2.3 化学反应的方向（5大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以“概念-判据-应用”为逻辑主线，通过5类题型系统构建化学反应方向判断的方法体系，融合广东本地化典例，强化科学思维与化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |自发过程与反应|1典例+3变式|自发过程方向性、条件依赖性判断|从宏观现象（如水流动）引入，建立“自发-非自发”概念认知| |焓变判据|1典例+3变式|ΔH<0倾向自发但非唯一判据|基于能量变化视角，初步形成反应方向判断维度| |熵变判据|1典例+3变式|熵增（ΔS>0）倾向自发，物质状态与熵值关系|从体系混乱度视角，补充反应方向判断维度| |复合判据|1典例+3变式|ΔG=ΔH-TΔS公式应用，4类ΔH/ΔS组合判断|整合焓变、熵变，构建综合判断模型| |判据应用|1典例+3变式|结合平衡移动、工业反应分析自发性|从理论到实际，提升复杂情境问题解决能力|

学科网 第三节 典例精析 【典例1】B 举一反三 【变式1-1】B 【变式1-2】C 【变式1-3】B 典例精析 【典例2】C E 举一反 【变式2-1】B 【变式2-2】D 【变式2-3】A 典例精析 【典例3】B 举一反三 【变式3-1】A 【变式3-2】D 【变式3-3】C 典例精析 【典例4】B 举一反三 www.zxxk.com 让教与学更高效 北学反应的方向（题型突破举一反三） 题型01自发过程与自发返应 题型02化学反应的方向与焓变 题型03化学反应的方向与熵变 题型04复合判据判断化学反应进行方包 1/2 学科网 【变式4-1】C 【变式42】C 【变式43】B 【典例5】D 上举一反三 【变式5-1】B 【变式5-2】(1) △H,-△H, (2) 高温 该反应为熵增 (3) a 0.032 0.1536 【变式5-3】(1) 3d64s2 (2) 反应a CD (3) 11 (c-e-b)月 4e(e+2b-c) www.zxxk.com 让教与学更高效 题型05化学反应方向判据的应用 长 吸热反应 3.2 △H1+△H2 >< 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 化学反应的方向与焓变 题型03 化学反应的方向与熵变 题型04 复合判据判断化学反应进行方向 题型05 化学反应方向判据的应用 ▌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·广东茂名·期末）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 一般条件下，升高温度，反应速率加快 升高温度能降低反应的活化能 B 推动封装有20 mL和混合气体的注射器的活塞，混合气体颜色先加深后变浅 增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动 C 向溶液中加入铁粉，颜色变浅 铁粉与直接发生氧化还原反应 D 氢气和氧气需要点燃才能反应 氢气和氧气反应生成水不属于自发反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．升高温度加快反应速率的原因是提高了活化分子百分数，活化能是反应本身的属性，升高温度不能降低活化能，陈述II错误，A错误； B．推动活塞压缩体积，二氧化氮浓度瞬间增大，混合气体颜色加深，随后增大压强使平衡向气体体积缩小的方向移动，二氧化氮浓度降低，颜色变浅，陈述I和II均正确且存在因果关系，B正确； C．向硫氰化铁溶液中加入铁粉，铁粉与电离出的发生反应，使浓度降低，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，铁粉不直接与硫氰化铁反应，陈述II错误，C错误； D．氢气和氧气反应的，属于自发反应，点燃是为反应提供活化能，不改变反应的自发性，陈述II错误，D错误； 故选 B。 【变式1-1】）下列反应或过程没有自发性的是(　　) A.高温下，煅烧石灰石 B.常温下，水分解成氢气与氧气 C.双氧水在MnO2催化作用下分解 D.常温下，冰融化为水 【答案】　B 【详解】　煅烧石灰石的反应是一个熵增焓增的反应，高温下可自发进行，A不符合题意；水分解成氢气与氧气的反应不能自发进行，在外接电源的作用下电解，B项符合题意；双氧水在MnO2催化作用下自发分解，C不符合题意；常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意。 【变式1-2】下列说法正确的是 A．冰→液态水→水蒸气，均属于自发过程 B．自发进行的反应一定迅速 C．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子百分数无关 D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．冰→液态水→水蒸气，不属于自发过程，A错误； B．反应能否自发进行取决于焓变和熵变，与反应速率无关，自发反应，反应速率可能快也可能慢，B错误； C．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，C正确； D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，D错误； 故选C。 