高一化学上册暑假提升讲义第06讲 化学反应的方向（解析版）

第06讲化学反应的方向模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理模块三重点难点必掌握模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1．知道化学反应是有方向的；知道熵、熵变的概念和判断。2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关；能结合具体事例说明反应自发进行的方向。水总是自发地从高处流向低处液溴挥发铁生锈铁置换出铜以上这些变化，均不需外界条件可自发进行。一、自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下，不用借助外力，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方向性，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不能自发进行举例高山流水，自由落体，冰雪融化钢铁生锈应用（1）可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。（2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O21．不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。2．不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。3．反应能否自发进行与反应速率无关。以下反应均可自发进行，这是为什么？H2(g)＋F2(g)2HF(g)ΔH＝－546.6kJ·mol－12K(s)＋2H2O(l)2KOH(aq)＋H2(g)ΔH＝－393.62kJ·mol－14Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH＝－1648.4kJ·mol－1。放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。那么，对于吸热反应能否自发进行？以下两反应，也能自发进行：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋109.8kJ·mol－1NaHCO3(s)＋HCl(aq)NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋31.4kJ·mol－1。二、焓变与反应的方向1．多数放热反应可以自发进行。2．有些吸热反应也可以自发进行。部分反应不具有自发性，如2CO(g)2C(s)＋O2(g)、H2(g)＋MgO(s)Mg(s)＋H2O(l)等，CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)在常温下不能发生，但在高温下可自发进行。故只用焓判据判断反应是否自发不全面。为什么有些吸热过程也能自发进行？气体扩散水中滴加红墨水硫酸铜溶于水火柴盒里火柴散落以上过程，以自发进行，都是从混乱度小(有序)向混乱度大(无序)的方向进行。对于反应如2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)、NaHCO3(s)＋HCl(aq)NaCl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，也是伴随着体系混乱度的增大。这个混乱度科学家命名为“熵”。三、熵变与反应的方向1．熵、熵变的概念熵定义度量体系混乱程度的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小)符号S熵变定义物质发生变化时，体系的熵的变化符号ΔS意义混乱度增加的过程或反应为熵增，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行2．熵值大小①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。3．熵判据体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向——许多熵增的反应是自发的，如2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑、CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑等。有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)CaCO3(s)＋H2O(l)、NH3(g)＋HCl(g)NH4Cl(s)。故只用熵判据判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。四．自由能与化学反应的方向1．自由能变化符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。2．自由能变化与焓变、熵变的关系ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与温度有关。3．反应方向与自由能的关系ΔHΔSΔH－TΔS反应情况＜0＞0永远是负值在任何温度下过程均自发进行＞0＜0永远是正值在任何温度下过程均非自发进行＞0＞0低温为正低温时非自发高温为负高温时自发＜0＜0低温为负低温时自发高温为正高温时非自发1．焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，反应具有自发进行的倾向。2．熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。3．复合判据（1）判据（2）温度对反应方向的影响考点一：自发过程与自发反应1．