高中化学关于化学反应进行的方向详解

蓑中化学关于化学反应进行的方向详解

导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高中化学关于化学反应进行的

方向详解》的内容，具体内容：在化学的学习中，学生会学习到很多的化

学反应方程式，下面的我将为大家带来高中化学的关于化学反应进行的方

向介绍，希望能够帮助到大家。高中化学关于化学反应进行的方向的介绍

（一…

在化学的学习中，学生会学习到很多的化学反应方程式，下面的我将为

大家带来高中化学的关于化学反应进行的方向介绍，希望能够帮助到大

家。

高中化学关于化学反应进行的方向的介绍

（一）自发过程与非自发过程：

不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程，而必须在外力的作用下

才能进行的过程为非自发过程。

说明：

1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程，此时体系

对外界做功或放出能量?D?D这一经验规律就是能量判据。能量判据又称烙

判据，即△*（）的反应有自发进行的倾向，焙判据是判断化学反应进行方

向的判据之一。

2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。即反应物的总能量大于生

成物的总能量。但并不是放热反应都能自发进行，也不是讲吸热反应就不

能自发进行。某些吸热反应也能自发进行，如氯化镂与氢氧化钢晶体的反

应，还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。

3、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。？D?D混乱度的增加意味着

体系变得更加无序。燧是热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S,

单位为：J?molT?KT。？D?D体系的无序性越高，即混乱度越高，端值就

越大。

4、在相同条件下，不同物质的改商值不同，同一物质在不同状态时的次商

值大小也不一样，一般而言：固态时及商值最小，气态时及商值最大。

5、婚变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在

混乱度的变化，叫做熠变，符号：Z\S=S产物-S反应物。在密闭条件

下，体系由有序自发地转变为无序的倾向?D?D爆增

6、自发过程的端判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系

的埔增大，这一经验规律叫做爆增原理，是判断化学反应方向的另一判

据?D?D熠判据。

7、判断某一反应能否自发进行，要研究分析：焙判据和爆判据对反应

方向的共同影响。

（二）化学反应进行的方向：

在一定的条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的烙变有

关，又可能与反应的婚变有关。在温度、压力一定的条件下，化学反应的

方向是婚变和焙变共同影响的结果，反应的判据是：DHTDS（T为热力学温

度，均为正值）。

DH-TDS<0,反应能自发进行；

DH-TDS=O,反应达到平衡状态;