【变式1-3】下列说法正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程 C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0 D．吸热反应一定不能自发进行 【答案】B 【详解】A．自发进行的化学反应是指在给定条件下，不需要外力作用就能自动进行的反应，但不一定是熵增反应，A不正确； B．蔗糖在水中溶解时，温度变化不大，但熵值增大，则是一个自发过程，B正确； C．NaHCO3固体受热分解，生成Na2CO3固体、CO2气体和水蒸气，则该过程：△S＞0，C不正确； D．熵值增大的吸热反应，在高温下也能自发进行，D不正确； 故选B。 ▌题型02 化学反应的方向与焓变 焓判据：△H < 0 的反应有自发进行的倾向，即 放热 反应有自发进行的倾向； △H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O 焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 【典例2】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）古诗词是中国传统文化的瑰宝，下列有关说法错误的是 A．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”：淘金的过程不涉及化学变化 B．“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”：反应过程中涉及的反应是的反应 C．“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”：豆萁中的纤维素燃烧生成和是的过程 D．“东风夜放花千树，更吹落、星如雨”：烟花的五彩缤纷利用的是某些金属元素的原子发射光谱 【答案】C 【详解】A．淘金过程是利用金和沙的密度差异进行物理分离，无新物质生成，不涉及化学变化，A正确； B．诗句涉及高温分解反应，该反应为吸热反应，，B正确； C．纤维素燃烧反应中，反应物中气体物质的量小于生成物中气体物质的量，体系混乱度增大，，并非，C错误； D．烟花的彩色是金属元素的焰色反应，对应原子的发射光谱，D正确； 故选C。 【变式2-1】下列对于化学反应方向说法正确的是(　　) A.常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 B.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH<0，常温常压下能自发进行，对该反应的方向起决定作用的是温度 C.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D.一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0 【答案】　B 【详解】　反应的ΔS＞0，常温下反应不能自发进行，则ΔH＜0或＞0，A错误；该反应为熵减的反应，ΔH<0，常温常压下能自发进行，故对该反应的方向起决定作用的是温度，B正确；反应的ΔS＜0，由ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0时，反应可自发进行可知，ΔH＜0，C错误；分解反应为吸热反应，ΔH＞0，D错误。 【变式2-2】下列说法不正确的是 A．，的反应一定能自发进行 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．一定温度下，的， D．反应能自发进行，则该反应的 【答案】D 【详解】A．、 时，任意温度下都满足 ，反应一定能自发进行，A正确； B．冰（固态）熔化为水（液态），体系混乱度增大，属于熵增过程，B正确； C．反应生成气态，体系混乱度增大，故；分解为吸热反应，故，C正确； D．该反应中气体总物质的量从变为，混乱度减小，即；反应能自发进行说明，可推得该反应，D错误； 故选D。 【变式2-3】（25-26高二上·广东深圳·开学考试）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。 ▌题型03 化学反应的方向与熵变 熵(S)是用来描述 体系混乱度 的物理量，用S表示。反应的熵变是指在一定条件下， 反应产物的总熵和反应物总熵之差 ，单位是 J·mol-1 ·K－1 。体系的无序程度 越大 ，体系的熵值就 越大 。 对于同一物质的不同状态，其熵值：气体 > 液体 > 固体 熵判据：体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS ＞ 0，反应有自发的倾向。 【典例3】下列变化过程中，ΔS ＜0的是       A．氯化钠溶于水中 B．NH3(g)和HCl(g)反应生成NH4Cl C．干冰的升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g) 【答案】B 【分析】熵变是反应体系的混乱度，是体系混乱度（或无序度）的量度，同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵；不同物质生成的气体体积越大，熵值增加，熵变为正值．气体体积减少，熵值减小，熵变为负值，△S＜0，说明反应或变化过程中混乱度减小，据此分析判断 【详解】A. 