化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能變化及平衡常熟

1、一 理想氣體的吉布斯自由能變化二 化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變化三 標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能的溫度關(guān)系式3.2 化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變化及平衡常數(shù)1一 理想氣體的吉布斯自由能變化恒溫下，對(duì)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。2二 化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變化1吉布斯自由能變化 2壓力商 3活度商 4反應(yīng)的平衡常數(shù) 31吉布斯自由能變化對(duì)于分壓分別為 、 、 、 的氣體物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng) 吉布斯自由能變化

2、為 （3-5）式中a、b、c、d參加反應(yīng)的物質(zhì)的量，mol； 、 、 、 各物質(zhì)的吉布斯能，Jmol-1。當(dāng)上面的反應(yīng)各物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能變化為 （3-6）式中為各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能。42壓力商位于任意態(tài)的生成物分壓的方次乘積對(duì)反應(yīng)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：53活度商如果參加反應(yīng)的物質(zhì)位于溶液中，則經(jīng)過積分變換取對(duì)數(shù)后的表達(dá)式應(yīng)該為活度商即： (3-8)式中：aC、aD、aA、aB分別為各物質(zhì)的活度；Ja為活度商； 為各物質(zhì)活度為1時(shí)的反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能；如反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，則G=0，于是 =- 64反應(yīng)的平

3、衡常數(shù)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(xué)反應(yīng)的等溫方程。它表明化學(xué)反應(yīng)按化學(xué)計(jì)量反應(yīng)式從左到右發(fā)生了一單位反應(yīng)的吉布斯能的變化。但需注意，雖然 ，這僅表示兩者數(shù)值相同，它們卻是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的兩種不同狀態(tài)，前者為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，而后者為平衡狀態(tài)。7三 標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能的溫度關(guān)系式1范特霍夫方程式2 與T的二項(xiàng)式81范特霍夫方程式 （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(duì)平衡移動(dòng)的影響： （吸熱反應(yīng)）時(shí)， , 隨溫度的上升而增大，即平衡向吸熱方向移動(dòng)； （放熱反應(yīng)）時(shí)， ， 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(dòng)； （無熱交換的反應(yīng)體系）時(shí)， ，與溫度無關(guān)即溫度不能改變平衡狀態(tài)。因此，通過反應(yīng)的 的特性，可確定溫度對(duì)反應(yīng)限度（ ）的影響提高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)。92 與T的二項(xiàng)式 的溫度函數(shù)的二項(xiàng)式：