DH-TDS>0,反应不能自发进行。

即：在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向DHTDS〈。的方向进

行，直至达到平衡状态。

说明：

1、在判断反应的方向时，应同时考虑烙变和改商变这两个因素。

2、在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行的方向的判据是：

△G=AH-TAS

其中：G叫作吉布斯自由能。贝U：

△G=AH-TAS<0反应能自发进行

△G=AH-TAS=0反应达到平衡状态

AG=AH-TAS>0反应不能自发进行

3、在温度、压强一定的条件下，焰因素和端因素共同决定一个化学反

应的方向。放热反应的焙变小于零，端增加反应的婚变大于零，都对

DHTDSV0作出贡献，因此，放热和燧增加有利于反应自发进行。即放热的

端增加反应一定能自发进行，而吸热的燧减小反应一定不能自发进行。

4、当焙变和婚变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因

素占主导地位。焙变对反应的方向起决定性作用，DH-TDSV0,常温、常压

下放热反应能自发进行;婚变对反应的方向起决定性作用，则爆增较大的

反应在常温常压下能自发进行。

5、当焙变和婚变的作用相反，且相差不大时，温度有可能对反应进行

的方向起决定性作用，使TDS的值大于DH值，反应能够自发进行。

6、在恒温、恒压下，用DG判断化学反应在该状况时自发进行的方向可

列表表示：

焙变DH

及商变DS

△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

低温不自发,高温自发

<0

<0

低温时V0,高温时〉0

低温自发,高温不自发

7、△H-T4S只能用于说明该反应在理论上能否在此条件下发生，是一

个化学反应发生的必要条件，只是反应的可行性问题。过程的自发性只用

于判断过程的方向，并不能确定该反应在此条件下是否一定会发生以及过

程发生的速率。

8、△HTZkS只用于一定温度和压强下的化学反应方向的判断，不能说

明在其他条件下该反应的方向问题。

【典型例题】

例1.下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是0

A、DH>0,DSO

C、DH>0,DS>0D、DH<0,DS<0

解析：物质的状态的变化过程中，液化和固化是放热过程，熔化和汽化

是吸热过程，故DH>0;冰融化为水，分子活动能力增强，混乱度增加，故

DS>Oo

答案：C

例2.已知氧化性：C12>Br2>Fe3+>I2;还原性：I->Fe2+>Br->Cl-o下列

反应能正向自发进行的是：（）

A、Br2+2Fe2+=2Fe3++2BLB、2Fe3++2I-=2Fe2++I2

C、12+2Fe2+=2Fe3++2rD、2Fe3++2Cl-=2Fe2++C12

解析：氧化还原反应的方向是：强氧化剂与强还原剂反应生成弱氧化剂

和弱还原剂。即氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性

大于还原产物的还原性。则A、B符合题意。C中，氧化性I2>Fe3+,D中

氧化性：Fe3+〉C12,均不符合题意。均不符合氧化还原反应进行的方向原

则。

答案：AB

例3.已知：CuS04溶液分别与Na2C03溶液、Na2s溶液的反应情况如下：

(1)：CuS04+Na2C03

Cu2++C032-+H20=Cu(OH)2+C02(主要)

Cu2++CO32-=CuCO3(次要)

(2)CuS04+Na2S

Cu2++S2-=CuS(主要)

Cu2++S2-+2H20=Cu(OH)2+H2S(次要)

则下列物质的溶解度的比较正确的是：()

A、Cu(OH)2>CuCO3>CuSB、Cu(OH)2

C、CuS>Cu(0H)2>CuC03D>CuS

解析：本题是有关物质的溶解度的大小的问题。主要进行的方向是物质

的溶解度越小的方向。即：由⑴可知：Cu(0H)2的溶解度小于CuCO3的溶

解度，由⑵可知：Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。故本题为：D

答案：D

例4.已知反应2N0(g)+2C0(g)=N2(g)+2C02(g)在298K、lOOkPa的条件

下，其DH=T13.OkJ/mol,DS=-145.3J/molKo

=1\*GB2(1)请讨论该反应是否能用于消除汽车尾气中的NO?请说明

理由。

=2\*GB2(2)已知汽车发动机内的温度高于2000K。能否设计一个装

置使该反应在发动机中进行?请分析说明。若假定该反应的DH随温度的变

化忽略不计，请计算使该反应能够自发进行的最高温度。

解析：

=1\*GB2(1)能。因为该反应的

DH-TDS=-113.0-298X(-145.3)X10-3=-69.68kJ/mol<0,说明该反应在理

论上是可行的，故有可能用于消除汽车尾气中的N0。

=2\*GB2(2)不能。因为从DH-TDS这个关系式以及DH=-113.OkJ/moL

DS=-145.3J/molK来看,随着T(温度)的升高,会使DH-TDS〉O,即反应在

较高的温度下不能自发进行。说明在汽车的发动机中不可能进行该反应。

根据

即该反应能够自发进行的最高温度为777.7KO

答案：=1\*GB2(1)能。因为该反应的DH-TDS〈O

=2\*GB2(2)不能。因为随着T(温度)的升高，会使DHTDS>0。该反

应能够自发进行的最高温度为777.7K

【模拟试题】

1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：

①C(金刚石、s)+02(g)=C02(g)AHl=-395.41kJ/mol

②C(石墨、s)+02(g)=C02(g)AH2=-393.51kJ/mol

关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是

A、金刚石转化成石墨是自发进行的过程B、石墨转化成金刚石是自发

进行的过程

C、石墨比金刚石能量低D、金刚石比石墨能量低

2、知道了某过程有自发性之后，则

A、可判断出过程的方向B、可确定过程是否一定会发生

C、可预测过程发生完成的快慢D、可判断过程的热效应

3、碳镂［(NH4)2C03］在室温下就能自发地分解产生氨气，对其下列说法

中正确的是

A、碳镂分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熠增大

B、碳镂分解是因为外界给予了能量

C、碳镂分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解

D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解

4、下列反应中，在高温下不能自发进行的是

A、(NH4)2C03(s)=NH4HC03(s)NH3(g)

