当前课程知识点：大学化学 > 第七章 化学反应的方向 > 7.1 自发过程与自发反应（一） > Video
同学们好
今天我们开始新的一章的学习
在这一章当中
我们在前叙讨论
化学反应当中的
能量变化
与化学平衡的基础上
来进一步跟大家一起分享
化学反应的方向
在这章当中
我们将一起跟大家分享
五个方面的内容
这当中包括
自发过程与自发反应
还要讨论第二定律与
熵判据的相关内容
当然判断化学反应的方向
最重要的有效的工具
是我们的
吉布斯自由能判据
此外还要跟大家
一起讨论一下
影响化学反应方向的
相关的因素
那么下边呢 我们首先来看
我们化学反应过程当中的
自发过程与自发反应
首先
我们一起来回顾一下
关于化学反应
我们首先要问的三个问题
也就是说
反应能否自发的进行
能够自发发生的反应呢
就表明
反应的方向已经确定了
如果不能发生
自发进行的反应
那么这时候
需要我们改变反应的条件
才能够推动反应的发生
因此
反应的方向性问题呢
是我们在热力学当中
讨论的关键问题
其次 反应进行的快慢如何
也是我们在讨论
化学反应当中
需要关注的
一个重点问题
与反应方向相比
反应快慢
只是量度反应的速度的
一个侧面
而有关的问题呢
我们将放在下一章
也就是化学动力学当中
为大家讨论
此外在这章当中
我们还会在前叙讨论
化学平衡的基础上
为大家分享
反应的限度问题
因为一个反应
什么时候达到平衡
平衡状态下
反应物与产物之间的
比例关系
是我们在研究化学反应当中
最关心的一个数学参量
因为这样的参量
最直接反映了
我们需要反应的产物
它的量的多少
还有
我们如果不需要的产物
比如说
一些有害的反应
一些副反应
能在什么程度上
最大限度的限制这些
我们不需要的反应
这都是反应限度
所要关注的问题
在我们这章当中
我们将重点的跟大家讨论
反应的方向与反应的限度
首先
我们来看一个
自发过程的基本的属性
什么是自发过程呢
我们从这样一个例子当中
可以来解析自发
与非自发过程
它们两者之间的区别与联系
比如说
我们把盛有一个大气压的
气体的容器与真空的
具有相同体积的容器
两者之间
它的隔离阀打开
这时候根据生活常识
同学们马上就会想到
带有一个大气压的气体
会迅速的通过
中间的阀门
而扩散进
原来处于真空的
容器当中
经过一段时间的扩散以后呢
达到平衡状态
我们来监测
在A、B两个相同体积的
容器当中
我们会发现
各自具有了
0.5个大气压的气体
而这时候的状态
就是处在一个平衡的状态
而从一个大气压扩散到
真空的容器当中的过程
就是我们今天要讨论的
自发过程
所谓自发过程
是指在一定条件下
不需要籍助外力做功
也就是非体积功
就能够自动进行的过程
我们叫自发过程
刚才气体
扩散进真空容器当中
并且最后能够达到
两侧的压力完全相同的
这样一个平衡状态
从初始到我的终态
这个过程就是自发过程
与此相对的
既然有自发过程
一定还有非自发过程
针对我们刚才的
扩散体系来看
如果我们要想使
已经达到扩散平衡的
两个容器当中的气体
再返回到初始态
一边是真空
而另一边呢
是一个大气压的
这样的气体的状态
那么这个时候
我们要借助外力
才能够把
其中一个容器当中的气体
压缩回到
另外一个容器当中
或者是
通过抽真空的方式
把从A容器当中
抽出的气体
再注入到B容器当中
才能够回到我们初始的
这样一个状态
而无论哪一种做法
从终态再回到始态的时候
必须借助于外力做功
而靠气体自发的扩散
不借助外力的情况
是不可能实现
所以从这刚才
这样一个过程当中
我们就可以体会
自发过程的逆过程
就是非自发过程
是一个需要
借助外力做功的过程
为了寻找在我们的
化学反应过程当中
哪些过程是自发过程
哪些过程是自发反应
因为自发反应
不需要借助外力
它就可以自动的
把化学反应过程延续下去
因此从十九世纪开始
人们就致力于
寻找化学反应的
自发进行条件的
这样一个判据的工作
这当中最有代表性的是
一位丹麦的科学家
汤姆森
还有法国的科学家
贝赛洛
他们在历经
十多年的研究当中
先后提出了关于
反应自发进行的
判据的有关条件
这当中的共同的特点是
自发进行的化学反应
是在没有外界能量的参与下
反应应该向着放热
或者是焓减小
更多的方向进行
这点非常契合
我们日常生活当中
大家的体会
我们可以试想
一个反应
不需要给它加热
它自身通过放热
就可以把化学反应
维持下去
这样的反应
应该是一个
高效的反应
也是一个节能的反应
是我们最期待的一种
自发反应的方式
这样的判据
既然契合了我们生活的常识
那么这样的判据
对于化学反应的判断
是不是准确的
有效的呢
接下来的研究
人们发现
生活当中的
大多数的常识
可以符合这样一个
自发反应的判据
但是生活当中
还有许多的事例呢
却完全与这样的判据相反
比如说
我们把一杯水
和冰的混合物
放在一个4℃的
环境当中
大家注意哈
这时候的冰水混合物
是处在4℃的环境
而不是我们常识当中的
0℃的环境
同学们
马上就可以回答
这个过程将如何进行呢
毫无疑问
随着时间的推移
冰块会慢慢的融化进
液相的水当中
而冰块的融化
毫无疑问一定是一个
吸热的过程
冰块慢慢的融化
这是一个自发过程
从反应来讲
也是一个自发的反应
但是
这个过程
却恰恰是一个
吸热的过程
而这样一种生活当中
最常见的现象之一呢
却违反了刚才
由汤姆森和贝赛洛
所发现的
那样一个普适性的准则
所以人们从生活常识当中
认可了
自发反应的放热依据
但是
又从生活当中的例子呢
找到了进一步的反例
来推翻了这样一个
自发反应的放热的判据
更进一步的
除了生活常识以外
我们来看
在下述的这个典型的
化学反应当中
我们把固体的Ba(OH)2
和固体的NH4Cl
均匀的混合以后
把它们放在一个
三角的锥形瓶当中
这时候为了考察
反应过程当中的吸热
还是放热
我们在一块木板上
给它滴上一点去离子水
将锥形瓶放在去离子水上
这时候
监测我们反应开始之前的
这样一个环境的温度
然后我们把反应体系当中
加入去离子水
经过搅拌
反应开始
我们可以观察到
在这样一个体系当中
溶液并没有变化
溶体呢变化
也是非常细微的
但是
非常直接的一个现象就是
我们的监测过程当中
发现体系的温度
却降到了零下
如果更直接的
从生活常识上来看
我们把这样一块木板
竖起来
却发现
刚才滴过去离子水的部分
已经完全结冰了
这个结冰的效应就在于
两个固体
在掺入去离子水以后
发生了剧烈的自发反应
而这个自发反应呢
却是一个吸热的过程
吸热导致了最后瓶体的
整个环境的温度下降
从而导致瓶底
与我的木板之间
结冰而导致的粘连
这里就再一次证明了
吸热反应
同时也是自发反应的
一种特有的方式
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
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-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
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-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
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-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
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-2.1 物质的聚集状态—液体
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-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
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-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
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-2.1 物质的聚集状态—等离子体
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-2.1 物质的聚集状态—液晶
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-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
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-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
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-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
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-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
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-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
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-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
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-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
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-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
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-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
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-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
