文档内容
化学反应进行的方向
重难点 题型 分值
1. 掌握反应的自发性和熵的定义及其应
用。
重点
2. 掌握焓变和熵变对化学反应方向的影响
选择题 2-4分
3. 利用自由能判断反应进行的方向。
难点 重点掌握焓判据、熵判据以及复合判据
一、自发过程和自发反应
1. 自发过程与自发反应
自发过程 自发反应
第1页在一定条件下，不需要借助外力就能自 在给定的条件下，可以自发进行到显著
含义
发进行的过程 程度的化学反应
具有方向性，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不
特征
能自发进行的
举例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈
（1）可被用来完成有用功。如H 燃烧可设计成原电池
2
应用
（2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H 和O
2 2
2. 自发过程的特点
（1）体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
（2）体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
【求甚解】并不是自发反应一定能发生，非自发反应一定不能发生。自发反应和非自
发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。
例如：碳的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”，反应才能发生。
二、化学反应进行方向的判断
1. 焓判据
焓判据 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向
焓变与反应自发性的 若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸
关系 热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行
有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的
局限性
因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素
（1）多数自发反应是放热反应
①常温、常压下的自发反应，如酸碱中和反应、铁生锈、氢氧化亚铁被氧化为氢氧化
铁。例如：4Fe（OH） （s） + 2H O（l）+O （g）=4 Fe（OH） （s） ΔH（298K）
2 2 2 3
=-444.3kJ·mol-1
②高温下的自发反应，如甲烷的燃烧反应：CH（g）+2O（g）=CO （g）+2H O（l）
4 2 2 2
ΔH=-890.3kJ·mol-1
（2）有些吸热反应也能自发进行
①常温、常压下的自发反应，如：
NH HCO （s）+CH COOH（aq）=CO （g）+CH COONH （aq）+H O（l）
4 3 3 2 3 4 2
ΔH=+37.30kJ·mol-1
②高温下的自发反应，如碳酸钙的分解：
第2页CaCO （s）=CaO（s）+ CO（g） ΔH=+178.2 kJ·mol-1
3 2
【小结】多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因
此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。反应焓变是与反应进行方向有关的因
素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2. 熵判据
（1）熵：自发过程的体系趋向于由有序转态转变为无序，体系的混乱度增大。体系的
混乱度常用熵来描述，即熵是表示体系混乱或无序程度的物理量。熵的符号为 S，单位为
J·mol-1·K-1。熵值越大，体系的混乱度越大。
（2）影响熵值大小的因素
①物质的种类
同一条件下，不同的物质熵值不同。
②物质的状态
对于同一物质，物质的量相等时，其熵值大小的关系为：S（g）＞S（l）＞S（s）。
③物质的量
同一状态的同一物质，熵值还与物质的量成正比。物质的量越大，分子越多，熵值越
大。
（2）熵变：ΔS＝S（生成物）－S（反应物）。只与反应体系的始态和终态有关，与
反应进行的途径无关，ΔS越大，越有利于反应自发进行。所以熵变是判断反应进行方向的
另一个因素。
（3）熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于
零。
（4）熵判据：体系有自发地向熵增的方向转变的倾向，熵变是影响反应自发进行的一
个因素，但不是唯一因素。
（5）熵变对化学反应方向的影响。
①熵增加的反应在一定条件下都可自发进行。
如2HO（aq）＝2HO（l）＋O（g）在常温下能自发进行。
2 2 2 2
②有些熵减小的反应也能自发进行。
如NH （g）＋HCl（g）＝NH Cl（s）。
3 4
3. 熵增的过程与反应
（1）三态变化：s
⃗ΔS>0l ⃗ΔS>0
g。
（2）A（s）＋B（g）＝2C（g）的ΔS>0。
（3）A（g）＋B（g）＝2C（g）＋D（g）的ΔS>0。
【即时练】判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小，在横线上填选项字母。
（1）NH NO 爆炸：2NH NO （s） 2N（g）＋4HO（g）＋O（g）。______
4 3 4 3 2 2 2
第3页（2）水煤气转化：CO（g）＋HO（g）＝CO（g）＋H（g）。______
2 2 2
（3）臭氧的生成：3O（g）＝2O（g）。______
2 3
A. 熵增大 B. 熵减小
C. 不变 D. 熵变很小
【答案】（1）A （2）D （3）B
【解析】（1）NH NO 的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：（2＋4＋
