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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：2NO(g)⇌ 4NO(g)＋O(g) ΔH＝＋56．7 kJ·mol－
2 5 2 2
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， Δ S > 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 2KClO=====2KCl＋
3
3O↑；CaCO ＋2HCl===CaCl ＋HO＋CO↑等。
2 3 2 2 2
②有些熵减的反应也可以自发进行，如
Ca(OH) (aq)＋CO(g)===CaCO (s)＋HO(l)。
2 2 3 2
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 Δ G ，单位为kJ/mol。
(2)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ Δ H － T Δ S 。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
点燃
(2)纯碳和氧气反应生成 CO(g)， 方程式为：C(s)+O₂(g) 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) =－642 kJ·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0
C．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ·mol－1
D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·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I₂₃ Na₂CO₃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＜0 B. △H＜0，△S＞0
C. △H＞0，△S＞0 D. △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<0 ΔS>0 B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH>0 ΔS>0 D．ΔH<0 ΔS<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+n0, 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×(−75.8J⋅mol−1⋅K⁻¹×10⁻³kJ⋅J⁻1)<0, 则T<1.24×10³K。
