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自发反应和非自发反应

化学反应总是向着能够自发进行的方向进行。

反应自发进行的方向是热力学判断化学反应“行不行”的问题,只有反应可行才有利用的可能,进一步研究“快不快”才有意义。

但是什么反应是能够自发进行的反应?也就是说化学反应究竟容易向哪个方向进行?

例如:

自发反应和非自发反应

同学们往往有疑问,“铁生锈”肯定是自发的,但是“氢气的燃烧”是需要人为点燃的呀,怎么会是自发的呢?

再想一想,

氢气的燃烧生成水,逆反应是自发进行的吗?

逆反应是水电解生成氢气和氧气,需要一直通电做功。这才是非自发反应的特点:需要外界持续提供能量(做有用功)才能发生和维持。

所以,

“氢气在氧气中点燃生成水”,这个正反应和逆反应的区别是正反应需要点燃一下下,然后可以自发进行;逆反应则需要一直供电,断电则反应停止,非自发。

总结一下,

自发反应:

自发反应是指在特定条件(通常指一定的温度、压力)下,无需外界持续帮助(即不对体系做持续的有用功),一经引发就能自动进行的反应或过程。

但是自发反应是热力学概念,它们在动力学上不一定能快速发生。许多自发反应由于动力学障碍(如高的活化能)而进行极其缓慢,甚至几乎观察不到变化。氢气和氧气就是典型的例子,虽然在热力学上是高度自发的,但是在常温常压下氢气和氧气混合后可以长期共存而不发生明显反应,只有经点燃或催化剂等条件克服了动力学能垒,该反应才能发生。

非自发反应:

非自发反应与自发反应相反,是指在给定条件下,不能自动进行的反应。这类反应需要外界持续提供能量(做有用功)才能发生和维持。

典型的非自发反应包括:水的电解(需要持续通电)、光合作用(需要光能)、以及碳酸钙在常温下的分解等。不过,非自发反应也不一定"不能发生",而是指在没有外界帮助的情况下不会自发发生。

(责任编辑:化学自习室)
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