《化学反应进行的方向》知识点整理《化学反应进行的方向》知识点整理
(一)自发过程与非自发过程:
不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程,而
必须在外力的作用下才能进行的过程为非自发过程。
说明:
1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程,此时体系对外界做功或放出能量这一经验规律
就是能量判据。
能量判据又称焓判据,即△H 0的反应有自发进行的倾向,焓判据是判断化学反应进行方向的判
据之一。
2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。
即反应物的总能量大于生成物的总能量。
但并不是放热反应都
能自发进行,也不是讲吸热反应就不能自发进行。
某些
吸热反应也能自发进行,如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应,还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。
3、混乱度:表示体系的不规则或无序状态。
混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
熵是热力学上用来表
示混乱度的状态函数,符号为S,单位为:Jmol-1K-1 。
体系的无序性越高,即混乱度越高,熵值就越大。
4、在相同条件下,不同物质的熵值不同,同一物质在不同状态时的熵值大小也不一样,一般而言:固态时
熵值最小,气态时熵值最大。
5、熵变:化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化,因此存在混乱度的变化,叫做熵变,符号:△S △S=S产物-S反应物。
在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向熵增
6、自发过程的熵判据:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理,是判断化学反应方向的另一判据熵判据。
7、判断某一反应能否自发进行,要研究分析:焓判据和熵判据对反应方向的共同影响。
(二)化学反应进行的方向:
在一定的条件下,一个化学反应能否自发进行,既可能与反应的焓变有关,又可能与反应的熵变有关。
在温度、压力一定的条件下,化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果,反应的判据是:DH-TDS(T为热力学温度,均为正值)。
DH-TDS0,反应能自发进行;
DH-TDS=0,反应达到平衡状态;
DH-TDS0,反应不能自发进行。
即:在温度、压力一定的条件下,自发反应总是向DH-TDS0的方向进行,直至达到平衡状态。
说明:
1、在判断反应的方向时,应同时考虑焓变和熵变这两个因素。
2、在温度、压强一定的条件下,化学反应自发进行的方向的判据是:
△G = △H-T△S
其中:G 叫作吉布斯自由能。
则:
△G = △H -T△S 0 反应能自发进行
△G = △H -T△S =0 反应达到平衡状态
△G = △H-T△S 0 反应不能自发进行
3、在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。
放热反应的焓变小于零,熵增加反应的熵变大于零,都对DH-TDS0作出贡献,因此,放热和熵增加有利于反应自发进行。
即放热的熵增加反应一定能自发进行,而吸热的熵减小反应一定不能自发进行。
4、当焓变和熵变的作用相反时,如果二者大小相差悬殊,可能某一因素占主导地位。
焓变对反应的方向起决定性作用,DH-TDS0,常温、常压下放热反应能自发进行;熵变对反应的方向起决定性作用,则熵增较大的反应在常温常压下能自发进行。
5、当焓变和熵变的作用相反,且相差不大时,温度有可能对反应进行的方向起决定性作用,使TDS的值大
于DH值,反应能够自发进行。
6、△H -T△S只能用于说明该反应在理论上能否在此条件下发生,是一个化学反应发生的必要条件,只是反应的可行性问题。
过程的自发性只用于判断过程的方向,并不能确定该反应在此条件下是否一定会发生以及过程发生的速率。
7、△H -T△S只用于一定温度和压强下的化学反应方向的判断,不能说明在其他条件下该反应的方向问题。