人教版高中化学选修一专项练习：化学反应的方向（四大题型）

专题2.3化学反应的方向

，题型梳理

【题型1自发反应】

【题型2培判据】

【题型3烯判据】

【题型4复合判据】

，举一反三

【题型1自发反应】

自发反应：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•定条件下自发进行，则逆方向在该条件下肯定不能自发进行。

应用：可被用来完成有用功。但非自发过程要想发生，必须对它做功。

【例1】下列说法正确的是

A.自发反应是指不需要条件就能发生的反应

B.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程

C.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向

D.常温下，反应C(s)+CCh(g)脩32co(g)不能自发进行，则该反应的△〃>()

【答案】D

【详解】A.自发反应是指在一定温度和压强下，不需要外界帮助即可发生的化学反应，故A错误；

B.非自发过程在一定条件卜可能变为自发过程，如碳酸钙受热分解的反应是牖增的吸热反应，属于在高

温下进行的非自发过程，故B错误；

C.使用催化剂只能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，故C错误：

D.碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应是燧增的反应，由常温下该反应不能自发进行可知，反应XH—T&S

>0,则该反应的婚变△〃>(),故D正确；

故选D。

【变式1-1］下列有关反应2sCh(g)+O2(g)除?>2SOXg)AHV0的说法正确的是

A.该反应在任意条件下均能自发进行

B.其他条件一定，升高温度能提高反应的平衡转化率

C.使用催化剂能改变反应的恰变，加快反应的速率

D.其他条件一定，增大反应的压强，可以增大正、逆反应的速率

【答案】D

【详解】A.该反应属于气体体机减小的反应，ASV),反应要能自发进行，AH-TAS<0,因此该反应在低

温条件下能自发进行，A错误；

B.其他条件一定，升高温度，平衡逆向移动，平衡转化率降低，B错误：

C.使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应的速率，但不改变反应的焰变，C错误；

D.其他条件一定，增大反应的压强，如缩小体积或增大反应物或生成物的浓度，可以增大正、逆反应的

速率，D正确；

故选D。

【题型2培判据】

婚变与反应的方向

放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焰变来判断反应进行的方向，这

就是焙判据。

【例2】己知凡气体分子总数增多的反应一定是嫡增大的反应。一定条件卜，卜列反应不能自发进行的是

A.2O3(g)=3O2(g)AH<0B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)AH>0

C.N2(g)+3H2(g)-2NH?(g)AH<0D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)AH>0

【答案】B

【详解】A.反应2OMg)=3O2(g),AH<0,AS>0,该反应一定能自发进行，故A不符合题意；

B.反应2co(g)=2C(s)+O2(g),AH>0,AS<0,该反应一定不能自发进行，故B符合题意

C.反应N?(g)+3H2(g)2NH3(g),AH<0,AS<0,该反应在低温下能自发进行，故C不合题意；

D.反应CaC03(s);Ca0(s)+C02(gi，AH>0,AS>0,该反应在高温下能自发进行，故D不合题意；

答案选B。

【变式2・1】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是

A.ImolSCh在不同状态时的嫡值:S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[S03(g)]

B.常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的AII>0

C.放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行

D.2KC10Ms)=2KCl(s)+3C02(g)AH>0能否自发进行与温度无关

【答案】B

【详解】A.物质聚集状态不同烯值不同，气体S>液体S>固体S,ImolSCh在不同状态时的焙值：

S[SO3(s)]<S[SO3(1)]<S[SO3(g)],故A错误；

B.反应的自发性由焰变和嫡变共同决定，该反应为.S>0,常温不能自发，说明高温时

G=H-TS<(),说明则该反应的AHX),故B正确：

C.反应的自发性由焰变和燧变共同决定，当G-H-TS<0时反应能自发进行，G>0时反应不能自

发进行，焙变小于零的反应，H<0,若S<0,高温下可以G>0,反应不能自发进行，嫡变大于零

的反应，..S>0,若H>0,高温下可以，G<0时反应可自发进行，故C错误；

D.aH>0、AS>0,由/G=AH-TAS<0的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D错

误；

故答案为B。

【题型3端判据】

体系的燧值：体系的混乱程度越大，体系的牖值就越大。

同一物质的嫡值：5(g)>5(1)>S(s),同一条件下，不同物质的燃值不同。

墉判据：体系有自发地向混乱度增加(即焙增)的方向转变的倾向，因此可用楠变来判断反应进行的方向。

【例3】25℃、LOlxlO'Pa时，反应2N2O5(g)=4N6(g)+O2(g)AH=+I09.8kJmol该反应能自发进行的原

因是

A.该反应是吸热反应B.该反应是放热反应

C.该反应是牖减小的反应D.该反应的嫡增大效应大于能量效应

【答案】D

【详解】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为端增大的反应，并且燧增效应大于能量效应，

故选D。

【变式3・1】下列说法中正确的是

A.氯酸钾分解是一个焙增的过程

B.AH>0,ASM)的反应一定可以自发进行

C.电解水产生氢气、氧气的反应具有自发性

D.可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，△H一定小于零

【答案】A

【洋解】A.氯酸钾分解生成气体，混乱度增加，增值增大，选项A正确；

B.AGV0反应自发进行，由4G=△H-T4S可知，若△H〉。，ASX),则当低温下4G可能大于0,反应

非自发，选项B错误；

C.电解水产生氢气、氧气的反应为△1•1>(),AS>0,根据4G=△H-T4SV0可知，只有在高温条件下才具

有自发性，选项C错误；

D.可逆反应正向进行时，由△G=Z\H-T4S可知，若△?!>(),AS〉。且高温条件下正反应具有自发性，选

项D错误。

答案选Ao

【题型4复合判据】

自由能变化与焙变、懒变的关系：△G=AH-7AS。AG不仅与婚变有关，还与温度有关。

反应方向与自由能的关系

①当AG<0时，反应能自发进行；

②当AG=0时，反应处于平衡状态；

③当AG〉。时，反应不能自发进夕亍。

【例4】下列说法不正确的是

A.因为熔变和婚变都与反应的自发性有关，因此焰变或嫡变均可以单独作为反应自发性的判据

B.反应NH4HCO3⑸.NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）A〃=+185.57kJ・mol-i能自发进行，原因是体系有自发向

