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考点 24 化学反应的方向
【基础过关】
1．下列过程是非自发的是( )
A．水由高处向低处流 B．氯气和溴化钾溶液的反应
C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰
【答案】D
【解析】A项，水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；B项，氯气的氧化性比溴强，氯
气能够与KBr溶液发生置换反应，属于自发进行的过程，故B不选；C项，铁生锈为自发进行的氧化还原
反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选；D项，室温下冰会自发的融化，室温下水结成冰不是自
发进行的过程，故D选；故选D。
2．下列过程是非自发过程的是( )
A．气体的扩散 B．室温下水结成冰
C．水由高处向低处流 D．有序排列的火柴散落成无序排列
【答案】B
【解析】A项，气体扩散，分子自由移动，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，要在室温下结成冰需借助
外力，B符合题意；C．水由高处向低处流势能减小，自发进行，C不符合题意；D．有序排列的火柴散落
成无序排列，体系混乱度增大，为自发过程，D不符合题意；故选B。
3．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的 B．铁在潮湿空气中生锈是自发过程
C．熵增大的反应都是自发反应 D．电解池的反应是属于自发反应
【答案】B
【解析】A项，所有放热反应△H＞0，但焓变和温度未知，所以不一定都是自发反应，选项A错误；
B项，铁生锈是发生了电化学的吸氧腐蚀，是自发进行反应，选项B正确；C项，依据△H-T S＜0判断反
应是自发进行的反应，熵增的反应只能是△S＞0，熵变和温度未知，所以不一定都是自发反应△，选项C错
误；D项，电解反应可以是自发反应，也可以是非自发的氧化还原反应，选项D错误；故选B。
4．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
【答案】A
【解析】判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无
关。
5．下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．2N(g)＋O(g)===2N O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
2 2 2
B．Ag(s)＋Cl(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
2
C．HgO(s)===Hg(l)＋O(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
2
D．HO(l)===O(g)＋HO(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
2 2 2 2
【答案】D
【解析】对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下反应都不能自发进行；
对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即低温下反应能自发进行；对于C项，ΔH>0，
ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于
D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。
6．(2023·浙江省台州市期末)常压下，1g冰熔化成1g水、1g水蒸发成1g水蒸气的焓和熵的变化情况
如图所示。
已知：熔化过程：HO(s) HO(l) ∆H、∆S
2 2 1 1
蒸发过程：HO(l) HO(g) ∆H、∆S
2 2 2 2
下列说法不正确的是( )
A．∆H＞0；∆H＞0 B．∆S＞0；∆S＞0
1 2 1 2
C． ∆S＞∆S D．蒸发过程属于高温自发过程
1 2
【答案】C
【解析】A项，水由固态转化为液态吸收能量，熔化过程为吸热过程，则∆H＞0，蒸发过程为吸热过
1
程，则∆H＞0，A正确；B项，同种物质不同状态的混乱度：g>l>s，混乱度越大熵变值越大，则∆S＞0；
2 1
∆S＞0，B正确；C项，蒸发过程熵变值更大，即∆S＞∆S，C错误；D项，蒸发过程∆H＞0，∆S＞0，
2 2 1 2 2
根据自发进行的判据：ΔG=ΔH-TΔS ＜0，该反应需要高温条件自发进行，D正确；故选C。
2
7．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是(
)
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．2O(g)=3O(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O (g) ΔH>0
3 2 2
C．N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH＜0 D．CaCO (s)=CaO(s)+CO (g) ΔH>0
2 2 3 3 2
【答案】B ⇌
【解析】利用ΔG= H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。A项，反应2O(g)=3O(g)，
3 2
ΔH＜0，ΔS>0，该反应一△定能自发进行，A不合题意； B项，反应2CO(g)=2C(s)+O
2
(g)，ΔH>0，ΔS＜0，
该反应一定不能自发进行，B符合题意；C项，反应N(g)+3H(g) 2NH (g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反
2 2 3
应在低温下能自发进行，C不合题意；D项，反应CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温
3 2
下能自发进行，D不合题意；故选B。
8．25 ℃、1．01×105Pa时，反应2NO(g)=4NO (g)+O(g) ΔH=+109.8 kJ·mol-1，该反应能自发进行的
2 5 2 2
原因是( )
A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应 D．该反应的熵增大效应大于能量效应
【答案】D
【解析】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效
应。
9．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.常温下，反应C(s)+CO(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
2
D.反应2Mg(s)+CO (g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0
2
【答案】C
【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，若 ΔH<0，ΔS>0，则一定自发，若 ΔH>0，
ΔS<0，则一定不能自发，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发，和温度有关，A错误、B错误；
该反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH>0，C正确；该反应的ΔS<0，能自发，
说明ΔH<0，D错误。
