2.3 化学反应的方向(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

第三节　化学反应的方向 ◆ 学习任务　化学反应的方向 【课前自主预习】 1.自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下,不借助外部力量就能自发进行的过程 在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有　　　　　,即过程的某个方向在一定条件下自发进行,而该过程逆方向在该条件下肯定　　　　　　　　  2.反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH　 0的反应。 (2)有些ΔH　　0的反应也能自发进行。  (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否　　　进行。  3.熵 (1)概念:描述体系　　　　　　的一个物理量,符号为　　　,单位是J·mol-1·K-1。  (2)特点:体系混乱程度越大,体系的熵值就　　　　。  (3)影响因素 ①同一物质:S(高温)>S(低温),S(g)  S(l)　　　S(s)。  ②不同物质:相同条件下不同物质具有不同的熵值,相对分子质量相同或相近的分子,分子结构越复杂,熵值越大。 ③S(混合物)　　　S(纯净物)。  4.反应的熵变及比较 5.反应熵变与反应方向 (1)二者关系 (2)结论:不能仅用反应　　　来判断反应能否自发进行。  [问题思考] 对于化学反应A+BC: (1)若该反应在室温下不能自发进行,在高温下能自发进行,则该反应过程ΔH、ΔS的符号是怎样的? (2)若A、B、C都是气体,而且该反应在任何温度下都不能自发进行,那么该反应是放热反应还是吸热反应? 【核心知识讲解】 1.化学反应进行方向的判据 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应的焓变和熵变来综合判断,判据为ΔG=ΔH-TΔS。 2.一般规律 (1)ΔH<0,ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行。 (2)ΔH>0,ΔS<0的反应在任何温度下都不能自发进行。 (3)ΔH和ΔS的作用相反,且相差不大时,温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0,ΔS<0时,低温下反应能自发进行;当ΔH>0,ΔS>0时,高温下反应能自发进行。 【知识迁移应用】 例1 [2025·山东济南一中高二期中] 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol-1、ΔS=-145 J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是 (　) A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温条件 C.该反应常温下能自发进行,高温只是加快反应的速率 D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 例2 [2026·湖北十堰八校高二月考] 对于化学反应能否自发,下列有关说法正确的是 (　) A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0 B.反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备,该反应ΔH>0、ΔS<0 C.反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应 D.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0,ΔS>0 [归纳总结] 复合判据的应用 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)是一个熵减过程 (　) (2)-10 ℃的水结成冰,可用熵变的判据来解释该变化过程的自发性 (　) (3)吸热且熵增加的反应,温度越低反应越可能自发进行 (　) (4)由焓变和熵变组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程 (　) (5)一个反应的ΔH-TΔS=0,则该反应处于平衡状态 (　) 2.[2026·湖南师大附中高二月考] 下列说法正确的是 (　) A.一定温度下,反应MgCl2(aq)Mg(s)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS<0 B.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的 C.凡是熵增的反应都是自发的,凡是熵减的反应都是非自发的 D.对于ΔH<0、ΔS>0的反应,其在任何温度下都能自发进行 3.[2025·广东台山一中高二期中] 研究化学反应进行的方向对反应设计等具有重要意义,下列说法正确的是 (　) A.熵增的放热反应一定是自发反应 B.知道了某过程有自发性之后,则可确定该过程是否一定会发生 C.非自发反应就是不可能发生的反应,自发反应就是能较快进行的反应 D.已知:C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH>0,则该反应在任何条件都可以自发进行 4.[2025·合肥八中高二期末] 已知体系自由能变化ΔG=ΔH-TΔS。①②两个反应的ΔG与T的关系如图所示,下列说法不正确的是 (　) 已知:ΔH和ΔS随温度变化很小。 A.反应①的ΔS>0 B.反应②在600 ℃时能自发进行 C.在一定温度范围内,反应①②均能自发进行 D.反应②的ΔH>0 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节　化学反应的方向 【新课探究】 学习任务 课前自主预习 1.方向性　不能自发进行 2.(1)<　(2)>　(3)自发 3.(1)混乱程度　S　(2)越大 (3)①>　>　③> 4.反应产物的总熵　反应物的总熵 5.(1)增加　减小　(2)熵变 [问题思考] (1)提示:ΔH>0、ΔS>0的反应在高温时能自发进行,低温时不能自发进行。 (2)提示:若A、B、C都是气体,该反应是熵减的反应,而且该反应任何温度都不能自发进行,那么该反应是吸热反应。 知识迁移应用 例1　B　[解析] 该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A正确;常温下,ΔH-TΔS=-113 kJ·mol-1-298 K×(-145 J·mol-1·K-1)×10-3 kJ·J-1<0 ,故该反应常温下可自发进行,B错误;该反应常温下可自发进行,高温只是加快反应的速率,C正确;CO和NO均会与血红蛋白结合而使人中毒,D正确。 例2　A　[解析] ΔH-TΔS<0,反应自发进行,据此分析解答。反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的气体分子数减少,ΔS<0,一定温度下能自发,说明ΔH必须小于0,才能让ΔH-TΔS<0,A正确;反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的气体分子数增加,ΔS>0,B错误;铁氧化为Fe2O3是放热反应,C错误;合成氨反应的气体分子数减少,ΔS<0,D错误。 【课堂评价】 1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ [解析] (1)CaCO3分解反应是一个气体物质的量增多的反应,故为熵增过程。 (2)-10 ℃的水结成冰是一个熵减过程,该过程能自发进行,应用焓变的判据解释,即ΔH<0是该过程自发进行的主要原因。 (3)当ΔH>0、ΔS>0时,温度越高越可能使ΔH-TΔS<0,即温度越高越有利于反应自发进行。 2.D　[解析] 氯化镁分解生成镁和氯气,该反应需要吸收能量(通电提供能量),则ΔH>0,只有生成物中有气体,则反应过程中混乱度增大,ΔS>0,A错误。对于放热反应,若ΔS<0,在高温下不能自发进行;对于吸热反应,若ΔS>0,在高温下能自发进行,B错误。对于熵增的反应,若ΔH>0,在低温下不能自发进行;对于熵减的反应,若ΔH<0,在低温下能自发进行,C错误。若ΔH<0、ΔS>0,该反应的ΔH-TΔS<0,所以在任何温度下都能自发进行,D正确。 3.A　[解析] 熵增加且放热的反应,ΔH-TΔS<0,反应一定能自发进行,A正确;某过程有自发性是在一定条件下,如低温自发、高温自发,知道了某过程有自发性之后,不能确定该过程是否一定会发生,反应的发生还与外界条件有关,B错误;非自发反应在一定条件下也能实现,电解就是非自发的氧化还原反应,反应自发性与反应速率无关,自发反应的反应速率不一定快,如钢铁生锈等,C错误;C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH>0,该反应正向气体体积增大,则ΔS>0,所以该反应在高温条件才可以自发进行,D错误。 4.D　[解析] ΔG=ΔH-TΔS,随温度升高,反应①的ΔG减小,反应②的ΔG增大,则反应①的ΔS>0,反应②的ΔS<0,A正确;ΔG=ΔH-TΔS<0,反应能自发进行,反应②在600 ℃时ΔG<0,能自发进行,B正确;由图可知,在一定温度范围内,反应①②的ΔG均存在小于0的情况,故均能自发进行,C正确;由A分析可知反应②的ΔS<0, 由图可知,反应②在低温时能自发进行,则该反应ΔH<0,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $