自发反应
核反应自发反应-概念解析以及定义
核反应自发反应-概述说明以及解释1.引言1.1 概述核反应是指原子核发生变化的过程，通常以核裂变或核聚变形式出现。
在核反应中，有一种特殊的反应称为自发反应，即在特定的条件下，反应物自发发生核反应。
本文旨在探讨核反应自发反应的定义、原理以及其特征和条件。
核反应是一种引起核变化的物理过程，它涉及到原子核的结构和性质的改变。
核裂变是一种常见的核反应形式，它是指一个重核的分裂成两个或更多的轻核，同时释放出大量能量。
另一种核反应形式是核聚变，它是指两个或更多的轻核融合成一个更重的核，同样伴随着能量的释放。
在核反应中，自发反应是一种特殊的现象。
与其他核反应形式不同，自发反应指的是反应物在特定条件下自发地发生核反应，而无需外界的触发或干预。
这种自发反应通常是由于反应物的特殊性质和结构决定的，例如放射性同位素的衰变过程。
自发反应具有一定的特征和条件。
首先，自发反应的发生是不可逆的，即一旦开始，无法逆转或中止。
其次，自发反应的速率是固定的，与反应物的浓度无关。
此外，自发反应往往伴随着能量的释放，这是由于核反应中的结合能差引起的。
为了发生自发反应，通常有几个条件需要满足。
首先，反应物必须具有足够的能量来克服核之间的电荷排斥力，从而使核反应能够发生。
其次，反应物必须处于一定的能量激发态，这可以通过热激活或其他方式实现。
最后，反应物的数量必须超过一定阈值，以保证反应的连锁进行。
总之，核反应自发反应作为核反应的一种特殊形式，在核物理学和能源领域具有重要的意义。
通过进一步研究和理解核反应自发反应的机制和条件，我们可以更好地利用核能资源，同时也为核能技术的发展提供了新的思路和方向。
在本文的后续部分，我们将详细探讨核反应自发反应的定义、原理以及展望。
1.2 文章结构部分的内容可以如下编写：文章结构本文将重点探讨核反应自发反应的相关内容。
首先，引言部分将对核反应自发反应的概述进行简要介绍，并介绍文章的结构和目的。
接下来，正文将分为三个部分。
反应自发性的判断
五、化学反应进行的方向
1．自发过程
(1)含义：在一定温度和压强下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
如碳酸钙分解，中和反应等。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．自发反应
在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
3．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热过程中体系能量降低，ΔH <0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
(2)熵判据
①熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S 。
熵值越大，体系混乱度越大。
②常见的熵增过程
a ．如气体的扩散；
b ．不同状态的同一种物质：S(g )>S(l )>S(s )；
c ．体积增大，反应前无气体，反应后有气体产生的过程；
d ．数目增多，如反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。
③熵判据：体系的混乱度增大，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。
但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。
(3)复合判据
在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ΔG ＝ΔH －T ΔS 。
当ΔG ＝ΔH －T ΔS ⎩⎪⎨⎪⎧ <0时，反应能够自发进行＝0时，反应达到平衡状态
>0时，反应不能自发进行。
专题06化学反应的方向及调控
专题06 化学反应的方向及调控01自发过程和自发反应1．自发过程(1)含义：(2)特点①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者放出热量)②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行2．自发反应(1)定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。
如：食品腐败(2)自发反应的特征①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定食物在常温下会腐败，但是由腐败的食物变为食物是不可能自发进行的。
②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。
如：煤炭在一定条件下会自发燃烧成低能量的二氧化碳。
③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
如：老师离开教室后，学生在无约束的状态下会自发地由有序的状态进入混乱的状态。
(3)应用①可被用来完成有用功。
如：设计原电池②非自发过程要想发生，必须对它做功。
如：通电将水分解为H2和O2【温馨提醒】①自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。
如：碳的燃烧需要点燃。