10．下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH HCO (s)=NH (g)＋HO(g)＋CO(g) ΔH＝＋185．57 kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向
4 3 3 2 2
混乱度增加的方向转变的倾向
C．焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
【答案】B
【解析】A项，根据ΔH+TΔS＜0反应能自发进行判断ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】行，错误；B项，根据ΔH+TΔS＜0反应能自发进行判断，NH HCO (s)===NH (g)＋HO(g)＋CO(g) ΔH＝
4 3 3 2 2
＋185．57 kJ/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，正确；C项，焓变
和熵变都与反应的自发性有关，但焓变或熵变均不能单独作为反应自发性的判据，错误；D项，在其他外
界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向，错误。
11．已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是(
)
A．2O(g)=3O(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O (g) ΔH>0
3 2 2
C．N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH＜0 D．CaCO (s)=CaO(s)+CO (g) ΔH>0
2 2 3 3 2
【答案】B
【解析】利用ΔG= H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。A项，反应2O(g)=3O(g)，
3 2
ΔH＜0，ΔS>0，该反应一△定能自发进行，A不合题意； B项，反应2CO(g)=2C(s)+O
2
(g)，ΔH>0，ΔS＜0，
该反应一定不能自发进行，B符合题意；C项，反应N(g)+3H(g) 2NH (g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反
2 2 3
应在低温下能自发进行，C不合题意；D项，反应CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温
3 2
下能自发进行，D不合题意；故选B。
12．现有两个热化学反应方程式：
(l)+H (g) (l) ΔH＞0 ①
2
(l)+2H (g) (l) ΔH＜0 ②
2
下列说法正确的是( )
A．反应①②中都存在：ΔS＞0
B．反应①一定不能自发进行
C．在通常情况下，①②都能自发进行
D．反应②高温时，可自发进行
【答案】B
【解析】A项，由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；B项，
由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，B项正确；项，由
B项可知，反应①在所有温度下都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜
0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误；D项，由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，
ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，D项错误；故选B。
13．某化学反应A(s)=D(g)+E(g) ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热
力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．高于409 K B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
【答案】A
【解析】要防止反应发生，ΔH-TΔS＞0，则-4500+11T＞0，解得T＞409，故选A。
14．反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一、下列说法中正确的是( )
A． ， 的反应一定可以自发进行
B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性， 一定小于零
D．常温下，反应C(s)+ CO (g) 2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH＞0
2
【答案】D
【解析】A项，ΔG＜0，反应自发进行，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0，则在低温下ΔG
可能大于0，反应非自发，A项错误；B项，反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B
项错误；C项，可逆反应正向进行时，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0且高温条件下正反应具有
自发性，C项错误；D项，ΔH -TΔS＞0，反应非自发进行，反应ΔS＞0，满足ΔH -TΔS＞0，则ΔH＞0，D
项正确；故选D。
15．(2023·浙江省部分校高三模拟考试)下列说法正确的是( )
A．相同温度和压强下，熵值：1 mol C(s，金刚石)＞1 mol C(s，石墨)
B．Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH小于0
C．NH NO 溶于水，ΔH＞0，ΔS＜0
4 3
D．分子间氢键数量：1 molHO(g) ＜1 molHO(l) ＜1 molHO(s)
2 2 2
【答案】D
【解析】A项，由于金刚石中C的排列比石墨中的C的排列更有序，所以1 mol C(s，金刚石)的熵值
＜1 mol C(s，石墨)，A错误；B项，原子失电子变成离子需要吸收热量，则Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH大于
0，故B错误；C项，NH NO 溶于水为吸热过程，混乱度增大，故ΔH＞0，ΔS＞0，C错误；D项，冰→
4 3
液态水→水蒸气，破坏分子间氢键和范德华力，分子间氢键数量：1 molHO(s)＞1 molHO(l)＞1
2 2
molH O(g)，故D正确；故选D。
2
16．已知体系自由能变化 时反应能自发进行．两个氢化反应的 与温度的关
系如图所示，下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．反应①的∆S＜0 B．反应②在 时的反应速率很快
C．温度大于 时，反应①能自发进行 D．反应②的∆H＞0
【答案】C
【解析】由图像分析可知：反应①随温度的升高，∆G逐渐减小；反应②随温度的升高∆G逐渐增大，
结合∆G =∆H -T∆S分析解答。A项，反应①随温度的升高，∆G逐渐减小，则∆S＞0，故A错误；B项，
该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快慢，故B错误；C项，因∆G＜0时，
反应能自发进行，反应①在温度大于1000℃时∆G＜0，故此时反应①能自发进行，故C正确；D项，根据
数学知识可知，∆H为该图像的截距，而反应而的截距小于0，故∆H＜0，故D错误；故选C。
17．假定X 与Y 都是理想气体(气体本身不占体积，不考虑气体间相互作用，不考虑碰撞能量损失)，
2 2
在如图所示的过程中，下列说法正确的是( )
A．若X、Y 均为O，则 ，混合过程自发进行
