 <0 >0 <0 一定能自发 2 >0 <0 >0 一定不能自发 3 <0 <0 正负决 定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 【课堂练习】1．下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋16 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 2．(2023·合肥高三模拟)25 ℃、1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1，该反应能自发进行的原因是(　　) A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应 C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应 答案：1.D 由ΔH-TΔS<0 2.D ΔH-TΔS<0 ΔS<0 1 学科网（北京）股份有限公司 $