第2章 第1节 化学反应的方向-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版·不定项）

第1节　化学反应的方向

【学习目标】　1.知道化学反应是有方向的。　2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。

3．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关，能用定量关系式ΔH－TΔS判断化学反应的方向。

知识点一　反应焓变、熵变与反应方向

1．反应焓变与反应方向

(1)自发反应：在一定条件(温度、压强)下，具有自动发生倾向的化学反应。

(2)反应焓变与反应方向的关系

例如：4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol-1

NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋37.30 kJ·mol-1

上述反应均能自发进行。

结论：反应能否自发进行与反应焓变有关，但反应焓变不是决定反应能否自发进行的 唯一因素。

2．反应熵变与反应方向

(1)熵与熵变

(2)反应熵变与反应方向的关系

例如：C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔS＝＋133.8 J·mol-1·K-1　

2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.4 J·mol-1·K-1

上述反应均能自发进行。

结论：反应能否自发进行与反应熵变有关，但反应熵变不是决定反应能否自发进行的唯一因素。

(1)与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小(　　)

(2)非自发反应一定不能发生(　　)

(3)常温下，2H2O2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应(　　)

(4)放热反应一定能自发进行(　　)

(5)熵增加的反应在常温、常压下一定能自发进行(　　)

答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

1．以下自发过程可用焓变来解释的是(　　)

A．固体硝酸铵溶于水

B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7 kJ/mol

C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ/mol

D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol

解析：选D。焓变能够说明放热过程为自发过程，而A、B、C三项均为吸热过程，显然不能用焓变来解释，只有D项可以用焓变来解释。

2．(2026·茂名高二月考)下列对熵的理解错误的是(　　)

A．同一物质的熵值：S(g)>S(l)>S(s)

B．熵增的反应不一定能自发进行

C．反应体系的熵增较大，反应速率也可能较慢

D．工业合成氨为熵减的反应，不能自发进行

解析：选D。同一物质的熵值：气态＞液态＞固态，A正确；根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应自发进行可知，熵增的反应，若ΔH很大，温度较低，也可能是非自发反应，B正确；熵变是反应体系中反应前后熵的变化量，与反应速率没有关系，故反应体系的熵增较大，反应速率也可能较慢，C正确；工业合成氨为熵减的放热反应，低温下能自发进行，D错误。

3．以下过程均为自发反应或自发过程：

①甲烷燃烧：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.31 kJ·mol-1

②氢气与氧气反应：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＝－368.0 kJ·mol-1

④氯化铵和氢氧化钙的反应

⑤冰融化要吸热

⑥两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀

⑦2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔS＝＋57.2 J·mol-1·K-1

⑧NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔS＝＋184.0 J·mol-1·K-1

(1)对于自发反应①②③，从能量角度分析它们为什么可以自发？

(2)对于自发过程④⑤⑥，是什么因素决定它们能自发进行？

(3)观察⑦⑧两个化学反应，为什么它们的ΔS>0?

答案：(1)①②③这三个化学反应都是放热反应，ΔH<0。

(2)熵变决定了它们能自发进行。熵是用来描述体系无序程度的物理量，熵变是用来描述无序程度变化的物理量，④⑤⑥的体系都是由有序转变为无序，ΔS>0。

(3)它们均产生气体，体系的无序程度增大。

知识点二　用焓变与熵变综合判断反应方向

1．反应方向的判据

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