（23-24高二上·甘肃武威·期中）化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是A．墨汁加到清水中使整杯水变黑B．水在0℃以下结为冰C．石灰石转化为生石灰D．铁器在潮湿的空气中生锈【答案】C【解析】A．墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物理变化，A不符合题意；B．水的凝固点为0℃，水在常温下是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理变化，B不符合题意；C．石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，该变化过程不是自发进行的，C符合题意；D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，发生了吸氧腐蚀，是自发进行的变化，D不符合题意。故选C。2．（23-24高二上·全国·期中）下列反应属于非自发反应的是A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵【答案】C【解析】A．钠与水在常温下能够发生反应，A错误；B．虽然需要点燃或加热，但反应一旦发生，就能自发地进行下去，B错误；C．水分解变成氢气和氧气需要持续不断的通电，所以水分解变成氢气和氧气是非自发的反应，C正确；D．氨气与氯化氢相遇变成氯化铵，在常温条件下能够发生，D错误；故选C。3．（22-23高二下·上海嘉定·期中）下列过程属非自发的是A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．加热铁棒一端，热量传向另一端【答案】B【解析】A．水由高处向低处流势能减小，自发进行，A不符合题意；B．水结成冰这个变化，虽然是放热的，但是同时也是熵减的，因此必须在某一温度（0°C）以下才能自发进行，室温下不能自发进行，B符合题意；C．气体从高密度处向低密度处扩散是自发过程，C不符合题意；D．加热铁棒一端，热量传向另一端是自发过程，D不符合题意；故选B。4．（22-23高二上·河南·期中）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．双氧水在催化作用下分解 D．常温下，冰融化为水【答案】B【解析】A．煅烧石灰水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；B．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；C．双氧水在催化作用下自发分解，C不符合题意；D．常温下，冰融化为水为自发过程，D不符合题意；故选B。5．（23-24高二上·四川成都·阶段练习）以下过程在常温下都可以自发进行，可利用焓判据来解释的是A．2N2O5(g)=4N2O4(g)+O2(g)

ΔH=+56.7kJ·mol-1B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1C．硝酸铵自发地溶于水D．湿衣服经过晾晒变干【答案】B【解析】A．反应的△H＞0，△S＞0，反应在常温下能自发进行，则只能用熵判据分析，故A错误；B．反应是放热反应，且熵值减小，反应在常温下可以自发进行，则焓变影响为主，即可用焓判据分析解释，故B正确；C．硝酸铵的溶解过程是熵增过程，并且吸热，不能用焓判据分析解释，故C错误；D．水由液态变为气态，是熵增的过程，过程吸热，不能用焓判据解释，故D错误；故选：B。考点二：化学反应进行方向的判据6．（23-24高二下·安徽·阶段练习）冰天雪地也是金山银山。习近平总书记高度重视冰雪事业发展，多次作出重要论述和重大部署。下列有关说法错误的是A．

，B．冰雪资源中只含有水分子，没有其他物质C．冰雪资源可以与其他资源融合，用于开发新能源D．合理利用冰雪资源有利于可持续发展【答案】B【解析】A．该过程是放热过程，，且为混乱度减小过程，，A正确；B．冰雪资源中除了含有水分子外，还含有空气中的灰尘颗粒、二氧化碳等，B错误；C．冰雪资源可以与其他资源融合，用于开发新能源，C正确；D．合理利用冰雪资源有利于可持续发展，D正确；故选B。7．（23-24高二下·广东深圳·阶段练习）下列诗句描述的场景，属于的化学变化的是A．滴水成冰三九天，寒流袭卷盖方圆 B．天街小雨润如酥，草色遥看近却无C．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 D．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲【答案】C【解析】A．滴水成冰三九天，寒流袭卷盖方圆，是物理变化，故A错误；B．天街小雨润如酥，草色遥看近却无，没有新物质生成，不涉及化学变化，故B错误；C．蜡炬成灰过程中有新物质二氧化碳等生成，属于化学变化，，故C正确；D．.烈火焚烧过程中有新物质生成，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，属于化学变化，，故D错误；故答案为C。8．（23-24高二下·江苏徐州·阶段练习）已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是A．2O3(g)=3O2(g)H<0B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)H>0C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H<0D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H>0【答案】B【解析】A．该反应的H<0，根据方程式可知S>0，则根据G=H-T•S可知，任何温度下都能满足H-T•S<0，反应可自发进行，A不符合题意；B．该反应的H>0，根据方程式可知S<0，任何温度下都满足G=H-T•S>0，反应不能自发进行，B符合题意；C．该反应的H<0，根据方程式可知S<0，则在较低温度下，可满足H-T•S<0，反应可自发进行，C不符合题意；D．