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2011化工工程师考试：无机化学 学习方案汇总

三 吉布斯能和化学反应的方向

(一)自发过程

对化学反应来说在一定条件下能够自动进行的反应叫自发反应，反应的这种特性叫反应的自发性。能够自发进行的反应，其反应物放在一起就可以发生反应。对不能自发进行的反应，其反应物放在一起则不会发生反应。但是，应该注意到自发反应不等于一定能进行的反应。例如：

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) ΔHØ = -285.8 kJ?mol-1

热力学计算证明该反应是一个自发进行的反应，但在室温条件下该反应可以认为是不能发生的。原因是在室温条件下该反应的反应速率极慢接近于零。所以反应的自发性只是说反应进行的可能性，并不等于反应一定能够发生，还要考虑到反应的条件对反应速率产生的影响。而不自发的反应过程，也不是说不能发生，只是需要环境对体系做功。例如水的分解反应是一个非自发的，但在电解条件下即可实现。

(二)熵和熵变

熵是与体系的混乱程度有关的一个状态函数，是体系的广度性质，其变量ΔS只取决于体系的始终态，而与体系变化的途径无关。

0K温度条件下，任何纯物质完整晶体的熵值等于零。因为在此温度条件下，任何纯物质完整晶体均处于完全有序的状态，体系的混乱度最小。在标准状态下,1mol纯物质的熵叫标准熵，用符号SØ表示，单位是J? K-1 ?mol-1 。

纯物质的标准熵的绝对值是可以测得的。物质的混乱度越大，其对应的熵值也越大。这与物质的质点(分子、原子、离子)在空间的排列方式和运动方式有关。对于同一种物质S(g)>S(l)>S(s)。相同物质形态的不同物质，其分子中的原子数目或电子数目越多，熵值一般也越大。例如

H2O(l) H2O(g) HCl(g) HBr(g) HI(g) NH3(g)

SØ(J? K-1 ?mol-1) 69.9 188.72 186.8 198.6 206.5 192.3

体系的温度升高，物质的熵值相应增大。对气体物质，压力增大，其熵值减小，对固态、液态物质，其熵值受压力的影响较小。在反应中气体分子数增大时，体系的熵值增大，当气体分子数减少时，体系的熵值变小。

化学反应过程的标准熵变

ΔSØ = ∑SØ产物 - ∑SØ反应物

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