②一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。
非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。
③判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。
3．自发过程的判断(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。
02熵和熵变1．熵(1)定义：(2)符号和单位：S ，常用单位：J/(mol·K)2．熵变(1)定义ΔS(2)计算公式：ΔS=生成物总熵反应物总熵3．影响熵大小的因素 (1)同一条件下，不同的物质熵值不同 (2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)(3)不同物质熵值的关系：I 、物质组成越复杂→II 、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→(4)物质的量越大，分子数越多，熵值越大(5)反应过程中气体物质的量增加的反应是熵增大(6)固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程是熵增大4．熵判据——自发反应与熵变的关系多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。
化学平衡常数
（3）推断反应的热效应
mA (g) +nB (g) pC(g)+qD (g) 即：平衡向正反应 方向进行
K=
p C(C) m C(A)
●
●
q C(D) n C(B)
若升温，K增大，则正反应为吸热反应； △H＞0 若升温，K减小，则正反应为放热反应；△H＜0
即：平衡向逆反应 方向进行
（4）平衡转化率计算 A变化量 C始(A) – C 平(A) αA = ×100% = A起始量 C始(A) ×100%
△S > 0
说明反应的混乱度增大。
1.对于同一物质：S(g)﹥S(l)﹥S(s) 2.反应后气体的物质的量增加， △S
>0
3.固体溶解 △S
>0
反应的△ S越大,越有利于反应自发进行，这个判据叫熵 判据。
焓变与熵变对反应方向的共同影响∶ （复合判据）
1.△H﹤0 ， △S ＞０ 则反应自发进行， 2.△H＞０
对于一元弱酸：HA H++A-，平衡时
Ka=
c ( H+) .c( A-) c(HA) M＋+OH-，平衡时
对于一元弱碱：MOH Kb= c ( M+).c( OH- )
c(MOH)
①意义：K值越大，电离程度越大。
②可以用电离常数表示弱酸弱碱的相对 强弱：
练习.溶液酸碱性大小比较
相同浓度的下列溶液，pH值大小顺序正确的是（ B）
影响电离度大小的因素: 弱电解质本身的性质 （1）内因： （2）外因：
a.温度： b.浓度：
[注意]讲一种弱电解质的电离度时，应 指出该电解质溶液的浓度和温度，如 不注明温度通常指25℃。
练习、如何判断一种酸是弱酸？
高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向
第四节化学反应进行的方向一、自发过程与自发反应1．自发过程(1)含义：在确定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。
(2)特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。
2．自发反应在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。
二、化学反应进行方向的判据1．焓判据(能量判据)放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，科学家提出用焓变(能量改变)来推断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。
2．熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。
熵值越大，混乱程度越大。
符号为S。
单位：J·mol－1·K －1。
(2)熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。
(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零。
(4)熵判据：用熵变来推断反应进行的方向。
3．复合判据过程的自发性只能用于推断过程的方向，不能确定过程是否确定会发生和过程发生的速率。
综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于全部的过程，只依据一个方面来推断反应进行的方向是不全面的。
学问点一自发过程与自发反应1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．自然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰答案 D解析自然界中水由高处向低处流、自然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下溶化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。