氯化钠固体溶解到水中形成溶液，混乱度增大，熵值增大，△S>0，故A错误； B. NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)，气体体积减小，体系混乱度减小，熵值减小，△S<0，故B正确； C. 干冰(CO2)的升华，固体转化为气体，混乱度增大，熵值增大，△S>0，故C错误； D. CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)，反应生成了气体，体系混乱度增大，熵值增大，△S>0，故D错误； 答案选B。 【变式3-1】（25-26高二上·广东东莞·阶段检测）关于化学反应进行的方向，下列叙述正确的是 A．液态水凝结成冰的过程中，， B．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 C．自由能变化的化学反应一定能迅速进行 D．能自发进行的反应一定是熵增的过程 【答案】A 【详解】A．液态水凝结成冰的过程放出热量，因此；液态变为固态，体系混乱度减小，熵减小，因此，A正确； B．反应能否自发需要结合焓变、熵变、温度共同判断，多数放热反应可自发，但部分吸热反应也能自发，比如和的反应，B错误； C．仅说明反应在热力学上具备自发的可能性，和反应速率无关，无法判断反应能否迅速进行，C错误； D．根据时反应可自发，当、时，低温下反应也能自发，因此自发进行的反应不一定是熵增过程，D错误； 故选A。 【变式3-2】（25-26高二上·广东广州·期中）下列说法正确的是 A．若某自发反应的，则该反应一定是 B．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 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．  ，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 【答案】D 【详解】A．自发反应的判断依据是，当、，反应在高温下能自发进行，因此若某自发反应的，则该反应不一定是，A错误； B．催化剂只改变反应速率，不改变反应方向，B错误； C．用焓变和熵变判断反应的自发性，都有例外，故都不能单独作为反应自发性的判据，而应用复合判据，C错误； D．该反应但显著增大，在一定温度下，因熵增驱动自发，因此该反应能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，D正确； 故选D。 【变式3-3】（25-26高二上·广东广州·期中）制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应ΔS<0 B．增加C的用量，反应速率一定增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率变小 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 【答案】C 【详解】A．该反应正反应为气体总物质的量增大的反应，体系混乱度增大，故，A错误； B．为固体，固体浓度视为常数，增加的用量对反应速率无影响，B错误； C．该反应正反应为气体分子数增大的反应，恒温下增大总压，平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动，的平衡转化率变小，C正确； D．平衡常数仅与温度有关，恒温条件下加入催化剂，平衡不移动，平衡常数不变，D错误； 故选C。 ▌题型04 复合判据判断化学反应进行方向 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4】（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）已知，2H2O2(aq)=2H2O(g)+O2(g) ΔH=-196.1 kJ· mol-1据此，下列说法正确的是 A．该反应是熵减的反应 B．该反应在任意温度下均能自发 C．常温时该反应进行得很快 D．该反应反应物的总能量低于生成物的总能量 【答案】B 【详解】A．反应前无气态物质，反应后生成3mol气态物质，体系混乱度增大，属于熵增反应，A错误； B．该反应、，根据自发反应判据，任意温度下均满足，反应可自发进行，B正确； C．反应自发性为热力学性质，与反应速率无关，常温下H2O2分解速率很慢，C错误； D．该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，D错误； 故答案选B。 【变式4-1】（25-26高二上·甘肃白银·期中）已知反应的，，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 【答案】C 【详解】根据与0的关系可判断反应是否自发进行，当时，反应能自发进行；反应的，，因为，则一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，故选C。 【变式4-2】已知反应：  ，则此反应 A．任何条件下都可自发进行 B．任何条件下都不可自发进行 C．高温下可自发进行 D．低温下可自发进行 【答案】C 【详解】A．反应自发进行的判据为，该反应、，低温时，不能自发进行，并非任何条件都可自发，A错误； B．该反应、，高温时，，反应可自发进行，并非任何条件都不可自发，B错误； C．