氨气和氧气反应为什么不生成二氧化氮（很抽象的知识：化学反应方向）

大家好，今天我们要一起来学习比较抽象的一个知识点：化学反应的方向。

我们都知道在自然界或者是实际的生产、生活当中呢，有一些过程是自发进行的，而且是有一定的方向性的。比如水总是自发的从高处流向低处，而相反，要想水从低处流向高处是不能自发进行的，它需要借助例如抽水机这样的外力啊。回到化学这个话题上，有些反应也是自发进行的，而且是具有方向性的。那么我们今天就要来学习怎样判断化学反应自发进行的方向。

这里需要跟大家介绍一个概念，自发过程指的是在一定条件下不需要借助外力，例如光、电这样的作用就可以自动进行的过程。相反，不会自然发生的，比如需要持续地借助外力才能进行的过程叫做非自发过程。关于这个概念会有两点注意事项。第一点，一定要分清，我们的化学反应是有外部条件的，比如说在一定的条件下，而有些反应是不需要外部条件的，比如酸、碱中和反应，无需任何的反应条件就可以自发地进行，那什么叫做需要持续借助外力的作用呢？例如说电解食盐水，那我们就需要持续地去借助电的作用，才能够让这个反应发生。

在实验的过程中，我们发现大多数的放热反应都是可以自发进行的，所以这里需要提醒大家，并不是说氢气、氧气不需要任何条件就可以生成水。它是需要点燃或者是加热才可以生成水，但它依然是一个可以自发进行，只不过它不需要持续的外力。同时我们通过实验还知道，例如八水合氢氧化钡与氯化胺，没有需要任何的外力条件就可以自发进行。而这个反应是一个吸热的过程，同时碳酸铵分解成碳酸氢氨和氨气，以及五氧化二氮生成二氧化氮和氧气，这些反应虽然都是吸热的，却依然是一个自发的过程，所以我们不能只根据放热或者是吸热来判断化学反应的方向。

除了吸热反应、放热反应这一个条件之外，教材为我们介绍了一个新的概念，也是一个物理量，它叫做熵。比如在密闭的一种条件下，体系从有序的、自发的转变成无序的，这样的倾向我们可以用熵去衡量，就是混乱程度。混乱程度用s去表示，也就是熵低代表很整齐，混乱度很小，而熵高代表很混乱，从熵低变熵高的过程，△S会大于零。

我们会观察到无论是水自发的进行，还是放热反应或吸热反应，这些都是自发的从混乱度小、有序的状态变成混乱度大、无序的状态进行的。

那我们再以一些化学方程式为例来解释熵增的过程。比如这里面方程式展示到的锌是固态、硫酸是液态、硫酸锌是液态、氢气是气态、氯酸钾是固态，氯化钾是固态，而氧气是气态。所谓的熵增就是混乱度，它会越来变得越大。但是有些熵减的过程也是自发的，比如乙烯聚合成聚乙烯的过程，虽然混乱度在减小，但是它可以自发的进行。而且屏幕上方展示的这两个方程式虽然也在熵减，但是都是可以自发进行的。

最熟悉的就是氢氧化铁变成氢氧化亚铁的过程，这是一个明显的熵减过程，可是它可以自发地进行。由此我们得到的这样的结论，不能只根据熵增或熵减来判断化学反应进行的方向。

上面的内容总结下来，我们会观察到自发反应的方向除了跟焓变有关，还和熵变有关。但是单独地去看焓变或者是熵变，又不可以作为自发进行的判断依据。教材当中给我们一个资料卡片，自由能和化学反应的方向。其实是要综合考虑体系的焓变和熵变，它也叫做自由能的变化，有兴趣的同学可以仔细的去研读一下大学的内容，或者是以这个资料、卡片为内容进行研究。

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