化學反應的吉布斯自由能變化及平衡常熟

1、會計學1化學反應的吉布斯自由能變化及平衡?；瘜W反應的吉布斯自由能變化及平衡常熟熟第1頁/共11頁恒溫下，對于1摩爾理想氣體，其吉布斯自由能的變化式為 dG=VdP (3-2)一摩爾氣體在恒溫T及外壓下的吉布斯自由能為 （3-4） 理想混合氣體中任一組成氣體B的吉布斯自由能則可表示為： 式中 混合氣體組分B的量綱一的分壓， ； 組分B的分壓，Pa。pRTGppRTGGln)ln(BplnRTGGBBBppppBB/Bp第1頁/共11頁第2頁/共11頁1吉布斯自由能變化 2壓力商 3活度商 4反應的平衡常數(shù) 第2頁/共11頁第3頁/共11頁對于分壓分別為 、 、 、 的氣體物質的化學反應 吉布斯自

2、由能變化為 （3-5）式中a、b、c、d參加反應的物質的量，mol； 、 、 、 各物質的吉布斯能，Jmol-1。當上面的反應各物質處于標準態(tài)時，反應的標準吉布斯能變化為 （3-6）式中為各物質的標準吉布斯能。CpDpApBp)bGaG()dGcG(bADCGCGDGAGBG)()(BADCbGaGdGcGG第3頁/共11頁第4頁/共11頁位于任意態(tài)的生成物分壓的方次乘積對反應物分壓的方次乘積之比，其比值稱為壓力商，用Jp表示。用壓力商表示，吉布斯自由能變化可寫成：pJRTGGln第4頁/共11頁第5頁/共11頁如果參加反應的物質位于溶液中，則經過積分變換取對數(shù)后的表達式應該為活度商即： (3

3、-8)式中：aC、aD、aA、aB分別為各物質的活度；Ja為活度商； 為各物質活度為1時的反應的標準吉布斯自由能；如反應處于平衡狀態(tài)，則G=0，于是 =- abBaAdDcCJRTGaaaaRTGGln)/ln(GG平)/ln(bBaAdDcCaaaaRT第5頁/共11頁第6頁/共11頁用K表示，即K =從而 = - （3-9）將式（3-9）代入式（3-8）可得， （3-10） 式（3-8）和式（3-10）均稱為化學反應的等溫方程。它表明化學反應按化學計量反應式從左到右發(fā)生了一單位反應的吉布斯能的變化。但需注意但需注意，雖然 ，這僅表示兩者數(shù)值相同，它們卻是一個化學反應的兩種不同狀態(tài)，前者為標

4、準態(tài)，而后者為平衡狀態(tài)。平)/(bBaAdDcCaaaaGKRTaaaaRTbBaAdDcCln)/ln(平JRTKRTGlnln KRTGln第6頁/共11頁第7頁/共11頁1范特霍夫方程式2 與T的二項式mrG第7頁/共11頁第8頁/共11頁 （3-11） （3-12）上式稱為范特霍夫方程式或等壓方程。它可確定溫度對平衡移動的影響： （吸熱反應）時， , 隨溫度的上升而增大，即平衡向吸熱方向移動； （放熱反應）時， ， 隨溫度的上升而減小，即平衡向相反方向，亦即向放熱方向移動； （無熱交換的反應體系）時， ，與溫度無關即溫度不能改變平衡狀態(tài)。因此，通過反應的 的特性，可確定溫度對反應限度（ ）的影響提高溫度，平衡向吸熱方向移動。2mmrTHT/GrT2mRTHTKlnr0H mr0T/Kln0Hmr0T/KlnkkkmrHk0Hmr0T/Kln第8頁/共11頁第9頁/共11頁 的溫度函數(shù)的二項式： 。式中常數(shù)A、B是用二元回歸法處理得到的。它們分別相當于在此二項式適用的范圍內標準焓變及熵變的平均值。 mrGmrGBTAGmr第9頁/共11頁第10頁/共11頁恒溫下，對于1摩爾理想氣體，其吉布斯自由能的變化式為 dG=VdP (3-2)一摩爾氣體在恒溫T及外壓下的吉布斯自由能為 （3-4） 理想混合氣體中任一組成氣體B的吉布斯自由能則可表示為： 式中 混合氣體