判斷化學反應能否發生?判斷一個反應能否發生,就看反應后是否生成沉淀,氣體,水,如果有,則證明反應能夠發生,另外,往往還普遍遵循強制弱的原則,還要根據反應物的氧化性,還原性的強弱而定。如果,氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性,還原劑的還原性強于還原產物的還原性,也則該反應能夠發生。化學是自然科學的一種,主要在分子、那么,判斷化學反應能否發生?一起來了解一下吧。
判斷反應能否自發進行由該公式確定:△G=△H-T△S。△G為吉布斯自由能變,△H為焓變,△S為熵變,T為開氏溫度。
在溫度、壓強一定的條件下,化學反應的判讀依據為:
ΔH-TΔS<0 反應能自發進行
ΔH-TΔS=0 反應達到平衡狀態
ΔH-TΔS>0 反應不能自發進行
注意:(1)ΔH為負,ΔS為正時,任何溫度反應都能自發進行
(2)ΔH為正,ΔS為負時,任何溫度反應都不能自發進行
擴展資料
在ΔG=ΔH-TΔS中,焓變和熵變的值是通過末狀態減初狀態得出的,所以自由能變也應該用末狀態減初狀態。我們所說的一個化學反應方程式只有一個焓變和熵變,分別是標準摩爾反應焓變和標準摩爾反應熵變,計算得到的是標準摩爾反應吉布斯自由能變。
而由于實際投料的不同,摩爾反應吉布斯自由能變與標準摩爾反應吉布斯自由能變會有一個差值,這個差值就是RTlnQ(對于這個差值我們之后會說到)。對于可逆反應來說,末狀態并不是完全反應的狀態,所以不能用標準反應的值來算。
參考資料來源:百度百科-自發反應
判斷初中化學酸堿鹽反應是否可以發生,主要依據生成物是否為沉淀、氣體或水。這類反應只有生成這些產物,才能稱為真正的化學反應。因為水和沉淀都是穩定的物質,從高中化學理論來看,化學反應通常是從不穩定物質向穩定物質轉移。所以老師說的也是個‘通式’。
沉淀,如碳酸鈣(CaCO3);弱電解質,如水、弱酸弱堿(羧酸如醋酸、次氯酸、氨水等);由氣體生成(不穩定物質),交換離子后出現碳酸、亞硫酸、氫硫酸、氨水,分別生成二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氨氣。還有氧化還原反應,鹽與鹽、堿與鹽的反應,通常要求可溶性鹽。而酸與堿反應則沒有嚴格要求。
生成氣體,溶液中離子減少,生成沉淀同樣減少,因為沉淀不屬于溶液;生成水,水是難電離的,因此減少氫原子和氧原子。通過實驗可以驗證反應是否發生,化學學習永遠離不開實驗。
復分解反應趨向于離子數目減少。例如,鹽酸和醋酸鈉反應生成醋酸和氯化鈉,初中可能解釋為強酸生成弱酸。用離子方程式表示,實際參與反應的離子數量變化如下:CH3COO- + Na+ + H+ = Na+ + CH3COOH,前面有3個離子,后面只有1個離子。
酸反應通式:酸+金屬=鹽+氫氣(條件:金屬活動性在H之前,K Na Ca除外,酸是稀的);酸+堿=鹽+水;酸+鹽=新酸+新鹽(條件:有沉淀或氣體生成);酸+堿性氧化物=鹽+水;部分含氧酸=酸性氧化物+水。
在判斷化學反應能否進行時,首要考慮的是熱力學。熱力學可以通過計算自由能變化(△G)來判斷反應的方向。如果沒有其他形式的功,△G作為判據尤為關鍵。例如,電解水反應引入了電功,這與熱力學自發進行的反應不同。許多具有潛力的反應其實△G>0,比如光解水,這是一個研究熱點,因為光能是清潔的,并且來源于太陽。然而,光能的引入同樣意味著引入了其他形式的功。