B、2N205(g)=4N02(g)+02(g)

C、MgC03(s)=Mg0(s)+C02(s)

D、CO(g)=C(s)+1/202(g)

5、可用于判断化学反应的自发与否的是()

A、仅用焙变B、仅用熠变

C、仅用焙变和婚变的和D、用DHTDS

6、在298K时，氯化钠在水中的溶解度为26g。如将Imol氯化钠溶解在

1L水中，此溶解过程中体系的DH-TDS和端的变化情况是：()

A、DH-TDS>0,DSO

C、DH-TDS>0,DS>OD>DH-TDS<0,DS<0

7、已知反应2co(g)=2C(s)+02(g)的DH为正值，DS为负值。设DH和DS

不随温度而变，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、低温下不能自发进行，高温下能自发进行

D、任何温度下都不能自发进行

8、考察下述自然界的一些自然变化，可发现它们有一些共同的特点。

下列说法不正确的是：

A、都有一定的方向性，按某一物理量标度由高到低自发进行

B、都可以用来做功，自发过程一旦发生后体系做功的本领就会降低

C、有一定的进行限度，自发过程总是单向地趋向于非平衡状态

D、用一定的数据差来判断自发变化能否发生

9、下列说法错误的是()

A、NH4N03溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程

B、同一种物质气态时燧值最大，液态时次之，而固态时端值最小

C、借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转

变为低能状态

D、由能量判据和赠判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程

10、已知2co(g)=2C(s)02(g)是吸热反应，也是熠减反应。有人曾

提出可通过热分解法消除C0对空气的污染，你认为这一建议可行吗？

11、对于反应C2H50H(g)=C2H4(g)+H20(g),DH=45.78kJ/moL

DS=126.19J/mol?Ko请通过计算判断在298.15K时，此反应能否进行？

12、高温时空气中的N2和02会反应生成N0而污染大气：

N2(g)+02(g)=2N0(g)o试通过计算说明在1200C的条件下，此反应能否正

向自发进行?估算自发进行的最低温度是多少？(已知：DH=180.50kJ/moL

DS=247.7J/mol?K)

【试题答案】

1、C2、A3、AC4、D5、D

6、B7、D8、C9、A

10、不行，因为在任何情况下DH-TDS都大于0。

11、DH-TDS=8156J/mol>0,所以298.15K时，乙醇不能自发脱水生成乙

烯

12、DH-TDS=-184.32kJ/mol<0,所以该反应在1200C的条件下能自发进

行。

根据自发进行的最低温度为：728.7K。

高中化学关于物质在水溶液中的行为的介绍

(一)水的电离

1.水的电离

大量实验证实了，水是能够电离的，其电离方程式为：

H20

HOH-

实验也同时表明：水很难电离，其平衡常数为：Kc=[H][OH-]/[H2O]

2.水的离子积常数

(1)定义：在水溶液中H和OH-浓度的乘积。

(2)表达式:KW=(H)[OH-)

(3)与电离平衡常数Kc的关系：

KW=Kc[H20]

因为在一定温度下Kc和［H20)都是不变的常数，故Kw也是只与温度

有关的常数。

(4)影响因素及影响效果：

温度：因为电离过程是吸热的，所以温度越高，Kw越大。

(5)特定温度下水的离子积常数

①25℃时，Kw=l,0X10-14mol2?L-2

②100℃时，Kw=5.5X10-13mol2?L-2

(二)溶液的酸碱度

1.溶液的酸碱性

(1)表示方法：H浓度、OH-浓度、pH.