该反应的H>0，根据方程式可知S>0，所以在较高温度下，可满足H-T•S<0，反应可自发进行，D不符合题意；故选B。9．（23-24高二下·青海西宁·开学考试）下列有关化学反应方向的描述中正确的是A．任何能使焓减小的过程都能自发进行B．自发反应一定是熵增加，非自发反应一定是熵不变或减少C．ΔH<0，ΔS>0，在通常状况下均可自发进行D．ΔH>0，ΔS>0，较低温度有利于反应自发进行【答案】C【解析】A．任何能使焓减小的过程不一定能自发进行，若是在高温下的熵减反应，不能自发进行，故A错误；B．化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H－T•△S＜0时，反应能自发进行，故B错误；C．当△H＜0，△S＞0时，△G=△H－T•△S＜0，一定能自发进行，故C正确；D．△H＞0，△S＞0，取决于反应的温度，较高温度有利于反应自发进行，故D错误；故选C。10．（23-24高二上·广西桂林·期中）下列对熵的理解错误的是A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C．从焓判据来看，△H<0有利于反应的自发进行D．25℃、1.01×105Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)是熵减反应【答案】D【解析】A．熵是指体系的混乱度，同物质气体熵大于液体大于固体，故A正确；B．熵是指体系的混乱度，熵越大越混乱，体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大，故B正确；C．若△H<0，表示反应放热，有利于自发进行，故C正确；D．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)反应是气体体积增大的反应，也是熵增大的反应，故D错误；故选D。1．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）下列不属于自发过程的是ABCD水从高处往低处流冰在常温下融化石墨转化为金刚石铁在潮湿空气中生锈【答案】C【解析】A．水由高处向低处流的过程是自发进行的过程，A错误；B．冰融化的过程为熵增的吸热过程，常温条件下ΔH-TΔS小于0，能自发进行，B错误；C．石墨转化为金刚石的反应为熵减的吸热反应，反应的ΔH-TΔS大于0，不能自发进行，C正确；D．铁在潮湿空气中生锈的反应是自发进行的氧化还原反应，D错误；故选C。2．（23-24高二上·北京密云·阶段练习）下列说法正确的是A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．反应能自发进行，则该反应的D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的【答案】C【解析】A．焓变和熵变共同决定反应是否自发，故不一定放热反应都是自发的，也不一定吸热反应都是非自发的，A错误；B．焓变和熵变共同决定反应是否自发，所以自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵也不一定减小，B错误；C．该反应能自发进行，则△G=△H-T△S＜0，该反应为熵减反应：△S＜0，要使该反应△G=△H-T△S＜0，△H＜0，C正确；D．常温下，反应为熵增反应，而该反应不能自发进行，则反应为吸热反应，焓变大于0，D错误；故选C。3．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）升华的过程中，其焓变和熵变正确的是A．， B．，C．， D．，【答案】D【分析】碘单质升华过程中吸热，气体分子数增多，结合吸放热与ΔH的关系、气体体积的变化与熵变的关系分析解答。【解析】碘单质升华过程中，物质由固态变为气态，体系的混乱度增大，属于熵增的过程，ΔS＞0；物质由固态变为气态，为吸热过程，ΔH＞0，故D正确；故答案选D。4．（23-24高二上·四川广安·阶段练习）下列过程属于熵减的是A．-10℃的液态水自动结冰成为固态 B．常温下，H2O2分解成H2O和O2C．NaCl晶体溶于水 D．一盒粉笔无序散落一地【答案】A【分析】熵减的过程为无序变有序的过程。【解析】A．水结冰的过程为无序变有序的过程，故A符合题意；B．H2O2分解成H2O和O2，气体的物质的量变大，无序程度变大，故B不符合题意；C．NaCl晶体溶于水，无序程度变大，故C不符合题意；D．一盒粉笔无序散落一地，无序程度变大，故D不符合题意；故选A。5．（23-24高二上·河南许昌·期末）下列说法中，正确的是A．自发进行的反应一定不是吸热反应B．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程C．化学反应热只是由反应过程中化学键的断裂和生成来决定的D．孤立体系中进行的化学反应，反应混合物温度一定会发生明显变化【答案】B【解析】A．反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，吸热反应也可能自发进行，故A错误；B．冰在室温下自动熔化成水的过程混乱程度增加，ΔS＞0，是熵增过程，故B正确；C．化学反应热主要由反应过程中化学键的断裂和生成来决定的，也与反应物、生成物的状态有关，故C错误；D．有些化学反应的热效应不是非常显著，故孤立体系中进行的化学反应，反应混合物温度不一定会发生明显变化，故D错误；答案选B。6．（23-24高二上·陕西汉中·期中）下列说法不正确的是A．ΔH＜0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH=＋185.57kJ/mol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．自发反应也可能需要加热才能进行【答案】C【解析】A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应，则ΔG=ΔH－TΔS＜0，因此在任何温度下都能自发进行，故A正确；B．