该反应为气体物质的量增大的吸热反应，、，高温下，反应可自发进行，C正确； D．低温下较小，，，反应不能自发进行，D错误； 故选C。 【变式4-3】已知：  ΔH，不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．过程b使用了催化剂，使反应热ΔH的绝对值减小 B．由可知，该反应在低温下能自发进行 C．升高温度，该反应的平衡常数增大 D．恒温恒容条件下通入氦气，单位体积内反应物活化分子数增多 【答案】B 【详解】A．催化剂不能改变反应的，A错误； B．反应气体分子数减小，，反应放热，，由，当T较小时，，反应自发进行，B正确； C．该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C错误； D．恒温恒容条件下通入氦气，反应物浓度不变，单位体积内反应物活化分子数不变，D错误； 故选B。 ▌题型05 化学反应方向判据的应用 ∆H < 0 有利于反应自发进行,但自发反应不一定要 ∆H < 0 很多自发的化学反应都是熵增的过程，即ΔS＞0；但有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0 故判断反应是否自发，需要综合焓判据、熵判据。 【典例5】（25-26高二下·广东深圳·期末）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。按不同投料比[]进行上述反应，的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．a、b、c点的平衡常数： C．b点和c点的正反应速率： D．此反应在任意温度下都可自发进行 【答案】D 【详解】A．​，起始量固定为时，越小，说明起始量越大，会提高​的平衡转化率。相同温度下，对应的​转化率高于​，因此​，A正确； B．平衡常数只与温度有关：由图可知，温度升高​转化率升高，说明正反应为吸热反应（），温度越高平衡常数越大。、温度均为，温度相同则相等，点温度低于、，因此，B正确； C．、温度相同，对应更小，起始量更大，恒容容器中反应物总浓度更大，因此正反应速率，C正确； D．反应自发进行的判据是：该反应气体分子数从变为，；正反应吸热，只有高温下满足，低温下，反应不能自发，因此不是任意温度都可自发进行，D错误； 故答案选D。 【变式5-1】（25-26高二上·广东广州·期中）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用，反应的热化学方程式为(Ⅰ)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)  =-114.4kJ/mol。下图所示为该法的催化机理。下列说法错误的是 A．X是Cl2，Y是HCl B．该反应在任意温度下均能自发进行 C．升高温度，反应I的平衡常数减小 D．增大投料比[n(HCl)：n(O2)]，HCl的平衡转化率减小 【答案】B 【详解】A．根据催化机理和总反应，分解生成和，故X为，与反应物反应生成，故Y为， A正确； B．该反应，且反应后气体分子数减少，，根据，仅在低温下，反应可自发，高温下可能大于0，无法自发，并非任意温度均能自发进行，B错误； C．反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确； D．增大投料比，相当于增大的相对浓度，平衡正向移动，但的消耗量增加程度小于投料增加程度，其平衡转化率减小，D正确； 故选B。 【变式5-2】（25-26高二上·广东·阶段检测）甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用，一定条件下可用甲醇制备甲醛，涉及的反应如下： 反应I.    ； 反应Ⅱ.    ； 反应Ⅲ.    ； 回答下列问题： (1)_______(用含、的代数式表示)，_______(用含、的代数式表示)。 (2)查阅资料可知，，_______(填“低温”或“高温”)条件有利于反应Ⅱ自发进行，判断的理由为_______。 (3)将0.2 mol充入4L的恒容密闭容器中，只发生反应I和反应Ⅱ。温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示。 已知：平衡状态下，甲醛选择性； 甲醛收率。 ①图中表示甲醛选择性变化的曲线为_______(填“a”或“b”)。 ②℃下，反应进行到8 min时达到平衡，此时的物质的量浓度为_______；反应Ⅰ的平衡常数_______。 ③℃时，M点状态下，混合气体中氧元素的质量为_______g。 【答案】(1) (2) 高温 该反应为熵增、吸热反应 (3) a 0.032 0.1536 3.2 【详解】（1）根据盖斯定律，反应Ⅲ可由反应I-反应Ⅱ得到，则；； （2）根据复合判据：，若，且，则在高温条件有利于反应Ⅱ自发进行； （3）①甲醇分解为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则原料中甲醇的物质的量大于消耗甲醇的物质的量，由方程式可知，转化为甲醛的甲醇的物质的量与产品中甲醛的物质的量相等，则相同温度时，甲醛的选择性大于甲醛的收率，所以表示甲醛选择性变化的曲线为a； ②℃下，反应进行到8 min时达到平衡，由图可知，此时甲醛收率为64%，甲醛选择性为80%，则平衡体系中甲醛的物质的量为：0.2 mol×64%=0.128 mol，则甲醛的浓度为：；根据甲醛选择性公式可计算消耗甲醇的物质的量为：，由题意可得： ， ， 平衡时，甲醇的物质的量为：0.04 mol，其浓度为0.01 mol/L；甲醛的物质的量为：0.128 mol，其浓度为0.032mol/L；CO的物质的量为：0.032 mol，其浓度为0.008 mol/L；H2的物质的量为：0.192 mol，其浓度为0.048 mol/L；则反应Ⅰ的平衡常数为：； ③℃时，反应物和生成物均为气体，根据质量守恒定律可知，反应前后氧元素的质量保持不变，则 M点状态下，混合气体中氧元素的质量为0.2 mol×16 g/mol=3.2 g。 