△G不僅反映反應是否能夠自發進行,還反映反應進行的程度。△G值越大,反應進行的程度越小。當△G超過40kJ/mol時,可以認為反應不會自發進行。除了熱力學考量,還需要考慮動力學因素。有些反應從熱力學角度看似乎能夠徹底進行,但在常溫常壓等條件下難以發生,例如氫氣和氧氣的混合,通常需要點火等條件才能劇烈反應生成水。這是因為反應過程并非一步完成,而需要經過多個步驟,每個步驟可能需要較高的能量來活化。
可以用爬山的比喻來形象說明這個問題。以氫氣和氧氣的混合為例,反應體系最初處于一個小山包上,生成水的過程相當于跌入了馬里亞納海溝,因此總的來看,反應是有利的。但常溫條件下,反應需要跨過珠穆朗瑪峰的高度,沒有點火等條件,很難發生。因此,化學反應能否進行不僅需要熱力學的支持,還需要動力學條件的配合。
在判斷任意兩個物質能否發生化學反應時,通常遵循以下條件:
1. 金屬與氧氣反應生成金屬氧化物,如除銀、鉑、金外的金屬。金屬越活潑,與氧氣反應越容易,反應也越劇烈,大多數金屬氧化物是堿性氧化物。
2. 堿性氧化物與水反應生成可溶性堿,如K2O、Na2O、BaO。Ca(OH)2微溶于水,其對應的CaO也能與水反應,其他堿性氧化物一般不與水反應。
3. 堿可轉化為鹽,途徑包括堿與酸性氧化物、酸或某些鹽反應。
4. 堿在加熱條件下分解為堿性氧化物和水,金屬越不活潑,堿越容易分解。
5. 非金屬與氧氣反應生成非金屬氧化物,除F2、Cl2、Br2、I2外的非金屬均可與氧氣直接反應,生成的非金屬氧化物多為堿性氧化物。
6. 酸性氧化物與水反應生成含氧酸,常見的酸性氧化物如CO2、SO2等均可與水反應生成對應的含氧酸。
7. 酸轉化為鹽有多種途徑,包括某些金屬與酸、酸與堿性氧化物或堿、酸與某些鹽反應。
8. 酸在一定條件下分解生成酸性氧化物(酸酐)和水。
9. 金屬與非金屬反應生成無氧酸鹽,反應越容易進行,金屬和非金屬的活潑性越強。
10. 酸性氧化物與堿性氧化物反應生成含氧酸鹽,強酸如H2SO4、HNO3的酸酐與活潑金屬氧化物在常溫下即可反應,其余需加熱或高溫。
反應能否發生可以有兩個參照物(實際上是一個原理):
看反應的化學平衡常數。一般認為平衡常數小于10^(-5)的不能發生,平衡常數小于10^(-3)的反應傾向很小。平衡常數大于10^5的反應可以直接視為不可逆反應。
看反應的吉布斯自由能(ΔG=ΔH-TΔS,綜合判據),ΔG>0表示在該溫度下不能自發地發生。
實際上,兩者可以通過等式ΔG = -RTlnK來聯系(化學熱力學內容)。
由于部分高中可能沒有傳授吉布斯自由能的概念,通過焓變和熵判斷也是可以的。一般焓變為正值且反應熵為負(無序度減少)的反應都不能自發發生。
對于兩者信息都沒有給出且化學方程式無明顯提示的,如果是氧化還原反應,可以按照強氧化劑+強還原劑-->弱氧化劑+弱還原劑等的規律來尋找。
實際上幾乎沒有完全不發生的反應,但是有很多反應在有限的時間和受限的觀測精度下可以認為不發生。
以上就是判斷化學反應能否發生的全部內容,1. 金屬與氧氣反應生成金屬氧化物,如除銀、鉑、金外的金屬。金屬越活潑,與氧氣反應越容易,反應也越劇烈,大多數金屬氧化物是堿性氧化物。2. 堿性氧化物與水反應生成可溶性堿,如K2O、Na2O、BaO。Ca(OH)2微溶于水,其對應的CaO也能與水反應,其他堿性氧化物一般不與水反應。3. 堿可轉化為鹽,內容來源于互聯網,信息真偽需自行辨別。如有侵權請聯系刪除。