4 3
1）－0>0，因此该过程是熵增加的过程。
（2）水煤气转化反应，气态物质的物质的量在反应前后未发生变化：（1＋1）－（1
＋1）＝0，该过程的熵变很小。
（3）生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。
4. 复合判据
反应进行的方向与自由能变化的关系
ΔG＝ΔH－TΔS＜0反应能自发进行；ΔG＝ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔG＝ΔH
－TΔS＞0反应不能自发进行。
（1）当ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔG＜0，反应一定能自发进行。
（2）当ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔG＞0，反应一定能自发进行。
（3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应能否自发进行与温度有关，一般来
说，低温时焓变影响为主，高温时熵变为主。
象限法判断反应的方向：
【求甚解】一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。
1. 自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下
就是非自发反应，如2NO（g）＋O （g）＝2NO g（g）是常温下的自发反应，而在高温条
2 2
件下其逆反应是自发反应。
2. 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以及过程发生
的速率，如涂有防锈漆和未涂有防锈漆的铜制品器件，它们发生腐蚀过程的自发性是相同
的，但只有后者可以实现。
第4页例题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
B. 反应NH HCO （s）＝NH （g）＋HO（g）＋CO （g）ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能
4 3 3 2 2
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. 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应
能否自发进行的判据
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】能自发进行的反应并不一定能迅速发生，A项错误；应将焓变和熵变二者综
合起来即利用复合判据进行反应自发性的判断，C项错误；使用催化剂能改变反应的活化
能，但不能改变反应进行的方向，D项错误。
例题2 下列反应均为吸热反应，其中一定不能自发进行的是（ ）
A. 2CO（g）＝2C（s）＋O（g）
2
B. 2NO（g）＝4NO （g）＋O（g）
2 5 2 2
C. MgCO （s）＝MgO（s）＋CO（g）
3 2
D. （NH ）CO（s）＝NH HCO （s）＋NH （g）
4 2 3 4 3 3
【答案】A
【解析】B、C、D反应的ΔS＞0，在加热条件下，可满足ΔH－TΔS＜0，反应可自发
进行，而A中ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行。
例题3 在化学反应A（g）＋B（g） 2C（g）＋D（g） ΔH＝Q kJ·mol－1过程
中的能量变化如图所示，回答下列问题。
（1）Q________0 （填“>”“<”或“＝”）。
（2）熵变ΔS________0（填“>”“<”或“＝”）。
第5页（3）该反应________自发进行（填“能”或“不能”）。
（4）升高温度平衡常数 K________（填“增大”“减小”或“不变”），平衡向
________方向移动。
【答案】（1）< （2）> （3）能 （4）减小 逆反应
【解析】据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增
大的反应；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减
小。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，放热反应具有自发进行的倾向
B. 在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C. 自发反应是指不需要条件就能发生的反应
D. 一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
2. 某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自
发性描述中正确的是（ ）
A. 在任何温度下都能自发进行
B. 仅在低温下能自发进行
C. 仅在高温下能自发进行
D. 在任何温度下都不能自发进行
3. 下列关于自发过程的叙述中，正确的是（ ）
A. 只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B. 需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C. 同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D. 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
4. 下列自发反应可用焓判据来解释的是（ ）
A. 2N O（g）＝4NO （g）＋O（g）ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1
2 5 2 2
B. （NH ）CO（s）＝NH HCO （s）＋NH （g）ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