混乱度增加的方向进行的倾向

C.△〃《）、AS>0的反应在任何温度下都能自发进行

D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应速率

【答案】A

【详解】A.化学反应的熔变和燧变共同决定反应方向，A项错误；

B.该反应的焙变大于0、燧变大于0,根据△G=4H-TZ\SV0能自发进行可判断，自发进行的原因是体系

有自发地向混乱度增K的方向转变的倾向，B项正确：

C.根据4G=△H-TASV0能自发进行可判断，A/7V0、△&>（）的反应在任何温度卜.都能自发进行，C项正

确；

D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变反应活化能从而改变化学反应速率，D项正确；

答案选A。

【变式4・1】下列说法正确的是（）

A.能自发进行的反应一定能迅速发生

-1

B.反应NH4HCO3（S）=NHs（g）+H2O（g）+CO2（g）AH=+185.57kJ-mol能自发进行，是因为体系有自

发地向混乱度增大的方向转变的倾向

C.因为焰变和燧变都与反应的自发性有关，因此焰变或燧变均可以单独作为判断反应能否自发进行•的

判据

D.反应2N2（g）+O2（g）=2N2O（g）AH=+163kJ-moF,在高温下可以自发进行

【答案】B

【详解】A.反应进行的自发趋势与反应速率无关，与吉布斯自日能变（G）、焰变（—H）、烯变（，S）

有关，自发反应不一定是快速反应，A错误；

B..G=~H-TaS,如果.G<0,反应可以自发进行；「.GX）,不可以自发进行，该反应中

,H=+185.57kJ.mor,X）,能自发进行式3<0,气体混乱度增大，aS>0,是因为体系有自发地向混乱度增大

的方向转变的倾向，B正确；

C.玲变（二H）、嫡变（3）单独作为判断反应能否自发进行的判据不够准确、不全面，综合考虑，应结

合cG—H-TaS判断能否自发进行；C错误；

D.根据~G=H-TS,H=+163kJmor'>0,反应混乱度降低,SX）,推出GX）,不能自发进行，D错

误。

【点睛】恒温恒压下：3H<0,SX）时，反应自发进行；当VHX）,SV0时，反应不自发进行；当

vn>02S>0时，需要在较高温度的条件下，才能自发进行；当.n<0,二s〈o时，需要在较低温度的条件

下，才能自发进行。一般低温时焙变（:H）影响为由；高温时，燃变（,S）影响为主，而温度影响的大

小要看焰变（一H）、端变（.S）的具体数值而定。

【变式4.2】对于反应SO2（g）+C12ig）QSO2cb（g）AH=akJmol-'Ca^）,下列说法正确的是

A.该反应在任意条件下均能自发进行

B.反应SO2（g）+C12（g）*SO2cl2。）的焰变AH<akJmor'

C.其他条件一定，增加压强，反应平衡常数增大

D.恒容条件下，当容器内气体密度不变时反应达到平衡

【答案】B

【洋解】A.反应中△HR、AS<0,△G=Z\H-TZ\S〈O反应自发进行，该反应低温下能自发进行，故A错

误；

B.SO2>Cb（g）生成SO2CI2O）放热,所以反应SO2（g）+Cb（g户SO2cL⑴比SO2（g）+Cb（g）tSO2c12（g）焙变绝对

值大，但因为a<O所以反应SO2（g）+C12（g）wSO2cl2。）的培变AHvakJmoH,故B正确;

C.化学平衡常数只与温度有关，其它条件不变，增加压强，平衡正向移动，但温度不变，化学平衡常数

不变，故c错误；

D.反应前后气体总质量不变，恒容条件下，容器体枳不变，则容器内混合气体密度始终不变，不能据此

判断平衡状态，故D错误；

故选:Bo

【变式4・3】橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图。在其拉伸过程中有放热现象。25℃、lOlkPa时，下列

过程的焰变、燧变和自发性与橡皮筋从收缩状态到拉伸状态•致的是

拉伸

A.2H2+O2=2H,O

B.2C+O2=2CO

C.NH,NOi的溶解

D.Ba（OH）,•8H2O+2NH4C1=BaCl2+2NH3T+10H2O

【答案】A

【分析】橡皮筋从收缩状态到拉伸过程中放热，混乱度增加，即烯减过程，H.在25℃,lOlkPa时不自发

进行，据此分析。

【详解】A.氢气在氧气中燃烧放热，且爆减，按AG=AH-rAS<0,说明该反应在低温下能够自发进

行，但在25℃,lOlkPa时不自发进行,故A正确；

B.2C+O2=2CO为嫡增，故B错误；

C.NH’NO,的溶解吸热，但混乱度增加,焙增,故B错误;

D.该反应为吸热反应，且病变大于0,在25℃,lOlkPa时能自发发生，故D错误。

故选Ao

【变式4-4】（双