【变式5-3】（25-26高二下·广东广州·期末）氧化亚氮()是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。 (1)催化分解法可消除。一种催化剂催化分解工业尾气，发生以下反应：          ①基态Fe原子的价层电子排布式为___________。 ②根据盖斯定律，反应I：的___________(写出一个代数式即可)。 ③反应I的___________0(填“>”“<”或“=”)，已知反应I在任意温度下可自发进行，则___________0(填“>”“<”或“=”)。 (2)用还原是实现无害化处理的一个重要方法，发生如下反应： 反应II：   有人提出上述反应可以用“”作催化剂。其总反应分两步进行： 反应： 反应： 反应过程的能量变化如图所示： ①决定总反应速率的是___________(填“反应a”或“反应b”)。 ②对于反应II，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．是催化剂，能降低反应的焓变 B．当与浓度相等时，反应达到平衡 C．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率减小 D．其他条件不变，增大的浓度，平衡时不变 (3)在总压为的密闭容器中，充入一定量的和发生反应II，不同条件下达到平衡时，在时的转化率随变化的曲线，以及在时的转化率与的变化曲线如图所示。 ①表示的转化率随变化的曲线为___________曲线(填“I”或“II”)。 ②___________(填“>”或“<”)。 (4)已知时，的平衡常数。在此温度下，向一恒容密闭容器中加入足量的固体，再充入一定量气体(起始压强为)，达到平衡时总压强为。时，反应的平衡常数___________(用含e、b、c的式子表示，写出计算过程)。 【答案】(1) < (2) 反应a CD (3) II > (4) 【详解】（1）①Fe为26号元素，基态原子核外电子排布为，价层电子包含3d和4s轨道电子，故价层电子排布式为； ②根据盖斯定律，将已知反应1+反应2，消去中间产物，即可得到目标反应，故； ③反应I中，2 mol气体反应物生成3 mol气体生成物，气体物质的量增大，熵增加，故；反应任意温度自发，由可知，时，任意温度下需要； （2）①总反应速率由活化能更大、速率更慢的一步决定，由能量图可知，反应a的活化能更大，速率更慢，决定总反应速率； ②A．催化剂只能降低反应活化能，不改变反应焓变，A错误； B．与浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡，B错误； C．由能量图可知，反应物总能量高于生成物，反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率减小，C正确； D．是反应的平衡常数，只与温度有关，温度不变不变，D正确； 故选CD。 （3）①增大一种反应物的量，另一种反应物的转化率增大，自身转化率降低，转化率随增大而降低，对应下降的曲线II； ②曲线I为转化率随变化，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小，即越小，的转化率越小，由横坐标可知，故； （4）已知分解的平衡常数，温度不变，足量固体存在时，平衡体系中平衡分压恒为，设反应中，分压转化了，列三段式 则平衡时：，，，，总压强：，解得，，平衡常数。 / 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 $ 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 化学反应的方向与焓变 题型03 化学反应的方向与熵变 题型04 复合判据判断化学反应进行方向 题型05 化学反应方向判据的应用 ▌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·广东茂名·期末）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 一般条件下，升高温度，反应速率加快 升高温度能降低反应的活化能 B 推动封装有20 mL和混合气体的注射器的活塞，混合气体颜色先加深后变浅 增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动 C 向溶液中加入铁粉，颜色变浅 铁粉与直接发生氧化还原反应 D 氢气和氧气需要点燃才能反应 氢气和氧气反应生成水不属于自发反应 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】）下列反应或过程没有自发性的是(　　) A.