4 2 3 4 3 3
C. 2H（g）＋O（g）＝2HO（l）ΔH＝－286 kJ·mol－1
2 2 2
D. CaCO （s）＝CaO（s）＋CO（g）ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1
3 2
*5. 下列说法正确的是（ ）
第6页A. 反应2Mg（s）＋CO（g）＝C（s）＋2MgO（s）能自发进行，则该反应的ΔH<0
2
B. ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行
C. 反应CaCO （s）＝CaO（s）＋CO（g）的ΔS<0
3 2
D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
6. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）
A. 2N （g）＋O（g）＝2NO（g）ΔH＝＋163 kJ·mol－1
2 2 2
1
2
B. Ag（s）＋ Cl（g）＝AgCl（s）ΔH＝－127 kJ·mol－1
2
1
2
C. HgO（s）＝Hg（l）＋ O（g）ΔH＝＋91 kJ·mol－1
2
1
2
D. H2 （l）＝ O（g）＋HO（l）ΔH＝－98 kJ·mol－1
O2 2 2
*7. 有一化学平衡mA（g）＋nB（g） pC（g）＋qD（g），如图表示的是A的转化
率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是（ ）
A. ΔH>0，ΔS>0
B. ΔH<0，ΔS>0
C. ΔH>0，ΔS<0
D. ΔH<0，ΔS<0
*8. 下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是（ ）
A. NH（g）＋HCl（g）＝NH Cl（s）
3 4
B. CaCO （s）＝CaO（s）＋CO（g）
3 2
C. 4Al（s）＋3O（g）＝2Al O（s）
2 2 3
D. HCl（aq）＋NaOH（aq）＝NaCl（aq）＋HO（l）
2
9. 以下过程可以用熵判据来解释的是（ ）
A. 硝酸铵自发地溶于水
B. CaO（s）＋CO（g）＝CaCO （s）
2 3
C. HCl（g）＋NH （g）＝NH Cl（s）
3 4
D. 2H （g）＋O（g）＝2HO（l）
2 2 2
第7页第8页1.【答案】C
【解析】ΔH－TΔS<0反应能自发进行，一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影
响有关，焓变是一个与反应能否自发进行有关的一个因素，放热反应具有自发进行的倾向
但不一定自发，A、D正确；根据熵增原理，体系的混乱程度越大，熵值越大，B正确；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，C错误。
2.【答案】B
【解析】ΔH<0，ΔS<0时低温有利于自发进行。
3.【答案】C
【解析】在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过
程也是需要特定的条件，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发
进行，故C项正确；改变条件，可以使非自发过程转变为自发过程，D项错误。
4.【答案】C
【解析】从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降
低的趋势，表现为放热反应较易进行。
5.【答案】A
【解析】反应物中有气体，生成物中没有气体，则ΔS<0，若要使反应自发进行，ΔH
－TΔS<0，则 ΔH必须小于 0，A项正确；根据 ΔH－TΔS<0 时，反应能自发进行，则
ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下不能自发进行，B项错误；反应物中无气体，生成物中
有气体，则ΔS>0，C项错误；同一物质不同状态的熵值：气体>液体>固体，D项错误。
6.【答案】D
【解析】反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－
TΔS的符号发生变化。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；B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不
能过高；C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反
应只有在较高温度下才能自发进行；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。
7.【答案】C
【解析】由图像知压强越大，A的转化率越高，故m＋n>p＋q，故为ΔS<0；温度越高，
A的转化率越大，则正反应为吸热反应，故ΔH>0。
8.【答案】B
【解析】A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
9.【答案】A
第9页【解析】可以用熵判据来解释，一般情况下是吸热且熵增加的过程。A项，硝酸铵自
发地溶于水，是熵增的过程，可以用熵判据来解释，正确；B项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜
0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；C项，该反
应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，
错误；D项，该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用
熵判据进行解释，错误。
第10页