2 2 2
B．若X、Y 均为O，则 ，混合过程不自发
2 2 2
C．若X、Y 分别为N 与O，则 ，混合过程自发进行
2 2 2 2
D．若X、Y 分别为N 与O，则 ，混合过程不自发
2 2 2 2
【答案】C
【解析】A项，若 X 、Y 均为O，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合过程
2 2 2
自发进行，A错误；B项，若 X 、Y 均为O，混合前后气体浓度、分压、温度均相同，则 ΔS=0 ，混合
2 2 2
过程自发进行，B错误；C项，若 X 、 Y 分别为 N 与 O ，混合前后气体温度均相同，但浓度、分
2 2 2 2
压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，C正确；D项，若 X 、 Y 分别为 N 与 O ，混合前后气
2 2 2 2
体温度均相同，但浓度、分压均减小，则 ΔS>0 ，混合过程自发进行，D错误；故选C。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】18．下列对化学反应预测正确的是( )
选项 化学方程式 已知条件 预测
A M(s)==X(g)＋Y(s) ΔH＞0 它是非自发反应
B W(s)+xG(g)=4Q(g) ΔH＞0，自发反应 x可能等于1、2、3
C W(s)+xG(g)=4Q(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
D 4M(s)+N(g)＋2 W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0
【答案】B
【解析】A项，该反应的反应物是固体，生成了气体，所以ΔS>0，该反应的ΔH>0，所以该反应在高
温下自发，故A错误；B项，该反应ΔH>0，能自发进行，则ΔS>0，所以x可能等于1、2、3，故B正确；
C项，该反应是气体系数之和增大的反应，所以ΔS>0，该反应能自发，则ΔH>0，故C错误；D项，该反
应的反应物有气体，反应后无气体，则ΔS<0，该反应常温下能自发进行，则ΔH应该小于0，故D错误；
故选B。
19．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：
CaCO (s)=CaO(s)+CO (g) ΔH=178.3 kJ·mol-1 ΔS=160.4 J·(mol·K)-1，则：
3 2
(1)该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据本题反应数据分析，温度 (填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为 。
【答案】(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
【解析】(1)ΔG=ΔH-TΔS=178.3 kJ·mol-1-298.15 K×160.4×10-3 kJ·(mol·K)-1≈130.5 kJ·mol-1>0，所以该反
应不能自发进行(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔG=ΔH-TΔS可知，在温度较高的时候，ΔG可能
小于0(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS≈1 111.6 K。
20．已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应：①CH(g) C(s)+2H(g)；
4 2
②2CH(g) C H(g)+3H(g)某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆中
4 2 2 2
查到了如下热力学数据：
反应①的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1。
反应②的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请参考上述信息，回答下列问题：
(1)这两个反应在 (填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)反应①在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)制取炭黑的允许温度范围为 。
(4)为了提高甲烷的炭化程度，下面四个温度中最合适的是 (填字母)
A．905.2 K B．927 K C．1273 K D．2000 K
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】(1)高温 (2)不能 (3)927.8~1790.4 K (4)C
【解析】(1)该反应是吸热的熵增反应，在高温下自发进行。(2)ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3
kJ·mol-1·K-1×298 K=50.807 kJ·mol-1>0，所以该反应在常温下不能自发进行。(3)甲烷裂解为炭黑和氢气时，
ΔH-TΔS=74.848 kJ·mol-1-80.674×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0，解得T>927.8 K；裂解为乙炔时，ΔH-TΔS=376.426
kJ·mol-1-220.211×10-3 kJ·mol-1·K-1×T<0，解得T>1709.4 K，即温度高于1709.4 K时自发裂解为乙炔和氢气
所以要制取炭黑，必须控制温度在927.8~1790.4 K。(4)要提高甲烷的炭化程度，应在927.8~1790.4 K的范
围内尽可能提高温度。
21．有A、B、C、D四个反应：
反应 A B C D
ΔH/(kJ·mol-1) 10.5 1.80 -126 -11.7
ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0 -113.0 84.0 -105.0
(1)在任何温度下都能自发进行的反应是______；
(2)任何温度下都不能自发进行的反应是______；
(3)另两个反应中，在温度高于______℃时可自发进行的反应是______；在温度低于______℃时可自发
进行的反应是______。
【答案】(1)C (2)B (3)77 A -161.6 D
【解析】①自发反应需满足△G=ΔH-TΔS＜0，若ΔH＜0且ΔS＞0，则△G一定小于0，反应在任何温
度下都能自发进行，故此处填C；②若ΔH＞0且ΔS＜0，则△G一定大于0，反应在任何温度下都不能自
发进行，故此处填B；③将反应A对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＞
350 K，即350-273=77 ℃，故此处A、77 ℃；将反应D对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行
的温度要求为：T＜111.4 K，即111.4-273= -161.6 ℃，故此处D、-161.6 ℃。
【能力提升】
22．相同的温度和压强下，有关下列两个反应的说法不正确的是( )
反应 ΔH/kJ/mol
MgCO(s) MgO(s)＋CO(g) 117.6 1 a
3 2
CaCO (s) CaO(s)＋CO(g) 177.9 1 b
3 2
注：①其中 表示反应方程式中气体化学计量数差；
②ΔH-TΔS＜0的反应方向自发
A．因为 相同，所以a与b大小相近
B．热分解温度：MgCO(s)＞CaCO (s)
3 3
C．a-b=S[MgO(s)]+S[CaCO (s)]-S[MgCO(s)]- S[CaO(s)]
3 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