高温下，煅烧石灰石 B.常温下，水分解成氢气与氧气 C.双氧水在MnO2催化作用下分解 D.常温下，冰融化为水 【变式1-2】下列说法正确的是 A．冰→液态水→水蒸气，均属于自发过程 B．自发进行的反应一定迅速 C．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子百分数无关 D．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的平衡转化率 【变式1-3】下列说法正确的是 A．自发进行的反应均是熵增反应 B．蔗糖在水中溶解是一个自发过程 C．NaHCO3受热分解过程：△S＜0 D．吸热反应一定不能自发进行 ▌题型02 化学反应的方向与焓变 焓判据：△H < 0 的反应有自发进行的倾向，即 放热 反应有自发进行的倾向； △H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O 焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 【典例2】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）古诗词是中国传统文化的瑰宝，下列有关说法错误的是 A．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”：淘金的过程不涉及化学变化 B．“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”：反应过程中涉及的反应是的反应 C．“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”：豆萁中的纤维素燃烧生成和是的过程 D．“东风夜放花千树，更吹落、星如雨”：烟花的五彩缤纷利用的是某些金属元素的原子发射光谱 【变式2-1】下列对于化学反应方向说法正确的是(　　) A.常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 B.4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH<0，常温常压下能自发进行，对该反应的方向起决定作用的是温度 C.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D.一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0 【变式2-2】下列说法不正确的是 A．，的反应一定能自发进行 B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 C．一定温度下，的， D．反应能自发进行，则该反应的 【变式2-3】（25-26高二上·广东深圳·开学考试）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 ▌题型03 化学反应的方向与熵变 熵(S)是用来描述 体系混乱度 的物理量，用S表示。反应的熵变是指在一定条件下， 反应产物的总熵和反应物总熵之差 ，单位是 J·mol-1 ·K－1 。体系的无序程度 越大 ，体系的熵值就 越大 。 对于同一物质的不同状态，其熵值：气体 > 液体 > 固体 熵判据：体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS ＞ 0，反应有自发的倾向。 【典例3】下列变化过程中，ΔS ＜0的是       A．氯化钠溶于水中 B．NH3(g)和HCl(g)反应生成NH4Cl C．干冰的升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g) 【变式3-1】（25-26高二上·广东东莞·阶段检测）关于化学反应进行的方向，下列叙述正确的是 A．液态水凝结成冰的过程中，， B．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 C．自由能变化的化学反应一定能迅速进行 D．能自发进行的反应一定是熵增的过程 【变式3-2】（25-26高二上·广东广州·期中）下列说法正确的是 A．若某自发反应的，则该反应一定是 B．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 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．  ，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 【变式3-3】（25-26高二上·广东广州·期中）制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应ΔS<0 B．增加C的用量，反应速率一定增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率变小 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 ▌题型04 复合判据判断化学反应进行方向 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4】（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）已知，2H2O2(aq)=2H2O(g)+O2(g) ΔH=-196.1 kJ· mol-1据此，下列说法正确的是 A．