2025年高二化学人教版选择性必修1《化学反应原理》2.3化学反应的方向导学案解析版

第3讲化学反应的方向（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。重点:焓减和熵增与化学反应方向的关系一、含义1、自发过程①含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。③特点;a．体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。b．在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。④实例a．自然界中，水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流。b．物理学中，电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动。c．日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。⒉焓变与化学反应进行方向的关系①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。②有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)⇌4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56．7kJ·mol－1。结论：只用焓判据判断反应是否自发不全面。⒊．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：体系的混乱度越大，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，ΔS>0)的方向转变的倾向，因此可用熵变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许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如2KClO3eq\o(=====,\s\up27(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②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)。结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。4．自由能与化学反应的方向(1)自由能符号为ΔG，单位为kJ/mol。(2)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。(3)反应方向与自由能的关系化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。①当ΔG<0时，反应自发进行；②当ΔG>0时，反不能自发进行。1.下列说法正确的是（）A.放热反应不一定是自发进行的反应B.吸热反应一定是非自发进行的C.自发进行的反应一定容易发生D.反应速率快的一定是自发进行的【答案】：A。【解析】：A正确。放热反应，能量降低不一定是自发进行的。B不正确。反应的方向必须根据能量变化和熵值变化综合判断。C不正确。过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生。例如：石墨转化为金刚石的反应，反应在高温高压下是可以自发进行的，但条件比较苛刻。D不正确。反应的自发性用于判断过程的方向，与反应快慢无关。考点1判断化学反应进行的方向1．自发过程(1)含义在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。(2)特点①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不能自发。②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。2．判断化学反应自发性的方法焓变(ΔH)熵变(ΔS)反应在某状况下能否自发进行<0>0能自发进行>0<0不能自发进行<0<0取决于温度，低温自发>0>0取决于温度，高温自发对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（）A.在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B.温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D.固体的溶解过程与焓变有关【答案】AB【解析】：△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据，所以A正确，C不正确。放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以B正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以D不正确。答案：AB。2.如果一个反应△H－T△S值为零，则此反应（）A.能自发进行

B.是放热反应C.不进行

D.处于平衡状态【答案】D【解析】△H-T△S=0只能证明在平衡状态所以D项正确，A和B不正确；平衡是动态平衡。正逆反应谜率相等，但反应速率不是，不能说“反应不进行”，C不正确，答案选D。判断下列过程的熵变的正负（填“>0”或“<0”）

(1)溶解少量蔗糖于水中，△S；

(2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，△S；

(3)液态水蒸发变成水蒸气，△S；

(4)CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g)，△S。【答案】(1)>0(2)>0(3)>0（4）>0【解析】：(1)溶解少量蔗糖于水中，混乱度增大，熵值增大，所以△S>0,故答案为：>0(2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，方程式为：C(s)+O₂(g)点燃2CO(g),该反应是气体体积增大的反应，熵值增大，故△S>0,故答案为：>0(3)液态水蒸发变成水蒸气，混乱度增大，熵值增大，所以△S>0,故答案为>0;CaCO₃(s)高温分解为CaO(s)和CO₂(g),方程式为：CaCO3(s)=△CaO(s)+CO2(g),反应生成气体，是熵值增加的过程，故△S>0,故答案为：>0.1．已知：Mg(s)+Cl2(g)==MgCl2(s)

△H(298K)=－642kJ·mol－1，试判断下列说法正确的是（）A.在任何温度下，正向反应是自发的B.在任何温度下，正向反应是不自发的C.高温下，正向反应是自发的；低温下，正向反应不自发D.高温下，正向反应是不自发的；低温下，正向反应自发【答案】D【解析】Mg(s)+Cl₂(g)=MgCl₂(s)△H(298K)=−642kJ，则正向反应.△S<0,⋅mol⁻¹△H<0,，所以高温下，正向反应。△G=△H−T△S>0-T△S>0是非自发的，低温下，正向反应。△G=△H−T△S<0-T△S<0自发,则ABC错误,D正确;故选:D。2.以下自发过程可用能量判据来解释的是（）A．硝酸铵自发地溶于水B．两种理想气体自发混合时热效应为0C．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol－1D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol－1【答案】D【解析】硝酸铵的溶解过程是熵值增加的过程，主要是熵判据，A项错误；两理想气体混合时焓变为0，所以只能用熵判据，因此B项错误；C项为吸热的熵增反应，根据△G=△H−T⋅△S可知，熵判据有利自发反应，焓判据不利自发反应，即不能用能量判据；D中反应是放热反应，且是熵值减小的，所以应该用能量判据，答案选D。3.碳铵「（NH4）2CO3」在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是（）A.碳铵分解是因为生成易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳铵分解是因为外界给予了能量C.碳铵分解是吸热反应，根据能量判断不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解【答案】A【解析】A、碳铵自发分解，是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，故A正确；B、碳铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量，故B错误；C、有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素，应根据△H−T△S进行判断反应是否自发进行，故C错误；D、有的碳酸盐稳定，不能自发分解，如I₂₃Na₂CO₃受热不分解，故D错误；故选A。4．下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（）A.△H＞0，△S＜0B.△H＜0，△S＞0C.△H＞0，△S＞0D.△H＜0，△S＜0【答案】C【解析】冰融化为水的过程需要吸收热量，△H>0;固体变为液体的过程是熵增大的过程；△S>0;故选:C。5.在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)⇌cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是()A．ΔH<0ΔS>0 B．ΔH>0ΔS<0C．ΔH>0ΔS>0 D．ΔH<0ΔS<0【答案】A【解析】由曲线图可知，增大压强，C%减少，即增大压强平衡向逆反应方向移动，所以逆反应为气体体积减小的反应，即m+n<C+d;升高温度C%减少，即升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应为放热反应；正确选项为A。6.已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)⇌CO2(g)＋C(s)，T＝980K时，ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980K时，估计ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980K时，估计ΔH－TΔS________0。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298．15K)＝－94．0kJ·mol－1、ΔS(298．15K)＝－75．8J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。【答案】(1)小于大于(2)T<1240K【解析】(1)C(s)+CO₂(g)=2CO(g)的反应为吸热反应，△H>0,则2CO(g)=CO₂(g)+C(s)为放热反应，温度低于980K时以CO₂为主为主，说明反应自发向右进行，则当T<980K时△H−T△S<0;T>980K时△H−T△S>0,该反应不能自发进行；(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有△H−T△S<0,即−94.0kJ⋅mol⁻¹−T×(