化学反应的吉布斯自由能变化及平衡常熟

1、会计学1化学反应的吉布斯自由能变化及平衡常化学反应的吉布斯自由能变化及平衡常熟熟第1页/共11页恒温下，对于1摩尔理想气体，其吉布斯自由能的变化式为 dG=VdP (3-2)一摩尔气体在恒温T及外压下的吉布斯自由能为 （3-4） 理想混合气体中任一组成气体B的吉布斯自由能则可表示为： 式中 混合气体组分B的量纲一的分压， ； 组分B的分压，Pa。pRTGppRTGGln)ln(BplnRTGGBBBppppBB/Bp第1页/共11页第2页/共11页1吉布斯自由能变化 2压力商 3活度商 4反应的平衡常数 第2页/共11页第3页/共11页对于分压分别为 、 、 、 的气体物质的化学反应 吉布斯自

2、由能变化为 （3-5）式中a、b、c、d参加反应的物质的量，mol； 、 、 、 各物质的吉布斯能，Jmol-1。当上面的反应各物质处于标准态时，反应的标准吉布斯能变化为 （3-6）式中为各物质的标准吉布斯能。CpDpApBp)bGaG()dGcG(bADCGCGDGAGBG)()(BADCbGaGdGcGG第3页/共11页第4页/共11页位于任意态的生成物分压的方次乘积对反应物分压的方次乘积之比，其比值称为压力商，用Jp表示。用压力商表示，吉布斯自由能变化可写成：pJRTGGln第4页/共11页第5页/共11页如果参加反应的物质位于溶液中，则经过积分变换取对数后的表达式应该为活度商即： (3

3、-8)式中：aC、aD、aA、aB分别为各物质的活度；Ja为活度商； 为各物质活度为1时的反应的标准吉布斯自由能；如反应处于平衡状态，则G=0，于是 =- abBaAdDcCJRTGaaaaRTGGln)/ln(GG平)/ln(bBaAdDcCaaaaRT第5页/共11页第6页/共11页用K表示，即K =从而 = - （3-9）将式（3-9）代入式（3-8）可得， （3-10） 式（3-8）和式（3-10）均称为化学反应的等温方程。它表明化学反应按化学计量反应式从左到右发生了一单位反应的吉布斯能的变化。但需注意但需注意，虽然 ，这仅表示两者数值相同，它们却是一个化学反应的两种不同状态，前者为标

4、准态，而后者为平衡状态。平)/(bBaAdDcCaaaaGKRTaaaaRTbBaAdDcCln)/ln(平JRTKRTGlnln KRTGln第6页/共11页第7页/共11页1范特霍夫方程式2 与T的二项式mrG第7页/共11页第8页/共11页 （3-11） （3-12）上式称为范特霍夫方程式或等压方程。它可确定温度对平衡移动的影响： （吸热反应）时， , 随温度的上升而增大，即平衡向吸热方向移动； （放热反应）时， ， 随温度的上升而减小，即平衡向相反方向，亦即向放热方向移动； （无热交换的反应体系）时， ，与温度无关即温度不能改变平衡状态。因此，通过反应的 的特性，可确定温度对反应限度（ ）的影响提高温度，平衡向吸热方向移动。2mmrTHT/GrT2mRTHTKlnr0H mr0T/Kln0Hmr0T/KlnkkkmrHk0Hmr0T/Kln第8页/共11页第9页/共11页 的温度函数的二项式： 。式中常数A、B是用二元回归法处理得到的。它们分别相当于在此二项式适用的范围内标准焓变及熵变的平均值。 mrGmrGBTAGmr第9页/共11页第10页/共11页恒温下，对于1摩尔理想气体，其吉布斯自由能的变化式为 dG=VdP (3-2)一摩尔气体在恒温T及外压下的吉布斯自由能为 （3-4） 理想混合气体中任一组成气体B的吉布斯自由能则可表示为： 式中 混合气体