2．试验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是()A．全部的放热反应都是自发进行的B．全部的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D．焓变是确定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是全部能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。
化学反应能否自发进行的公式
化学反应能否自发进行的公式嘿，咱们今天来好好聊聊化学反应能否自发进行的公式。
这化学反应能不能自发进行啊，可不是一拍脑袋就能决定的。
这得靠一些神奇的公式来帮忙判断。
就像我们去旅行，得有地图导航一样，这些公式就是化学反应的“导航仪”。
先来说说吉布斯自由能变（ΔG）这个公式，ΔG = ΔH - TΔS 。
这里面的ΔH 是焓变，ΔS 是熵变，T 是热力学温度。
这个公式就像化学反应的“审判官”，如果ΔG 小于 0 ，那反应就能自发进行；要是ΔG 大于0 ，反应就不太乐意自己发生啦；而当ΔG 等于 0 时，反应就处于一种平衡状态，不进也不退。
我给您讲个事儿啊，就前段时间我在实验室里指导学生做实验。
那是一个探究铁生锈的实验，学生们都特别好奇铁在什么条件下会生锈，这其实就涉及到化学反应的自发性。
我们准备了几组不同条件的实验，有完全暴露在空气中的铁钉，有泡在水里的铁钉，还有涂了油的铁钉。
结果发现，暴露在空气中和泡在水里的铁钉都慢慢生锈了，而涂了油的铁钉却没啥变化。
这时候，我们就可以用吉布斯自由能变的公式来解释。
铁生锈这个过程，焓变是略微放热的，熵变是增加的，在常温下，ΔG 小于 0 ，所以它能自发进行。
而涂了油的铁钉，隔绝了氧气和水，改变了反应的条件，使得ΔG 不再小于 0 ，反应就没法自发发生了。
再比如说，氯化铵固体分解为氨气和氯化氢气体的反应。
这反应要吸热，焓变大于 0 ，但是气体分子数增多，熵变大于 0 。
在温度比较高的时候，TΔS 的值足够大，能使得ΔG 小于0 ，反应就能自发进行；但在温度低的时候，ΔG 大于 0 ，反应就不能自发进行。
咱们生活中也有好多这样的例子。
像冰块在常温下会融化，这是因为融化过程熵增，而且是吸热的，但常温下的温度足够让ΔG 小于0 ，所以能自发进行。
总之啊，这个判断化学反应能否自发进行的公式，可真是太重要啦！它能帮助我们理解和预测很多化学现象，让我们在化学的世界里更加游刃有余。
不管是在实验室里做实验，还是解释生活中的化学变化，它都像是一把神奇的钥匙，为我们打开了化学世界的大门。
2-1化学反应自发性
T↑ T↓
S ↑ 即 △S > 0 S ↓ 即 △S < 0
当 T↓0K(－273 K)，物系内部质点排 列就达到非常有序，以至完整无缺的晶状排 列状态——此态物系有序度最大，混乱度最 小，热力学将此态下物系的熵值看作0。 即： S0K = 0 —在绝对0度时，任何纯物质的完 美晶体的熵值规定为零—热力学第三定律。
②若反应△H = + 、△S = - 值 皆不利反应自发； △G ≡ + 值—反应在任何温度皆不能自发进行。 如 CO(g) = C(s)+ 1/2O2(g) △H > 0 ③：若反应△H = + 值、△S = + 值—— △H、△S 对 △G 符号作用方向相反，T起能动作用。 低温：|△H | > | T△S | 高温：|△H | < | T△S | △G = + 值 △G = - 值 反应低温下非自发 反应高温下自发 例：
据S
0K
0 S
测定 定 298 K .1 atm 1 mol纯物质 求算 T
m 1 1 物质标准熵 mol K J
S
查 S
m H2 O
S
m H2O(l)
69.94J mol K
1 m H2O(g)
1
S 188.723J mol K 结论: 物态不同 S 有不同的值。 求解 依照 S 化学反应 ΔS
298K
HCl（g）+ NH3(g)= NH4C（S）
f H 298K KJ mol
1
1
S 298K J K mol
1
–92.30 186.7
( NH 4Cl .S )
低温下能自发进行的反应
低温下能自发进行的反应低温下的化学反应是指发生在较低温度条件下的各种化学反应。
在我们日常生活中，我们常常遇到这样的情况，例如冬天里我们的身体需要额外的保暖，我们会使用热水袋。
而热水袋的发热原理就是通过低温下的化学反应来释放热能。
今天，我们来探讨一下低温下能够自发进行的反应。
第一种低温反应是指在接近常温甚至低于常温的条件下能够自发发生的反应。
这些反应通常是由于反应物之间的化学反应速率较慢，需要较长的反应时间才能达到平衡状态。
例如二氧化氮和一氧化氮的反应，这是一种重要的大气中的反应，它们在较低温度下能够发生自发的反应，产生一氧化氮和二氧化氮的混合物。
这种反应对于大气中的污染物具有重要的解决作用。
第二种低温反应是指在极低温度下能够自发发生的反应。
在低温下，分子的能量较低，反应物之间的碰撞频率和能量较少，反应速率较慢。
但是有一些反应是在极低温度下能够发生的，例如液氮温度下的超导体转变，是一种常见的低温反应。
当超导体被冷却到接近绝对零度时，可以在极低温下自发形成超导态，电流可以无阻抗地通过超导体。
这种低温反应在电子学、医学等领域有着广泛的应用。
那么，为什么在低温下一些反应能够自发进行呢？这是因为低温下分子能量较低，反应物之间的反应活性较低，分子碰撞的能量较少，反应速率较慢。
