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化學反應的基本類型學過哪兩種

教育 更新时间:2024-11-16 22:23:17

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)1

大家好,今天我們要一起來學習比較抽象的一個知識點:化學反應的方向。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)2

我們都知道在自然界或者是實際的生産、生活當中呢,有一些過程是自發進行的,而且是有一定的方向性的。比如水總是自發的從高處流向低處,而相反,要想水從低處流向高處是不能自發進行的,它需要借助例如抽水機這樣的外力啊。回到化學這個話題上,有些反應也是自發進行的,而且是具有方向性的。那麼我們今天就要來學習怎樣判斷化學反應自發進行的方向。

這裡需要跟大家介紹一個概念,自發過程指的是在一定條件下不需要借助外力,例如光、電這樣的作用就可以自動進行的過程。相反,不會自然發生的,比如需要持續地借助外力才能進行的過程叫做非自發過程。關于這個概念會有兩點注意事項。第一點,一定要分清,我們的化學反應是有外部條件的,比如說在一定的條件下,而有些反應是不需要外部條件的,比如酸、堿中和反應,無需任何的反應條件就可以自發地進行,那什麼叫做需要持續借助外力的作用呢?例如說電解食鹽水,那我們就需要持續地去借助電的作用,才能夠讓這個反應發生。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)3

在實驗的過程中,我們發現大多數的放熱反應都是可以自發進行的,所以這裡需要提醒大家,并不是說氫氣、氧氣不需要任何條件就可以生成水。它是需要點燃或者是加熱才可以生成水,但它依然是一個可以自發進行,隻不過它不需要持續的外力。同時我們通過實驗還知道,例如八水合氫氧化鋇與氯化胺,沒有需要任何的外力條件就可以自發進行。而這個反應是一個吸熱的過程,同時碳酸铵分解成碳酸氫氨和氨氣,以及五氧化二氮生成二氧化氮和氧氣,這些反應雖然都是吸熱的,卻依然是一個自發的過程,所以我們不能隻根據放熱或者是吸熱來判斷化學反應的方向。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)4

除了吸熱反應、放熱反應這一個條件之外,教材為我們介紹了一個新的概念,也是一個物理量,它叫做熵。比如在密閉的一種條件下,體系從有序的、自發的轉變成無序的,這樣的傾向我們可以用熵去衡量,就是混亂程度。混亂程度用s去表示,也就是熵低代表很整齊,混亂度很小,而熵高代表很混亂,從熵低變熵高的過程,△S會大于零。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)5

我們會觀察到無論是水自發的進行,還是放熱反應或吸熱反應,這些都是自發的從混亂度小、有序的狀态變成混亂度大、無序的狀态進行的。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)6

那我們再以一些化學方程式為例來解釋熵增的過程。比如這裡面方程式展示到的鋅是固态、硫酸是液态、硫酸鋅是液态、氫氣是氣态、氯酸鉀是固态,氯化鉀是固态,而氧氣是氣态。所謂的熵增就是混亂度,它會越來變得越大。但是有些熵減的過程也是自發的,比如乙烯聚合成聚乙烯的過程,雖然混亂度在減小,但是它可以自發的進行。而且屏幕上方展示的這兩個方程式雖然也在熵減,但是都是可以自發進行的。

最熟悉的就是氫氧化鐵變成氫氧化亞鐵的過程,這是一個明顯的熵減過程,可是它可以自發地進行。由此我們得到的這樣的結論,不能隻根據熵增或熵減來判斷化學反應進行的方向。

化學反應的基本類型學過哪兩種(化學反應的方向)7

上面的内容總結下來,我們會觀察到自發反應的方向除了跟焓變有關,還和熵變有關。但是單獨地去看焓變或者是熵變,又不可以作為自發進行的判斷依據。教材當中給我們一個資料卡片,自由能和化學反應的方向。其實是要綜合考慮體系的焓變和熵變,它也叫做自由能的變化,有興趣的同學可以仔細的去研讀一下大學的内容,或者是以這個資料、卡片為内容進行研究。

以上就是今天的全部内容,如果有疑問可以留言,也歡迎大家積極轉發。

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