一、熵、熵增原理、熵判據
1、熵(混亂度):在密閉條件下,體系有由有序自發地轉變為無序的傾向,這種推動體系變化的因素稱作熵。
2、熵判據:在與外界隔離的體系中,自發過程将導緻體系的熵增大,這一經驗規律叫做熵增原理。是在用來判斷化學反應方向時就稱為熵判據。
3、同一物質在不同狀态時熵值大小:在氣态時熵最大,液态時次之,固态時最小,體系混亂度有增加的傾向
二、焓判據和熵判據的應用
焓判據中,自發過程取向于最低能量狀态的傾向。
熵判據中,自發過程取向于最大混亂度的傾向。
化學反應進行的方向判據:體系總是要向着使自身能量降低(焓減)、混亂度增大(即熵增)(由有序趨向無序)的方向轉變
很多情況下,簡單地隻用其中一個判據判斷同一個反應,可能會出現相反的判斷結果,所以應兩個判據兼顧。由焓判據和熵判據組合成的複合判據将更适合于所有的過程。
解釋下列過程為什麼能夠自發進行?
(1)自然界中水總是從高處往低處流;能量最低
(2)室溫下冰塊自動融化;熵增
(3)煤氣與空氣點燃就燃燒;焓減
(4)甲烷燃燒:焓減 CH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(g) △H=-802.3 kJ/mol
(5)鐵生鏽:焓減 3Fe(s) 3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
(6)氫氣和氧氣反應:焓減2H2(g) O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
(7)兩種理想氣體的混合可順利自發進行 熵增
(8)硝酸鹽類的溶解;熵增
(9)常溫常壓下N2O5的分解 熵增 2N2O5(g) =4NO2(g) O2(g) △H= 56.7kJ/mol
(10)碳铵的分解 熵增 (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s) NH3(g) △H= 74.9 kJ/mol
小結
一、化學反應進行方向的判據
1.焓判據
2.熵判據
三、理解熵的含義和熵的變化
1、放熱的自發過程可能是熵減小的過程,如鐵生鏽、氫氣燃燒等;也可能是熵無明顯變化或增加的過程,如金剛石和石墨的互變熵不變;活潑金屬與酸的置換反應熵增等……
2、吸熱的自發過程應為熵增加的過程,如冰的融化、硝酸铵溶于水等。
3、無熱效應的自發過程是熵增加的過程,如兩種理想氣體的混合等。
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