2.3 化学反应的方向（晨读·晚练）-2026-2027学年高二化学知识通关晨读·晚练·周末破（人教版选择性必修1）

2.3  化学反应的方向

 

一、概念卡

自发过程：在一定条件下，不需要借助外力就能自动进行的过程。自发过程具有方向性，一旦条件确定，过程只能沿确定方向进行，不会自动逆向进行。

自发反应：在给定条件下，不需要外界帮助就能自动进行的化学反应。注意“不需要外界帮助”不等于“不需要任何条件”：很多自发反应仍需点燃、加热或催化剂来引发，只是引发之后不再需要外界持续做功。

熵：描述体系混乱度（无序程度）的物理量，符号 S，单位 J/(mol·K)。体系越混乱，熵值越大。

熵变：反应前后熵的变化，符号 ΔS，ΔS＝生成物的熵总和－反应物的熵总和。ΔS＞0 表示熵增，ΔS＜0 表示熵减。

混乱度：体系微观粒子排列的无序程度。气体分子运动自由、排列最无序，熵最大；固体粒子只能在固定位置振动，熵最小。

复合判据：把焓变与熵变合并起来判断反应方向的判据，用吉布斯自由能变 ΔG 表示，ΔG＝ΔH－TΔS，其中 T 为热力学温度，单位 K。

常见自发过程：水由高处流向低处；热量由高温物体传向低温物体；气体由高压区向低压区扩散；墨水在清水中扩散；冰在室温下融化；铁在潮湿空气中生锈；蔗糖溶于水。

二、焓判据：体系能量降低的方向

焓判据的内容：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系能量降低。对化学反应而言，放热反应（ΔH＜0）使体系能量降低，因而具有自发进行的倾向。

常见的放热自发反应：

①燃烧反应：　ΔH＝-393.5 kJ/mol；

②酸碱中和：　ΔH＝-57.3 kJ/mol；

③活泼金属与酸：；

④多数化合反应：　ΔH＝-571.6 kJ/mol。

常见的吸热却能自发进行的反应或过程：

①，常温下自发，ΔH＞0；

②高温，高温下自发，ΔH＝+178.2 kJ/mol；

③冰在室温下融化成水，吸热，自发；

④溶于水，吸热，自发。

核心结论：放热有利于反应自发，但焓判据不全面。吸热反应也可能自发，说明还有另一种因素在推动反应。

三、熵判据：体系混乱度增大的方向

熵判据的内容：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即 ΔS＞0 有利于反应自发进行。

熵值大小的一般规律：同一物质，S(g)＞S(l)＞S(s)；同类物质，分子越大、结构越复杂，熵值越大；温度升高，体系熵值增大；压强增大，气体熵值减小。

表1　熵变符号的快速判断

情况	ΔS 符号	典型实例
气体分子数增加	＞0	；
气体分子数减少	＜0	；
固体变为液体或气体	＞0	冰融化；干冰升华；碘升华
气体变为液体或固体	＜0	水结冰；液化；水蒸气凝华
固体溶解于水	一般＞0	NaCl 溶于水；NaOH 溶于水；溶于水
溶液中生成沉淀	一般＜0	；

产生气体的反应

＞0

与的反应；碳酸盐与酸的反应

 

熵判据的局限：有些熵减过程也能自发。例如 -10 ℃ 的液态水结冰，ΔS＜0，但结冰在 -10 ℃ 下是自发的；常温下与合成氨，ΔS＜0，但该反应在常温下热力学上仍可自发。可见单靠熵判据也不能全面判断方向。

核心结论：熵增有利于反应自发，但熵判据同样不全面。必须把焓变与熵变结合起来。

四、复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS

图1　ΔG＝ΔH－TΔS 的四种情形

在等温、等压且不做非体积功的条件下，化学反应的方向由吉布斯自由能变 ΔG 决定：

ΔG＝ΔH－TΔS；ΔG＜0 反应自发；ΔG＝0 体系处于平衡状态；ΔG＞0 反应非自发。

式中 ΔH 的单位用 kJ/mol，ΔS 的单位用 J/(mol·K)，代入计算时必须先统一单位，通常把 ΔS 换算成 kJ/(mol·K)，即除以 1000。

温度对方向的影响集中体现在 TΔS 项上。ΔH 与 ΔS 随温度变化很小，中学阶段可近似用 298 K 时的数据代替其他温度下的数据。

表2　ΔG 判据的四种温度类型

类型	ΔH	ΔS	自发性与温度
Ⅰ	＜0	＞0	任意温度下 ΔG＜0，反应均自发进行
Ⅱ	＞0	＜0	任意温度下 ΔG＞0，反应均非自发；其逆反应自发