但是，由于熵的增加趋势，一些反应在低温下仍然能够发生。
在低温下，分子的有序程度相对较高，一旦发生反应，产品的有序程度会增加，从而增加了系统的熵。
根据熵的增加原理，这些反应在低温下是自发进行的。
低温下自发反应的研究不仅对于科学理论有重要意义，也对于实际应用具有指导意义。
例如在食品冷藏、制药工业等领域，我们常常需要在低温下进行储存和生产。
了解低温下反应的规律，可以帮助我们优化工艺，提高效率，降低能耗。
因此，加强对低温下反应机制的研究，对于促进技术进步和环境保护具有重要意义。
综上所述，低温下自发进行的反应是一种重要而神奇的现象。
无论是在大气中的化学反应，还是超导体的转变，低温下反应的机制都值得我们深入研究。
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一、自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。
对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S生成物总熵－S反应物总熵反应的△S越大,越有利于反应自发进行熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（△S＞0）。
且△S越大，越有利于反应自发进行。
正确判断一个化学反应是否能够自发进行：必须综合考虑反应的焓变和熵变焓变和熵变对反应方向的共同影响判断依据：△G= △H－T △S ＜0 反应能自发进行1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行注意：1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。
例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
2．在讨论过程的方向时，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。
例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
二、二．可逆反应(1)可逆反应：在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：在一定条件下，进行得很彻底或可逆程度很小的反应。
(2)可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。
(3)可逆反应的特点：①相同条件下，正反应和逆反应同时发生②反应物、生成物共同存在③可逆反应有一定的限度(反应不能进行到底) 三、化学平衡1.化学平衡状态的定义指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态3.化学平衡状态的标志(1)υ正= υ逆（本质特征）①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。
(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。
②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
③若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。
④反应物的转化率、产物的产率保持不变。
四.化学平衡常数(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。
用K 表示。
(2) 表达式：aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g) 在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。
这个常数称作该反应的化学平衡常数,
简称平衡常数(1)K 的意义：K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。
因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应
进行的程度，又叫反应的限度。
(2)一定温度时，同一个反应,其化学方程式书写方式、配平计量数不同，平衡常数表达式不同。
(3)在平衡常数的表达式中，物质的浓度必须是平衡浓度（固体、纯液体不表达）。
在稀溶液中进行的反应，水的浓度可以看成常数，不表达在平衡常数表达式中，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。
(4)K>105 时,可认为反应进行基本完全。
(5)K只与温度有关，与反应物或生成物浓度变化无关，与平衡建立的途径也无关，在使用时应标明温度。
温度一定时，K 值为定值。
2 、平衡转化率(1)定义:物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值(2)表达式:小结：反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
利用化学平衡常数可预测一定温度和各种起始浓度下反应进行的限度。
(3)产品的产率:转化率的研究对象是反应物，而产率的研究对象是生成物。