【摘要】:首先说明了讨论反应方向的前提是“没有外界干扰时体系的性质”;而后通过生活常见的实例说明自发的反应不一定能够发生,不自发的反应在外界提供能量等条件下也可以发生,虽然“该过程的本质仍然是非自发性的”。文中阐述和例证充分说明了反应能否自发不是反应能否发生的必要条件。因此,根据焓变和熵变判断出来的化学反应方向仅仅代表没有外界其他条件时反应的趋势,至于具体反应发生情况,则受外界条件的影响。
反应的自发方向判断包含非常复杂的内容。基于中学生的认知情况,我们不作过于深入的讨论。笔者抛开大学教材以及各专业著作对于该问题的论述,仅限于现行的人教版中学教材和中学生的认知水平进行分析。在《化学反应原理》第二章第4节中,有这样的表述:
需要注意的是,第一,在讨论过程的方向问题时,我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。例如,用水泵可以把水从低水位升至高水位;用高温可以使稳定的石灰石分解;高温高压可以使石墨转化为金刚石。但是,要实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的。
教材这段话的叙述阐述了化学反应方向的相关问题。首先说明了讨论反应方向的前提是“没有外界干扰时体系的性质”;而后通过生活常见的实例说明自发的反应不一定能够发生,不自发的反应在外界提供能量等条件下也可以发生,虽然“该过程的本质仍然是非自发性的”。文中阐述和例证充分说明了反应能否自发不是反应能否发生的必要条件。除了教材所举的例子,这样的例子还非常多,如学生熟悉的充放电电池,电池向外放电的过程是自发的,给电池充电的电解过程是非自发的,实际过程是这两个过程循环进行,如铅蓄电池:
铅蓄电池:(负极—Pb;正极—PbO2;电解液—浓硫酸)(www.xing528.com)
该电池正向的放电过程是自发的,接通电路就可以放出电流;充电过程不能自发,但是接通电源就可以进行充电,只是要电源提供能量而已。
因此,根据焓变和熵变判断出来的化学反应方向仅仅代表没有外界其他条件时反应的趋势,至于具体反应发生情况,则受外界条件的影响。
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