一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向:
在一定的條件下,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,既可能與反應(yīng)的焓變有關(guān),又可能與反應(yīng)的熵變有關(guān).在溫度、壓力一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的方向是熵變和焓變共同影響的結(jié)果.
在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判據(jù)是:
△G = △H-T△S
其中:G 叫作吉布斯自由能.則:
△G = △H -T△S < 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
△G = △H -T△S =0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
△G = △H-T△S >0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
氯化鉀晶體溶于水的過(guò)程中△G = △H -T△S <0,是由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,導(dǎo)致體系的熵增大,也就是反應(yīng)方向是往熵增大的方向進(jìn)行.當(dāng)溶解平衡后△G = △H -T△S =0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
二、判斷吸熱還是放熱
物質(zhì)溶于水時(shí),有些物質(zhì)吸收大量的熱.例如把氯化鉀溶解在水里,就會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液的溫度顯著降低.
另一些物質(zhì)溶于水的時(shí)候,會(huì)放出大量的熱,例如把苛性鈉溶解在水里,或者把濃硫酸緩緩地倒進(jìn)水里,就會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液的溫度顯著升高.
物質(zhì)溶解時(shí),為什么會(huì)有吸熱或放熱的現(xiàn)象呢?
這是因?yàn)椋何镔|(zhì)溶解,一方面是溶質(zhì)的微粒——分子或離子要克服它們本身的相互之間的吸引力離開(kāi)溶質(zhì),另一方面是溶解了的溶質(zhì)要擴(kuò)散到整個(gè)溶劑中去,這些過(guò)程都需要消耗能量,所以物質(zhì)溶解時(shí),要吸收熱量.溶解過(guò)程中,溫度下降原因就在于此.
如果溶解過(guò)程只是單純的擴(kuò)散,就應(yīng)該全是吸熱的,為什么還有的放熱呢?原來(lái),在溶解過(guò)程中,溶質(zhì)的微?!肿踊螂x子不僅要互相分離而分散到溶劑中去,同時(shí),溶解于溶劑中的溶質(zhì)微粒也可以和溶劑分子生成溶劑化物(如果溶劑是水,就生成水合物).在這一過(guò)程里要放出熱量.
因此,物質(zhì)溶解時(shí),同時(shí)發(fā)生兩個(gè)過(guò)程:
一個(gè)是溶質(zhì)的微?!肿踊螂x子離開(kāi)固體(液體)表面擴(kuò)散到溶劑中去,這一過(guò)程吸收熱量,是物理過(guò)程;
另一個(gè)過(guò)程是溶質(zhì)的微?!肿踊螂x子和溶劑分子生成溶劑化物并放出熱量,這是化學(xué)過(guò)程.
這兩個(gè)過(guò)程對(duì)不同的溶質(zhì)來(lái)說(shuō),吸收的熱量和放出的熱量并不相等,當(dāng)吸熱多于放熱,例如氯化鉀溶解在水里的時(shí)候,因?yàn)樗退肿咏Y(jié)合的不穩(wěn)定,吸收的熱量比放出的熱量多,就表現(xiàn)為吸熱,在溶解時(shí),溶液的溫度就降低.反之,當(dāng)放熱多于吸熱,例如濃硫酸溶解在水里的時(shí)候,因?yàn)樗退肿由闪讼嗷シ€(wěn)定的化合物,放出的熱量多于吸收的熱量,就表現(xiàn)為放熱,所以溶液的溫度顯著升高.
一種物質(zhì)溶解在水里,究竟是溫度升高還是降低,取決于溶解過(guò)程中兩種過(guò)程所吸收或放出的熱量多少用Q放代表溶質(zhì)微粒擴(kuò)散所吸收的熱量,用Q吸代表溶質(zhì)微粒水合時(shí)放出的熱量.若:
Q吸>Q放 溶液溫度下降
Q吸<Q放 溶液溫度升高
Q吸≈Q放 溶液溫度無(wú)明顯變化
溶質(zhì)溶解過(guò)程的熱量變化,我們可以用儀器測(cè)得.
上面說(shuō)的是單純的溶解過(guò)程,我還要補(bǔ)充一點(diǎn)將是如果溶質(zhì)在溶液中要發(fā)生電離或水解(例如各種電解質(zhì)),同時(shí)又要吸熱.而像生石灰溶解于水要與水發(fā)生反應(yīng),放出大量的熱屬于比較特殊的情況,不能僅理解為溶解的過(guò)程
試解釋“氯化鉀晶體溶于水是吸熱過(guò)程,但能自發(fā)進(jìn)行”的原因.從化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向方面解釋.
試解釋“氯化鉀晶體溶于水是吸熱過(guò)程,但能自發(fā)進(jìn)行”的原因.從化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向方面解釋.
化學(xué)人氣:515 ℃時(shí)間:2020-05-16 22:07:21
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