(2)酸碱性强弱判断标准：〔H〕和〔OH7相对大小、pH值大小、指示

剂。

酸性溶液：［H)>(OH-)

碱性溶液：［H)<(OH-)

中性溶液：［H)=［OH-)

2.有关溶液pH值的求算

(1)单一溶液

①强酸：先求出溶液的H浓度，再通过pH=-lg(H〕求溶液的pH。

②强碱：先求出溶液的OH-浓度，再通过(H〕=Kw/(OH-)求出溶液

的H浓度，最后求得pH值。

(2)溶液的冲稀(强酸或强碱)

①一般冲稀Q中稀后pH6的酸或pH8的碱)：不要考虑水电离出的H(酸

溶液中)和OH-(碱溶液中)，而酸电离出的H或碱电离出的OH-的物质的量

是主体。

②无限冲稀(冲稀后pH>6的酸或pH〈8的碱)：需要考虑水电离出的H和

0H-

(3)溶液的混合(不考虑体积效应)

①强酸和强酸：[H)={[H]1?V1[H]2?V2}/(V1V2);

pH=-lg〔H)o

②强碱和强碱：[OH-)={[OH-]1?V1[0H-]2?V2}/(VlV2);

(H)=Kw/〔0H-);

pH=-lg(H)。

【规律总结】0.3规律：

pH值不同的两强酸溶液等体积混合，混合液的pH值比强的弱0.3;

pH值不同的两强碱溶液等体积混合，混合液的pH值比强的弱0.3;

③强酸和强碱：

酸过量：〔H〕={[H]酸?V酸-[0HT碱?V碱}/(V酸V碱)

碱过量：[OH-)={[0匕]碱?V碱-[H]酸?V酸}/(V碱V酸)

恰好中和：则溶液呈中性

(三)电解质在水溶液中的存在形态

1.电解质、非电解质的概念和本质区别

定义

种类

本质区别

相同点

电解质

在水溶液或熔化状态下能导电的化合物

酸、碱、盐、金属氧化物

两种状态下能否电离

均为化合物

非电解质

在水溶液或熔化状态下都不能导电的化合物

多数有机化合物、非金属氧化物

2.强电解质、弱电解质的概念和本质区别

定义

种类

本质区别

相同点

强电解质

在水溶液中能完全电离的电解质

强酸、强碱和绝大多数盐

在水溶液中能否完全电离

除水外，均为电解质中的酸、碱或盐

弱电解质

在水溶液中只有部分电离的电解质

弱酸、弱碱和水

强酸和弱酸、强碱和弱碱的界定：

①常见的强碱：第IA族.第HA族钙元素以下的氢氧化物

②常见弱碱：NH37H20

③常见强酸：HC1,HN03、H2s04、HBr、HI、HC104.HC③3等

④常见弱酸：除③以外的常见酸

3.电离方程式的书写

强电解质用〃=〃,弱电解质用〃

〃，多元弱酸要分步写。

Fe2(S04)3=2Fe33S042-;

NaHC03=NaHC03-

NH3?H20

NH40H-;H2C03

HC03-H,HC03-

C032-H

【典型例题】

例题L下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是()

A.因为水的离子积常数的表达式是KW=(H〕〔0H7,所以KW随溶液H

和0H-浓度的变化而变化

B.水的离子积常数KW与水的电离常数Kc是同一个物理量

C.水的离子积常数仅仅是温度的常数，随温度的变化而变化

D.水的离子积常数KW与水的电离常数Kc是两个没有任何关系的物理

量

解析：水的离子积常数的表达式是KW=Kc?[H20),一定温度下Kc和

(H20)都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的

表达式是KW=(H)(0H-),但是只要温度一定，Kw就是不变的常数，

溶液中H浓度变大，0H-的浓度就变小，反之亦然。

答案：C

点评：本题考查水的离子积常数的〃来龙去脉〃。

例题2.常温下，下列4种溶液：①pH=0的盐酸②0.lmol?L-l的

盐酸③0.01mol?L-l的NaOH溶液④pH=ll的NaOH溶液.它们由水电离生

成H的物质的量浓度之比为()

