化学反应的自发性的判断

1、化学反应能否自发性进行的判断一、基本概念及其意义焓：是一个热力学系统中的能量参数，规定由字母H表示，单位为焦耳（J）；摩尔焓 H（ 单位：千焦/摩尔KJ/mol）和比 焓 h（单位：千焦/千克 kJ/kg） 也非常重要，它们描述了焓在物 质的量 和物质质量 上的定义 。焓的特点：焓是状态函数，其值与达到状态所发生的过程无关，状态一定，焓的值就一定。焓没有明确的物理意义。焓变：是系统发生一个过程的焓的增量，用H表示，其值大小与达到状态所发生的过程无关。mol焓变的单位：千焦/摩尔KJ/mol。焓变与反应热的关系：体系的等压反应热就等于焓变。（高中阶段一般不要求学生掌握等容反应热Qv）。熵：描述体

2、系混乱度的状态函数叫做熵，用S表示。熵的特点与焓的特点一样，其值与达到状态所发生的过程无关，状态一定，焓的值就一定。标准摩尔熵的单位：Jmol-1K-1。熵变：是系统发生一个过程的熵的增量，用S表示，其值大小与达到状态所发生的过程无关。标准摩尔熵变的单位：Jmol-1K-1。吉本斯自由能：又叫吉布斯函数，是热力学中一个重要的参量，常用G表示。吉本斯自由能变：是系统发生一个过程自由能的增量，用G表示。G =H -TS (Kj/mol)因为H、T、S均为状态函数，所以G亦为状态函数。G和G的大小与达到状态所发生的过程无关。只要状态一定，G和G就一定。二、化学反应自发性和方向性判断1、自发过程：在一

3、定的条件下，不需要外力就可以自动进行的过程。 2、焓变判断：一个自发的过程，体系趋向是由能量高的状态向能量低的状态转化。对化学反应而言，放热反应有自发的倾向。但是，吸热反应也有自发的，放热反应也有不自发的。故以焓变判断并非准确。 3、熵变判断：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增加。 体系混乱度增加，有利于反应进行。若反应后气体分子数增加，体系混乱度增加，熵变S 0。要准确判断一个化学反应能否自发进行，需要焓变与熵变共同决定。一般低温时焓变以影响为主；高温时，以熵变影响为主，而温度影响的大小要看H和 S的具体数值而定，即自由能判断法。4、 自由能变判断：（虽然高中阶段没有引入自由能概

4、念，但却要求学生会使用自由能判别式判断反应能否自发进行。） G H TS 0，反应自发进行。（正反应能自发进行，逆反应不能自发进行） G H TS 0，反应处于平衡状态。（正反应和逆反应处于平衡状态） G H TS 0，反应逆向自发进行。（逆反应自发进行，正反应不能自发进行） 放热的熵增加的反应H 0，S 0，必定有：G = H TS 0（恒小于零）。具备该条件的反应肯定是能够自发进行的反应。 吸热的熵减少的反应H 0，S 0，必定有：G = H TS 0 （恒大于零）.具备该条件的反应肯定是不能自发进行的反应。 吸热的熵增加的反应H 0，S 0，则有：反应能否进行取决于T，且T值大时，G =

5、 H TS 0 。 具备该条件的反应，需要在较高温度时反应才能能自发进行，在低温时不能自发进行。亦即：要保证G 0，T必须升高到足够高，反应才能自发进行。 放热的熵减少的反应 H 0，S 0，则有：反应能否进行，取决于T，且T值大时，G = H TS 0。具备该条件的反应，在高温时不能自发进行，需要在较低的温度时反应才能自发进行。亦即：要保证G 0，T必须降低到足够低，反应才能自发进行。 判断韵语：焓小熵大，必定自发焓大熵小，永不自发二者皆大，升温自发二者皆小，降温自发或者是：“一小一大，熵大自发；二者同号，大升小降”注：1.焓指焓变，熵指熵变，2.大：焓变或熵变值大于0；小：焓变或熵变的小于

6、0.3.大升小降：二者均大于0，升温反应自发进行，二者均小于0，降温则反应自发进行。4.升温、降温指的是温度升高、降低到足够高、低。【例题】下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）A、2N2(g) + O2(g) 2N2O(g) H = +163kJmol-1B、Ag(s) + Cl2(g) AgCl(s) H = -127kJmol-1 C、HgO(l) Hg(l) + O2(g) H = +91kJmol-1D、H2O2(l) O2(g) + H2O(l) H = -98kJmol-1 【解析】A反应是放热反应，H 0；反应后气体分子数减少，S 0，G H TS0，任何温度下都不能自发进行，“焓大熵小，永不自发”，故A错误。B反应是吸热反应，H 0，反应后气体分子数减少，S 0，“二者皆小，降温自发”，高温下不能自发反应，故B错误。C反应是放热反应，H 0，反应后气体分子数增大，S 0，“二者皆大，升温自发”，低温下不能自发进行，故C错误。D反应是吸热反应，H 0，反应后气体分子数增加，S 0，“焓小熵大，