第45講 化學(xué)(三)(2011年新版)

1、聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537QQ11655575374吉布斯自由能G(1）反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變和物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能。許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，在自然界中各種物理、化學(xué)變化過(guò)程的發(fā)生與方向，至少受到兩大因素的制約：一是體系的自發(fā)變化將使體系的能量趨于降低；二是體系的自發(fā)變化將使體系的混亂度增加。用熱力學(xué)函數(shù)來(lái)表述，即體系的自發(fā)變化將向△H減小和△S增大的方向進(jìn)行。基于這些事實(shí)，為了便于綜合考慮上述兩方面的因素。美國(guó)物理化學(xué)家吉

2、布斯定義了一個(gè)新的熱力學(xué)函數(shù)G:G＝H－TS，稱為吉布斯函數(shù)或吉布斯自由能由于H、T、S都是狀態(tài)函數(shù)，因而G也是狀態(tài)函數(shù)，具有狀態(tài)函數(shù)的一切特征。當(dāng)一個(gè)反應(yīng)體系的所有物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)的吉布斯自由能變化，即為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變。而當(dāng)反應(yīng)的進(jìn)度為lmol時(shí)，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變即定義為該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變。以在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位量（lmol）的純物質(zhì)的反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變，定義為該物質(zhì)的標(biāo)

3、準(zhǔn)生成吉布斯自由能。以表示，單位為kJmol－1。任何一種穩(wěn)定單質(zhì)的＝0，常見物質(zhì)在298.15K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能值，可從一般的理化手冊(cè)中查到；并可由此計(jì)算反應(yīng)在29SK時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由但是必須注意，用（3－1－8）式計(jì)算出來(lái)的只能是298K時(shí)的。因?yàn)橥环磻?yīng)，在不同溫度下，有著不同的值。(2）任意指定溫度T時(shí)，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯能變或自發(fā)變化。在指定條件下，如果某一反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則其逆反應(yīng)必不能自發(fā)進(jìn)行。反之，若某反

4、應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，則其逆反應(yīng)必能自發(fā)進(jìn)行。研究化學(xué)反應(yīng)的方向性，就是要判別某一反應(yīng)體系在指定狀態(tài)下，能否自發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)該向什么方向進(jìn)行?；瘜W(xué)熱力學(xué)為我們提供了判斷化學(xué)反應(yīng)方向性的方便而可靠的判據(jù)。2判別化學(xué)反應(yīng)方向性的判據(jù)：化學(xué)熱力學(xué)第二定律是關(guān)于判斷變化方向的規(guī)律，是熱力學(xué)三個(gè)定律中最重要的一個(gè)。熱力學(xué)第二定律有幾種不同的表述方式，這些表述方式采用的判據(jù)不同，適用的條件不同，但實(shí)質(zhì)都是相同的。（I）熵變判據(jù)：對(duì)于孤立體系而言，其中發(fā)生的

5、任何反應(yīng)變化都必然是自發(fā)的。熱力學(xué)第二定律告訴我們：在孤立體系中發(fā)生的任何變化或化學(xué)反應(yīng)，總是向著熵值增大的方向進(jìn)行的，即向著ΔS孤立＞0的方向進(jìn)行的。對(duì)于孤立體系中可能發(fā)生的反應(yīng)：由始態(tài)變到終態(tài)了，也就是變化過(guò)程終結(jié)了，這就是體系的平衡狀態(tài)。應(yīng)該注意，利用熵變判據(jù)來(lái)判別變化的方向，僅適用于孤立體系。而實(shí)際上，反應(yīng)體系往往不是孤立體系。在此情況下，可以把體系與周圍環(huán)境加在一起，作為一個(gè)新的孤立體系來(lái)考慮。即要先求出某一反應(yīng)或變化的始態(tài)與