溶于水自发地向水中扩散,形成均匀的溶液等。为解释这一类与能量无关的过程的自发性,科学家提出了另一推动体系变化的因素:在密闭条件下,体系有由有序自发地变为无序的倾向的熵判据。
1、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。
2、熵: 用来表示混乱度大小的物理量 符号:S ;单位:J·mol-1·K-1
体系的有序性越高,即混乱度越低,熵值就越小。有序变为无序--熵增的过程。
3、熵的大小判断: (1)气态 > 液态 > 固态 (2)与物质的量成正比
4、反应熵变△S = 反应产物总熵 - 反应物总熵
产生气体的反应,或气体物质的量增大的反应,△S通常为正值,为熵增加反应,反应自发进行。 注意:两种气体的混合也是熵增加的过程。
5、熵判椐: 在于外界隔离体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即△S > 0。
称为熵增原理。
6、熵判椐的局限性
有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行,如:-10℃的液态水会自动结冰成为固态,氨气与氯化氢气体反应生成氯化铵固体等。
因此,反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一因素。
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
在一定条件下,一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关。研究表明,在恒温、恒压下,判断化学反应自发性的判据是:体系自由能变化(△G、
单位:KJ/mol):△G = △H - T△S(注意:T的单位是"K",不是"℃")
△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。
总结:
类型 △H △S △H-T△S 反应的自发性 1 - + 永远是- 在任何温度下都是自发反应 2 + - 永远是+ 在任何温度下都是非自发反应 3 - - 在高温+
在低温- 在低温是自发反应
在高温是非自发反应 4 + + 在高温-
在低温+ 在低温是非自发反应
在高温是自发反应