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第 07 讲 化学反应的方向
1．知道化学反应是有方向的；知道熵、熵变的概念和判断。
2．知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关；能结合具体事例说明反应自发进行的方向。
1．化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。
2．会用复合判据判断反应进行的方向。
化学反应的方向与反应的焓变、熵变的关系。
水总是自发地从高处流向低处 液溴挥发 铁生锈 铁置换出铜
以上这些变化，均不需外界条件可______进行。
一、自发过程和自发反应
自发过程 自发反应
在一定条件下，不用借助______，一经引
在____________，无需外界帮助可以自发进行的
发就能自发进行的过程(自发过程的相反过
含义 化学反应(不能自发进行，必须借助某种外力才能
程不能自发进行，通过需要外界做功才能
进行的反应，以及不能发生的反应为非自发反应)
进行，如用水泵将水从低处抽向高处)
具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下______进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不
特征
能自发进行
应用 ①可被用来完成有用功；②非自发过程要想发生，必须对它做功。
1．不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的
温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放
电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl。
2
2．不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自
发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。
3．反应能否自发与反反应应速速率率——无关！
以下反应均可自发进行，这是为什么？
H2(g)＋F2(g)＝2HF(g) ΔH＝－546.6 kJ·mol－1 2K(s)＋2H2O(l)＝2KOH(aq)＋H2(g) ΔH＝－
393.62 kJ·mol－1 4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648.4 kJ·mol－1。
放热反应过程中体系能量______，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用______ (能量变化)来判断
反应进行的______，这就是______ (能量判据)。
那么，对于吸热反应能否自发进行？
以下两反应，也能自发进行：2NO(g)＝4NO (g)＋O(g) ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1 NaHCO (s)＋
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HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO(g)＋HO(l) ΔH＝＋31.4 kJ·mol－1。
2 2
二、焓变与反应的方向
1．多数______反应可以自发进行。
2．有些______反应也可以自发进行。
部分反应不具有自发性，如2CO(g)＝2C(s)＋O(g)、H(g)＋MgO(s)＝Mg(s)＋HO(l)等，CaCO (s)＝
2 2 2 3
CaO(s)＋CO(g)在常温下不能发生，但在高温下可自发进行。
2
故只用______判断反应是否自发不全面。
为什么有些吸热过程也能自发进行？
气体扩散 水中滴加红墨水 硫酸铜溶于水 火柴盒里火柴散落
以上过程，以自发进行，都是从混乱度______ (有序)向混乱度______ (无序)的方向进行。
对于反应如2NO(g)＝4NO (g)＋O(g)、NaHCO (s)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋CO(g)＋HO(l)，也是伴
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随着体系混乱度的增大。
这个混乱度科学家命名为“______”。
三、熵变与反应的方向
1．熵、熵变的概念
熵 定义 度量体系____________的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小)
符号 S
定义 物质发生变化时，体系的熵的变化
符号 ΔS
熵变 混乱度增加的过程或反应为______，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵
意义 减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值 ΔS＞
0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应____________
2．熵值大小
①体系的熵值：体系的混乱程度______，体系的熵值就______。
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______。
3．熵判据
体系有______地向混乱度______ (即熵增)的方向转变的倾向，因此可用______来判断反应进行的方向
——许多熵增的反应是______的，如2KClO=====2KCl＋3O↑、CaCO ＋2HCl＝CaCl ＋HO＋CO↑等。
3 2 3 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)、NH (g)＋HCl(g)＝
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NH Cl(s)。
4
故只用______判断反应是否自发不全面。我们可以用焓变和熵变来综合判断。
四、自由能与化学反应的方向
1．自由能变化
符号为______，单位为____________。
2．自由能变化与焓变、熵变的关系
