(1)由焓判据知放热反应是易进行的;由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应,可能会出现相反的判断结果。
(2)在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
(3)温度与反应方向的关系图为
2.已知反应:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下,其ΔH=
-113.0 kJ·mol-1,
ΔS=-145.3 J·mol-1·K-1。
该反应______(填"能"或"不能")用于消除汽车尾气中的NO,理由为_________________
_______________________________________________________。
答案 能 该反应的ΔH-TΔS≈-69.7 kJ·mol-1<0,说明该反应在理论上可自发进行
解析 ΔH-TΔS=-113.0 kJ·mol-1-298 K×(-145.3×10-3 kJ·mol-1·K-1)≈-69.7 kJ·mol-1<0,故理论上该反应能自发进行。
(1)放热和熵增加都对ΔH-TΔS<0有所贡献,因此放热的熵增加反应一定能自发进行,吸热的熵减小反应一定不能自发进行。
(2)当反应的焓变和熵变的影响相反,且二者大小相差悬殊时,某一因素可能占主导地位。
(3)如果反应的焓变和熵变的影响相反且相差不大时,温度可能对反应的方向起决定性作用。
特别提醒 (1)反应发生的条件有多种,ΔH-TΔS这个判据只能用于温度、压强一定下的反应,不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
(2)反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应是否实际发生及反应的速率大小。
例3 下列反应中,一定不能自发进行的是( )
A.2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g) ΔH=-78.03 kJ·mol-1 ΔS=1 110 J·mol-1·K-1
B.CO(g)===C(s,石墨)+O2(g) ΔH=110.5 kJ·mol-1 ΔS=-89.36 J·mol-1·K-1
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)