第11讲 化学反应的方向 （含答案）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

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1.知道化学反应是有方向的；知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。
2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。
一、自发过程和自发反应
1.自发过程
自然界有一些过程是自发进行的，而且是有 的。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。
2.自发反应
有些化学反应也是自发进行的，而且具有 。
3.自发过程的判断
(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。
(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定 ；若逆向过程不自发，则正向过程一定 。
二、化学反应进行方向的判据
1．焓变与反应的方向
(1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 (能量变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。
(2)焓变与化学反应进行方向的关系
①多数放热反应是 进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以 进行，如：
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·ml－1。
结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。
2．熵变与反应的方向
(1)熵、熵变的概念
(2)熵值大小
①体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值就 。
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 (即 )的方向转变的倾向，因此可用 来判断反应进行的方向。
(4)熵变与化学反应进行方向的关系
①许多熵增的反应是 的(多是气体分子数目增多的反应)，如
Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)；
2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
②有些熵减的反应也可以 进行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。
3．自由能与化学反应的方向
(1)自由能
符号为 ，单位为kJ·ml－1。
(2)自由能与焓变、熵变的关系
ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。
(3)反应方向与自由能的关系
化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。
①当ΔG＜0时，反应 ；
②当ΔG＝0时，反应 ；
③当ΔG＞0时，反应 。
4.判断化学反应自发性的方法
考点01 自发过程和自发反应
【例1】下列不属于自发进行的变化是
A．红墨水加到清水使整杯水变红B．冰在室温下融化成水
C．电解饱和食盐水D．铁器在潮湿的空气中生锈
【变式1-1】有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤气燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于自发反应的是
A．①②③B．②③④C．①③④⑤D．①②⑤
【变式1-2】下列关于化学反应的叙述正确的是
A．ΔH＞0的化学反应一定不能自发进行
B．反应的熵(体系混乱度)增大(即ΔS＞0)
C．非自发反应在任何条件下都不能发生
D．熵增加且放热的反应一定是自发反应
考点02 焓变和熵变与反应进行方向的判断
【例2】夏季，受台风影响，某些地区狂降暴雨。下列有关水汽变成雨的过程中焓变和熵变的判断正确的是
A．，B．，
C．，D．，
【变式2-1】下列几个过程中，属于熵减的变化是
A．干冰的升华B．NaCl固体溶于水
C．2Na+Cl22NaClD．NH4ClNH3↑+HCl↑
【变式2-2】下列反应的△H＜0、△S＞0的是
A．CO2(g)+C(s)=2CO(g)B．2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
考点03 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断
【例3】已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是
A．低温下能自发进行B．任意温度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行D．任意温度下都能自发进行
【变式3-1】对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关，实验证明，化学反应的方向应由ΔH−TΔS确定，若ΔH−TΔS<0，则自发进行，否则不能自发进行。下列说法中，正确的是
A．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
B．温度、压强一定时，熵增加的反应一定能自发进行
C．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
D．固体的溶解过程只与焓变有关
【变式3-2】298K下，将1ml蔗糖溶解在1L水中，此溶解过程中体系的∆G = ∆H－T∆S和∆S的变化情况是
A．∆G>0，∆S<0
B．∆G<0，∆S>0
C．∆G>0，∆S>0
D．∆G<0，∆S<0蔗糖从晶体变成溶液，混乱度增大，熵增加，故∆S>0．
1．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
2．下列关于化学反应方向的说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应B．非自发反应任何条件都不能发生
C．凡是熵增大的反应都是自发反应D．反应是否自发与熵变和焓变都有关
3．下列变化中的是
A．固体溶于水B．液态水变为水蒸气
C．D．
4．下列关于 的说法，正确的是
A．该反应的
B．根据，低温条件下反应可以自发进行
C．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡逆向移动
D．其他条件不变，增大压强，平衡右移，平衡常数增大
5．下列不属于自发进行的变化是
A．红墨水加到清水中使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．向氢氧化钠溶液中滴加盐酸
D．常温常压下，石墨转化为金刚石
6．下列关于自发反应的叙述中，正确的是
A．自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的
B．铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应
C．自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程
D．自发反应与外界条件无关
7．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．煤气的燃烧
8．碘盐不断受热受潮易发生反应，下列判断正确的是
A．B．C．D．
9．已知2A(g) 3B(s)+C(g) ΔH＜0， 假设ΔH和ΔS不随温度而改变，下列说法中正确的是
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
10．下列反应△S>0的是
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
11．对反应的和判断正确的是
A． B．
C． D．
12．下列变化过程属于熵增的是
A．N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)B．NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l)
C．C(s) + CO2(g) =2CO(g)D．NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)
13．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH<0,ΔS>0B．ΔH>0,ΔS>0C．ΔH<0,ΔS<0D．ΔH>0,ΔS<0
14．已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是
A．熵增加且放热的反应一定是自发反应
B．非自发反应在任何条件下都不能发生
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
15．反应在某温度下才能自发进行，若反应的，该温度下，则下列选项正确的是
A．，该温度下B．，该温度下
C．，该温度下D．，该温度下
焓变(ΔH)
熵变(ΔS)
反应在某状况下能否自发进行
＜0
＞0
能 进行
＞0
＜0
不能 进行
＜0
＜0
取决于温度， 自发
＞0
＞0
取决于温度， 自发