ΔG＝____________。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与______有关。
3．反应方向与自由能的关系
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行
＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行
低温为正 低温时非自发
＞0 ＞0
高温为负 高温时自发
低温为负 低温时自发
＜0 ＜0
高温为正 高温时非自发
考点一：焓变与熵变判断例1．（2022·河南邢台高二上学期第一次月考）下列反应的焓变和嫡变与图示过程相符的是
A．2Na(g)＋Cl(g)＝2NaCl(s)
2
B．N(g)＋3H(g) 2NH (g)
2 2 3
C．2NO(g) 4NO (g)＋O(g)
2 5 2 2
D．Zn(s)＋HSO (aq)＝ZnSO(aq)＋H(g)
2 4 4 2
考点二：化学反应与温度的关系
例2．（2023·北京清华附中高二上学期期末）下列反应在任何温度下一定能自发进行的是
A．2HO(l)＝2HO(l)＋O(g) ΔH＜0
2 2 2 2
B．NH (g)＋HCl(g)＝NH Cl(s) ΔH＜0
3 4
C．CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g) ΔH＜0
3 2
D．2CO(g)＝2C(s)＋O(g) ΔH＞0
2
考点三：判断反应的焓变、熵变
例3．（2023·河北保定市高二上学期期中）下列对化学反应预测正确的是
选项 化学反应方程式 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)＝2Q(g) ΔH＜0，自发反应 x可能等于1、2、3
C 4X(g)＋5Y(g)＝4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0
D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)＝4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0
考点四：计算反应温度
例5．（2022·河南邢台高二上学期第一次月考）反应NH HCO (s)＋CHCOOH(aq)＝CO(g)＋
4 3 3 2
CHCOONH(aq)＋HO(l) ΔH＝＋37.301 kJ·mol－1 ΔS＝184.0 J·mol－1·K－1。该反应能自发进行的最低温
3 4 2
度约为
A．－168℃ B．202.7℃ C．105.15K D．202.7K
1．（2023·河北邢台市高二上学期期末）俗话说“下雪不冷化雪冷”，其中蕴含着化学知识。下列对
化雪过程中的焓变和熵变的判断正确的是
A．ΔH＞0 ΔS＜0 B．ΔH＜0 ΔS＜0
C．ΔH＜0 ΔS＜0 D．ΔH＞0 ΔS＞02．（2023·四川雅安市高二上学期期末）下列有关化学反应的方向及判据的说法不正确的是
A．反应CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g)能否自发进行，主要由ΔS决定
3 2
B．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行
D．冰在室温下自动融化成水，是因为体系混乱度增加
3．（2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中）下列转化在任何温度下都能正向自发进行的是
A．2KClO(s)＝2KCl(s)＋3O(g) ΔH＜0
3 2
B．2CO(g)＝2C(s，石墨)＋O(g) ΔH＞0
2
C．4Fe(OH)(s)＋2HO(l)＋O(g)＝4Fe(OH)(s) ΔH＜0
2 2 2 3
D．CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g) ΔH＞0
3 2
4．（2023·北京丰台区高二上学期期中）已知反应CO(g)＋Cl(g) COCl (g)，反应过程中能量的变
2 2
化如图所示，下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是
A．ΔH＜0 ΔS＜0 B．ΔH＞0 ΔS＜0
C．ΔH＜0 ΔS＞0 D．ΔH＞0 ΔS＞0
5．（2023·北京海淀区高二上学期期末）下列说法正确的是
A．放热反应一定是自发反应 B．熵增的反应不一定是自发反应
C．固体溶解一定是熵减小的过程 D．非自发反应在任何条件下都不能发生
6．（2023·北京丰台区高二上学期期中）下列说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应 B．自发反应都是熵增大的反应
C．吸热反应可能是自发反应 D．凡是需要加热才能发生的反应都是非自发进行的
7．（2023·广东茂名市电白区高二上学期期中）已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反
应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O(g)＝3O(g) ΔH＜0
3 2
B．2CO(g)＝2C(s)＋O(g) ΔH＞0
2
C．N(g)＋3H(g)＝2NH (g) ΔH＜0
2 2 3
D．CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g) ΔH＞0
3 28．（2022年山西运城市上学期10月月考）下列说法错误的是
A．2CO(g)＝2CO(g)＋O(g)该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，在低温下，该反应不能自发进行
2 2
B．2CO(g)＋2NO(g) 2CO(g)＋N(g)该反应的ΔH＜0，ΔS＜0，在低温下能自发进行
2 2
C．CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g)该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，在低温下，该反应能自发进行
3 2
