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自發反應
鎖定
在給定的條件下,無需外界幫助,一經引發即能自動進行的過程或反應,稱為自發反應。
- 中文名
- 自發反應
- 外文名
- Spontaneous reaction
- 特 點
- 無需外界幫助
自發反應例子
自發反應注意
化學熱力學指出,熵增加,焓減小的反應必定是自發反應。自發反應不一定是快速反應。
自發反應判斷
△G=△H-T△S
△G——吉布斯自由能變
△S——熵變(物質混亂度的量度,如固體變成氣體或氣體體積增大,則混亂度增加,△S>0)
T——開氏温度(永遠不可能為負值) 判斷反應能否自發進行用吉布斯自由能判據。
如果△G<0 反應可以自發進行;反之則不可以自發進行。
當△H<0,△S>0時,反應自發進行;
當△H>0,△S<0時,反應不自發進行;
當△H>0,△S>0時,需要在較高温度的條件下,才能自發進行。
當△H<0,△S<0時,需要在較低温度的條件下,才能自發進行。
自發反應註解
反應總是在一定條件下進行的。要討論反應的自發性,也要指明反應條件。如果沒有交代反應條件,只講“某某反應不自發”“某某反應自發”,實際上是指在常温常壓下進行的反應。“一定條件”指“一定的温度一定壓強”。例如,反應 CaCO3== CaO + CO2↑ 在常温常壓是非自發的,而在高温下則是自發發生的。 用吉布提自由能計算公式(△G=△H-T△S)來判斷反應能否自發進行時,可以看到T對△G的值有影響,在某些情況下,可能決定△G是大於0還是小於0;式中△H 是一個與温度、壓強有關的物理量。因此,討論△G是大於0還是小於0,實際上也是在一定温度與壓強下進行的。
“外界幫助”這句話中,指的是為反應體系提供能量。“幫助”並不是指提供反應發生的温度和壓強等反應條件,也不是點燃、使用催化劑等等。一定的温度、一定的壓強是反應所需要的條件。很多場合下,提高温度,往往是為了加速反應。合成氨反應在常温常壓下,△G<0,是放熱的自發反應。但是,常温常壓下實際上無法覺察到反應的發生,只有在高温、高壓、催化劑存在下,才有實際的應用價值。又如,硝酸銨NH4NO3的分解反應, △H<0 △S>0,在任何温度下都能自發進行。在常温常壓下,反應速率慢,難以觀察到反應的發生。但加熱到高温,或受猛烈撞擊,發生爆炸性分解:2NH4NO3=N2↑+O2↑+4H2O。撞擊或加熱大大提高反應速率,發生劇烈分解。氫氣氧氣化合成水的反應在常温下也是自發的。常温下將H2與O2混合,不能觀察到有明顯現象,在氫氧燃料電池中,反應在常温下就能進行。在鈀粉催化下H2與O2的混合氣體也能快速生成水。點燃氫氣氧氣,能迅速化合成水,也只是加速了反應速率。