A.1：10：100：1000B.0：1：12：11

C.14：13：12：11D.14：13：2：1

解析：在盐酸中，由水电离产生的(H〕等于溶液中的[0H-]：

①[H)=(0H-)=1.0X10-14mol?L-l

②[H)=(0H-)=1.0X10-13mol?L-l

在NaOH溶液中，由水电离产生的[H]等于溶液中的(H〕

③[H)=1.0X10-12mol?L-l

④(H)=1.0X10-11mol?L-l

因此4种溶液中水电离出的H的浓度之比为：

10-14：10-13：10-12：10-11=1：10：100：1000

答案：A

点评：在酸溶液中，”由水电离生成H的浓度〃等于溶液中0H-的浓度；

而在碱溶液中，〃由水电离生成的H〃就是溶液中的Ho

例题3.等体积混合0.lmol?L-l的盐酸和0.06mol?L-l的Ba(OH)2溶

液，不考虑体积效应，即认为混合溶液的体积等于进行混合的两溶液体积

之和，溶液的pH值等于()

A.2.0B.12.3C.1.7D.12.0

解析：该题目是酸碱混合的计算。首先要判断哪种物质过量，盐酸溶液

的(H)=0.1

mol?L-l,Ba(0H)2溶液的〔OH-〕=0.06mol?L-lX2=0.12mol?L-l,

故碱过量。

又因为等体积混合，可求出溶液中[0H7的值为：

(0.12mol?L-l-0.lmol?L-l)/2=0.01mol?L-l

所以，pH=-lg〔H)=141g[OH-)=14IgO.01=14-2=12

答案：D

点评：酸碱混合求pH关键是判断反应中什么物质过量，然后确定计算

对象。

例题4.能证明某物质是弱电解质的是()

A.难溶于水

B.溶液中存在已电离的离子和未电离的分子

C.水溶液的导电性差

D.熔融状态时不导电

解析：在水中能部分电离成离子的电解质才可称为弱电解质，即电离过

程达到平衡状态时，溶液中存在已电离的离子和未电离的分子。

答案：B

点评：弱电解质是〃溶于水部分电离〃的物质，而非其他。

【模拟试题】

一.选择题

1.关于溶液酸碱性的说法中，正确的是（）

A.［H］很小的溶液一定呈碱性

B.pH=7的溶液一定呈中性

C.〔H〕=（0H-）的溶液一定呈中性

D.不能使酚醐溶液变红的溶液一定呈酸性

2.下列说法中，正确的是（）

A.向纯水中加入少量盐酸，Kw将增大

B.25℃时，水的离子积常数Kw=l.0X10-7moi2?L-2

C.100C时，纯水的［H）=10-7mol?L-1呈中性

D.100C时，pH=7的水溶液呈碱性

3.下列物质中，只能在溶于水的条件下电离的是（）

A.NH37H20B.H2S04C.CuOD.NaOH

4.下列说法中，正确的是（）

A.导电能力强的电解质溶液一定是强电解质溶液

B.强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强

C.强电解质的水溶液中不存在溶质分子

D.0.1mol?L-lNaOH溶液比0.01mol?L-lNa0H溶液导电性强，因此前者

是强电解质，后者是弱电解质。

5.pH值和体积都相等的醋酸和硫酸，分别跟足量的Na2c03溶液反应,

在相同条件下，放出C02气体的体积()

A.一样多B.醋酸比硫酸多C.硫酸比醋酸多D.无法比较

6.将pH=12的强碱溶液与pH=3的强酸溶液混合，所得混合液的pH=

1L则强酸与强碱的体积比为0

A.9：2B.9：1C.1：10D.2：5

7.下列叙述中，正确的是()

A.pH=3和pH=4的盐酸各10mL混合，所得溶液的pH=3.5

B.一定温度下溶液中［H］越大，pH值也越大，溶液的酸性就越强

C.液氯虽然不导电，但溶于水后导电情况很好，因此液氯也是强电解

质

D.当温度不变时，在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数

8.在一定体积的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH=l的稀硫酸，至溶液中

Ba2恰好完全沉淀，测得溶液的pH=2,则忽略混合时溶液体积的变化，

H2S04与Ba(NO3)2溶液的体积比为()

A.1：10B.1：9C.10：1D,9：1

9.某强酸溶液的pH=A,强碱