第11讲 化学反应的方向 （含答案）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

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1.知道化学反应是有方向的；知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变的关系。
2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。
一、自发过程和自发反应
1.自发过程
自然界有一些过程是自发进行的，而且是有 的。例如，水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。
2.自发反应
有些化学反应也是自发进行的，而且具有 。
3.自发过程的判断
(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。
(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定 ；若逆向过程不自发，则正向过程一定 。
二、化学反应进行方向的判据
1．焓变与反应的方向
(1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 (能量变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。
(2)焓变与化学反应进行方向的关系
①多数放热反应是 进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以 进行，如：
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8 kJ·ml－1。
结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。
2．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 越大，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，不同物质的熵值不同。
(3)熵判据：体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用 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 的(多是气体分子数目增多的反应)，如
Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)；
2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
②有些熵减的反应也可以 进行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。
3．自由能与化学反应的方向
(1)自由能
符号为 ，单位为kJ·ml－1。
(2)自由能与焓变、熵变的关系
ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。
(3)反应方向与自由能的关系
化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。
①当ΔG＜0时，反应 ；
②当ΔG＝0时，反应 ；
③当ΔG＞0时，反应 。
4.判断化学反应自发性的方法
考点01 自发过程和自发反应
【例1】下列不属于自发进行的变化是
A．红墨水加到清水使整杯水变红B．冰在室温下融化成水
C．电解饱和食盐水D．铁器在潮湿的空气中生锈
【变式1-1】有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤气燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于自发反应的是
A．①②③B．②③④C．①③④⑤D．①②⑤
【变式1-2】下列关于化学反应的叙述正确的是
A．ΔH＞0的化学反应一定不能自发进行
B．反应的熵(体系混乱度)增大(即ΔS＞0)
C．非自发反应在任何条件下都不能发生
D．熵增加且放热的反应一定是自发反应
考点02 焓变和熵变与反应进行方向的判断
【例2】夏季，受台风影响，某些地区狂降暴雨。下列有关水汽变成雨的过程中焓变和熵变的判断正确的是
A．，B．，
C．，D．，
【变式2-1】下列几个过程中，属于熵减的变化是
A．干冰的升华B．NaCl固体溶于水
C．2Na+Cl22NaClD．NH4ClNH3↑+HCl↑
【变式2-2】下列反应的△H＜0、△S＞0的是
A．CO2(g)+C(s)=2CO(g)B．2Na(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
考点03 自由能(复合判据)与反应进行方向的判断
【例3】已知(设、不随温度而变化)，当时反应能自发进行。关于反应，。下列说法正确的是
A．低温下能自发进行B．任意温度下都不能自发进行
C．高温下能自发进行D．任意温度下都能自发进行
【变式3-1】对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关，也与温度(T)、熵变(ΔS)有关，实验证明，化学反应的方向应由ΔH−TΔS确定，若ΔH−TΔS0，∆S0，∆S>0
D．∆G0的是
A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
11．对反应的和判断正确的是
A． B．
C． D．
12．下列变化过程属于熵增的是
A．N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)B．NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq)+ H2O(l)
C．C(s) + CO2(g) =2CO(g)D．NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)
13．判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定能自发进行的是
A．ΔH0B．ΔH>0,ΔS>0C．ΔH