气体的混乱度大于固体的混乱度，NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH=＋185.57kJ·mol-1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，故B正确；C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，常用ΔG=ΔH－TΔS来判断，故C错误；D．需要加热或点燃才能进行的反应不一定是非自发反应，自发反应也可能需要加热才能进行，故D正确；综上所述，答案为C。7．（23-24高二上·山西吕梁·期中）下列词语描述中，属于△H<0、△S>0的化学变化的是A．春风化雨 B．滴水成冰 C．蜡炬成灰 D．聚沙成塔【答案】C【解析】A．春风化雨不包含化学变化，故A不选；B．滴水成冰不包含化学变化，故B不选；C．蜡炬成灰是放热反应，△H<0；烃燃烧变为CO2和水，△S>0，故C选；D．聚沙成塔不包含化学变化，故D不选；答案选C。8．（23-24高二下·四川绵阳·开学考试）下列反应中，的是A．B．高温下能自发进行的反应：C．D．任何温度下均能自发进行的反应：【答案】B【分析】ΔH＞0为吸热反应，ΔS＞0为熵增，反应后气体体积数增加则熵增；∆G=ΔH-TΔS，当∆G<0时，可自发进行。【解析】A．HCl(g)+NH3(g)＝NH4Cl(s)为熵减，与题意不符，A错误；B．高温下能自发进行的反应：2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)，为吸热反应，熵增，符合题意，B正确；C．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)为熵减，与题意不符，C错误；D．任何温度下均能自发进行的反应：COCl2(g)＝CO(g)+Cl2(g)，ΔH<0，与题意不符，D错误；答案为B。9．（23-24高二上·浙江杭州·阶段练习）研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是A．<0、>0的反应在温度低时不能自发进行B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应方向C．冰在室温下自动熔化成水是一个熵增的过程D．一定温度下，反应MgCl2（1）Mg（1）+Cl2(g)的<0、>0【答案】C【解析】A．<0、>0的反应在任意温度下都能自发进行，故A错误；B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，不能改变产生尾气的反应方向，故B错误；C．相同物质的量的同种物质熵值：液体＞固体，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，故C正确；D．一定温度下，反应MgCl2（1）Mg（1）+Cl2(g)的气体体积增大，反应条件是电解，Mg在氯气中燃烧为放热反应，则该反应ΔH＞0、ΔS＞0，故D错误。答案选C。10．（23-24高二上·上海·期末）一定条件下，反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.76kJ/mol能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是A．是熵减少的反应B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应C．反应在任何温度下都能自发进行D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快【答案】B【解析】A．反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g)是气体分子数增多，混乱度增大，是熵增反应，故A错误；B．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0，反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应，故B正确；C．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S<0，该反应△H>0，△S>0，在低温下不能自发进行，故C错误；D．反应自发进行与反应速率没有必然联系，反应速率与催化剂、浓度、温度等因素有关，故D错误；故选：B。11．（23-24高二上·贵州·期末）判断化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是A．或的反应一定能自发进行B．反应能否自发进行与温度有关C．在不同状态时的熵值：D．反应的【答案】B【解析】A．且的反应一定小于0，一定能自发进行，小于0或大于0的反应不一定能自发进行，A项错误；B．反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

ΔH>0，气体分子数增加，△S＞0，当△H-T△S＜0时反应自发进行，该反应能否自发进行与温度有关，B正确；C．同一物质在固态时的熵值小于在气态时的熵值，C项错误；D．反应的气体分子数减少，该反应的，D项错误；故答案为：B。12．（23-24高二上·甘肃白银·期末）已知某反应，在其他条件不变的情况下，改变某一条件后的化学平衡图像如图(T表示温度，p表示压强且，表示转化率)。下列说法正确的是A．， B．，C．， D．，【答案】A【解析】先定压强，压强一定，温度升高，A的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应就是吸热反应，正反应就是放热反应，△H<0；再定温度，温度一定，压强越大，A的转化率越大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则a＋b>c，△S<0综上所述，A正确；故选A。13．（23-2