该反应是熵减的反应 B．该反应在任意温度下均能自发 C．常温时该反应进行得很快 D．该反应反应物的总能量低于生成物的总能量 【变式4-1】（25-26高二上·甘肃白银·期中）【变式4-2】已知反应：  ，则此反应 A．任何条件下都可自发进行 B．任何条件下都不可自发进行 C．高温下可自发进行 D．低温下可自发进行 【变式4-3】已知：  ΔH，不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．过程b使用了催化剂，使反应热ΔH的绝对值减小 B．由可知，该反应在低温下能自发进行 C．升高温度，该反应的平衡常数增大 D．恒温恒容条件下通入氦气，单位体积内反应物活化分子数增多 ▌题型05 化学反应方向判据的应用 ∆H < 0 有利于反应自发进行,但自发反应不一定要 ∆H < 0 很多自发的化学反应都是熵增的过程，即ΔS＞0；但有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0 故判断反应是否自发，需要综合焓判据、熵判据。 【典例5】（25-26高二下·广东深圳·期末）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。按不同投料比[]进行上述反应，的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．a、b、c点的平衡常数： C．b点和c点的正反应速率： D．此反应在任意温度下都可自发进行 【变式5-1】（25-26高二上·广东广州·期中）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用，反应的热化学方程式为(Ⅰ)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)  =-114.4kJ/mol。下图所示为该法的催化机理。下列说法错误的是 A．X是Cl2，Y是HCl B．该反应在任意温度下均能自发进行 C．升高温度，反应I的平衡常数减小 D．增大投料比[n(HCl)：n(O2)]，HCl的平衡转化率减小 【变式5-2】（25-26高二上·广东·阶段检测）甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用，一定条件下可用甲醇制备甲醛，涉及的反应如下： 反应I.    ； 反应Ⅱ.    ； 反应Ⅲ.    ； 回答下列问题： (1)_______(用含、的代数式表示)，_______(用含、的代数式表示)。 (2)查阅资料可知，，_______(填“低温”或“高温”)条件有利于反应Ⅱ自发进行，判断的理由为_______。 (3)将0.2 mol充入4L的恒容密闭容器中，只发生反应I和反应Ⅱ。温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示。 已知：平衡状态下，甲醛选择性； 甲醛收率。 ①图中表示甲醛选择性变化的曲线为_______(填“a”或“b”)。 ②℃下，反应进行到8 min时达到平衡，此时的物质的量浓度为_______；反应Ⅰ的平衡常数_______。 ③℃时，M点状态下，混合气体中氧元素的质量为_______g。 【变式5-3】（25-26高二下·广东广州·期末）氧化亚氮()是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。 (1)催化分解法可消除。一种催化剂催化分解工业尾气，发生以下反应：          ①基态Fe原子的价层电子排布式为___________。 ②根据盖斯定律，反应I：的___________(写出一个代数式即可)。 ③反应I的___________0(填“>”“<”或“=”)，已知反应I在任意温度下可自发进行，则___________0(填“>”“<”或“=”)。 (2)用还原是实现无害化处理的一个重要方法，发生如下反应： 反应II：   有人提出上述反应可以用“”作催化剂。其总反应分两步进行： 反应： 反应： 反应过程的能量变化如图所示： ①决定总反应速率的是___________(填“反应a”或“反应b”)。 ②对于反应II，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．是催化剂，能降低反应的焓变 B．当与浓度相等时，反应达到平衡 C．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率减小 D．其他条件不变，增大的浓度，平衡时不变 (3)在总压为的密闭容器中，充入一定量的和发生反应II，不同条件下达到平衡时，在时的转化率随变化的曲线，以及在时的转化率与的变化曲线如图所示。 ①表示的转化率随变化的曲线为___________曲线(填“I”或“II”)。 ②___________(填“>”或“<”)。 (4)已知时，的平衡常数。在此温度下，向一恒容密闭容器中加入足量的固体，再充入一定量气体(起始压强为)，达到平衡时总压强为。时，反应的平衡常数___________(用含e、b、c的式子表示，写出计算过程)。 / 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 $