D．CaSO(s)＋CO(g)＝CaO(s)＋SO (g)＋CO(g)该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，在高温下，该反应能自发
4 2 2
进行
1．（2023·北京房山区高二上学期期中）1 g冰受热转化为1 g水蒸气，下列分析不正确的是
A．该过程是熵增的过程
B．该过程发生的是物理变化
C．1 g冰与1 g水蒸气所具有的内能不同
D．H 与O 反应生成1 mol H O(l)与生成1 mol H O(g)放出的热量相同
2 2 2 2
2．（2023·辽宁凌营口高二上学期开学考）2022年4月以来，辽沈大地遭遇罕见的少雨天气，给农业
生产带来不少麻烦，5月24日至25日，利用一次东北冷涡天气过程，辽宁省气象局组织人员向天空云层
中撒入干冰，开展了大范围的人工增雨作业。干冰在云层中的变化过程中，其焓变和熵变均正确的是
A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0
3．（2022年山东潍坊市上学期期中）工业上制备金属钾的反应为KCl＋Na NaCl＋K，该反应为
吸热反应，反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示，下列说法错误的是
物质 熔点/℃ 沸点/℃
Na 97.8 883
K 63.7 774
NaCl 801.0 1413
KCl 770 1500
A．Na比K活泼 B．该反应的ΔH＞0
C．该反应的ΔS＞0 D．该条件下ΔH－TΔS＜0
4．（2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中）下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1 mol H O在不同状态时的嫡值：S[H O(l)]＜S[H O(g)]
2 2 2
B．反应CaCO (s)＝CaO(s)＋CO(g) ΔH＞0能否自发进行与温度有关
3 2
C．HO 分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同
2 2
D．常温下，反应4Fe(OH) (s)＋O(g)＋2HO(l)＝4Fe(OH) (s)能自发进行，则该反应的ΔH＜0
2 2 2 35．（2022·山东高二上学期12月月联合调研）化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关
说法正确的是
A．反应SO (g)＋HO(l)＝HSO (l)的ΔS＞0
3 2 2 4
B．1 mol CO 在不同状态时的熵值：S[CO(g)]＜S[CO(s)]
2 2 2
C．反应2NO(g)＝4NO (g)＋O(g) ΔH＞0能否自发进行与温度有关
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D．ΔH＜0或ΔS＞0的反应一定能自发进行
6．（2022·山东烟台高二上学期期中）下列说法正确的是
A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应
B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大
C．反应NH (g)＋HCl(g)＝NH Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
3 4
D．恒温恒压下，ΔH＜0且ΔS＞0的反应一定不能自发进行
7．（2023·北京石景山区高二上学期期末）下列关于化学反应方向的说法正确的是
A．凡是放热反应都是自发反应 B．凡是熵增大的反应都是自发反应
C．凡是吸热反应都不是自发反应 D．反应是否自发，不只与反应热有关
8．（2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考）已知2SO (g)＋O(g) 2SO (g) ΔH＜0。若在
2 2 3
的
500℃和催化剂 作用下，该反应在容积固定的密闭容器中进行，下列说法正确的是
A．因为ΔH＜0，所以该反应有自发进行的趋势
B 达到平衡时，SO 和SO 浓度一定相等
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C．因为ΔS＜0，所以该反应一定不能自发进行
D．升高温度是为了提高反应物的转化率
9．（2022年安徽池州市贵池区期中）灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制
造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：
在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝-2.18 kJ·mol－1，ΔS＝-6.61 J·mol－1·K
－1)
A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡
C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡
10．（1）（2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中）甲烷是重要的气体燃料和化工原料，由CH 制
4
取合成气(CO、H)的反应原理为CH(g)＋HO(g) CO(g)＋3H(g) ΔH＞0。
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当体系温度等于T K时ΔH−TΔS＝0，温度大于T时ΔH−TΔS_______(填“＞”“＜”或“＝”)0。
（2）（2023·四川内江市高二上学期期末）反应I(2NH (g)＋CO(g) HNCOONH ΔH ＜0)在
3 2 2 4 1_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
（3）（2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中）已知：H(g)＋C H(g) C H(g) ΔH＝
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－137 kJ·mol－1。请回答下列问题：
该反应在_______(填“低温”、“高温”或“任何温度”)下能自发进行。
