高考化学总复习 智能考点归类总结（教材精讲+典型例题+跟踪
训练）化学反应的方向及判据（含方法提示和解析）
Ⅰ.课标要求
能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 Ⅱ.考纲要求
暂未作要求 Ⅲ.教材精讲
1.本考点知识结构
2.反应焓变与反应方向
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol
（2）部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol。
（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。 3.反应熵变与反应方向
（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol·K，熵值越大，体系的混乱度越大。
（2）化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 ．．（3）反应熵变与反应方向的关系
—1
—1
—1
—1
化学反应的方向 共同 影响 反应焓变 反应熵变 吸热 放热 熵增 熵减 1
①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol
—1
·K，在点燃的条件下即可自发进行。
4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。 在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，
—1
第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为： △H—T△S＜0 反应能自发进行 △H—T△S==0反应达到平衡状态 △H—T△S＞0反应不能自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
Ⅳ.典型例题
１.第Ⅰ象限符号为“＋、＋”（△S＞0、△H＞0）时化学反应的方向——高温下反应自发进行
例１.石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g) 其△H（298K）==178.2kJ·mol
—１
y Ⅱ ＋、—
Ⅰ ＋、＋
x
—、— Ⅲ
—、＋
Ⅳ
△S＞0 △H＜0
所有温度下均可自发进行 △S＜0 △H＜0
低温下反应自发进行
△S＞0 △H＞0
高温下反应自发进行 △S＜0 △H＞0
所有温度下反应均不能自发进行
，△S（298K）==169.6J·mol·K
—1—1
试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？ 【解析】
2
∵△H—Ｔ△S＝178.2kJ·mol
—1
—１
—２９８Ｋ×10××169.6kJ·mol·K
—3—1—1
==128kJ·mol＞0
∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—Ｔ△S＜0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H—Ｔ△S＜0可知，Ｔ＞△H/△S ==178.2kJ·mol169.6kJ·mol·K==1051K，即温度高于７７８℃时反应可自发进行。
２.第Ⅱ象限符号为“＋、—”（△S＞0、△H＜0）时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行
例２.已知双氧水、水在２９８Ｋ、１００kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：
物 质 H2O(l) H2O2(l) O2（g） △fH?/kJ·molm—１
/10××
—3
—1—1
—１ —２５８.８ —１９１.２ 0 （１）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
（２）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J·mol·K 试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到２０００Ｋ时，反应能否自发进行。 【解析】
（１）根据△H ==H（产物）—H（反应物）得，△H ==２×（—２５８.８kJ·mol+0—2×（—１９１.２kJ·mol
—１
—１
—1
—1
）
）=== —１３５.２kJ·mol
—１
—１
。
—3
（2）在２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol
—1
－(298K×10×57.16kJ·mol
·K) == —152.23 kJ·mol
—1—１
＜0
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到２０００Ｋ，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol
—１
－(２０００K×10×57.16kJ·mol·K)== —２４９.５２kJ·mol
—3—1—1—１
＜0
故△S＞0、△H＜0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＜0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。
３.第Ⅲ象限符号为“—、—”（△S＜0、△H＜0）时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行
例３.常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
４Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在２９８Ｋ时的△H== —444.3 kJ·mol
—１
，△S== —２８０.1 J·mol·K
—1—1
试问该反应在常温下是否自发进行？ 【解析】
根据△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol
—1
—１
—２９８Ｋ×10×（—２８０.1 kJ·mol·K
－3—1
）== —360.83 kJ·mol
—１
＜0，故２９８Ｋ时反应可自发进行。
3
由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到２０００Ｋ，则△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol（—２８０.1 kJ·mol·K）＝１１５.9 kJ·mol应不能自发进行。
４.第Ⅳ象限符号为“—、＋”（△S＜0、△H＞0）时化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行
例４.ＣＯ(g)＝Ｃ（s，石墨）＋１/２Ｏ２（g），其△H＝１１０.5 kJ·mol
—1
—1
—１
—1
—1
—１
—１
—２０００Ｋ×10×
－3
＞0，反应不能自发行。即高温下反
△S==
—８９.３６J·mol·K，试判断该反应在２９８Ｋ和２０００Ｋ时反应是否自发进行？
【解析】
２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·molkJ·mol·K) ==137.13 kJ·mol
—1
—1
—１
—１
—２９８Ｋ×10×（—８９.３６
—3
＞0，故２９８Ｋ时反应不能自发进行。
—１
２０００Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·mol６kJ·mol·K) ==２８９.２２ kJ·mol
—1
—1
—１
—２０００Ｋ×10×（—８９.３
—3
＞0，故２０００Ｋ时，反应也不能自发进行。
事实上，△S＜0、△H＞0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＞０，故化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限（高温下反应自发进行）和第Ⅲ象限（低温下反应自发进行）相反相成，第Ⅱ象限（所有温度下均可自发进行）和第Ⅳ象限（所有温度下反应均不能自发进行）相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S＜0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。
Ⅴ.跟踪训练
一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填高温 在其它地方无效） 1.下列过程放出热量的是
点燃 A.H2→2H B.C（s）+CO2（g） 2CO（g）
C.C+O2CO2 D.硝酸铵溶于水 2.过程自发性的作用是
A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 3.能用能量判据判断下列过程的方向的是
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
4
D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率增大 4.下列反应中，在高温下不能自发进行的是
A.CO（g）==C（s）+1/2O2（g） B.2N2O5（g）===4NO2（g）+O2（g） C.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)==MgO(s) +CO2(g) 5.下列关于判断过程方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程 D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
二、选择题（下列各题均1～2个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其它地方无效） 6.下列固体的溶解有明显的放热过程的是
A.硝酸铵
B.氯化钠
C.氢氧化钠 D.生石灰
7.水的三态的熵值大小关系正确的是
A.Sm(s)＞ Sm(l)＞ Sm(g) B. Sm(l)＞ Sm(s)＞ Sm(g) C.Sm(g)＞ Sm(l)＞ Sm(s) D. Sm(g)＞ Sm(s)＞ Sm(l) 8.对反应方向起决定作用的因素的判断不正确的是
A.有时焓变对反应方向起决定性作用 B.有时熵变对反应方向起决定性作用
C.焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D.任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定作用 9.对温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是 ．．．
A.△H＜0，△S＞0，所有温度下反应自发进行 B.△H＞0，△S＞0，所有温度下反应自发进行 C.△H＜0，△S＜0，低温下反应自发进行 D.△H＞0，△S＜0，所有温度下反应不能自发进行 10.对于化学反应的方向的确定，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进行的唯一因素 D.固体的溶解过程与焓变有关
11.已知石墨和金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C（石墨·s）+O2(g)===CO2(g)；△H== —393.5kJ·mol C（金刚石·s）+O2(g)===CO2(g)；△H== —395.4kJ·mol关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是
—1 —1
5
高考化学总复习 智能考点归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)化学反应的方向及判据(含方法提示和解析
