標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能

1、16.5 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能 Ellingham 圖 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值rmG2rmlnaGRTK rmexpaGKRTrmG的用途：1.計算熱力學(xué)平衡常數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的Gibbs自由能變化值rmG 在溫度T 時，當(dāng)反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，發(fā)生反應(yīng)進(jìn)度為1 mol的化學(xué)反應(yīng)的Gibbs自由能變化值，稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)Gibbs自由能變化值，用 表示。rm( )GT322rm(1) C(s)O (g)CO (g)(1)G122rm2(2) CO(g)O (g)CO (g) (2)G12rm2(3) C(s)O (g)CO(g)(3

2、)Grmrmrm(3)(1)(2)GGG (1)(3)(2)pppKKK(1) - (2) 得（3） 例如，求 的平衡常數(shù)122C(s)O (g)CO(g)2. 計算實驗不易測定的 和平衡常數(shù)rmG4rmrmlnpGGRTQ 只能用 判斷反應(yīng)的方向frm, ,0()T p WG 只能反映反應(yīng)的限度rmG 當(dāng) 的絕對值很大時，基本上決定了 的值，所以可以用來近似地估計反應(yīng)的可能性。rmGrmG53近似估計反應(yīng)的可能性1rm(1) 41.84 kJ molG反應(yīng)基本不能進(jìn)行改變反應(yīng)外界條件，使反應(yīng)能進(jìn)行rm(3) 0G存在反應(yīng)進(jìn)行的可能性1pKrm(4) 0G反應(yīng)有可能進(jìn)行，平衡位置對產(chǎn)物有利1p

3、K1)084.41(2molkJGmr）（6rm G的幾種計算方法（1）熱化學(xué)的方法rmrmrmGHTS 利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)表或測定反應(yīng)熱效應(yīng)，先計算反應(yīng)的焓變和熵變（2）用易于測定的平衡常數(shù)，計算rm G再利用Hess定律計算所需的rm G（3）測定可逆電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢rmGzE F （4）從標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能計算（5）用統(tǒng)計熱力學(xué)的熱函函數(shù)和自由能函數(shù)計算7標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能 因為Gibbs自由能的絕對值不知道，所以只能用相對標(biāo)準(zhǔn)，即將標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定單質(zhì)的生成Gibbs自由能看作零，則： 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量化合物時Gibbs自由能的變化值，稱為該化合物

4、的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能，用下述符號表示：fmG（化合物，物態(tài)，溫度）沒有規(guī)定溫度，通常在298.15 K時的表值容易查閱8離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能 有離子參加的反應(yīng)，主要是電解質(zhì)溶液。溶質(zhì)的濃度主要用質(zhì)量摩爾濃度表示，這時規(guī)定的相對標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是1fmH(H ,aq,1.0 mol kg )0Gm 由此而得到其他離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能的數(shù)值，列表備查。9 數(shù)值的用處fmG 的值在定義時沒有規(guī)定溫度，通常在298.15 K時的數(shù)值有表可查，利用這些表值，我們可以：fmGrmBfmB(B)GGrmG計算任意反應(yīng)在298.15 K時的(1)10(2)判斷反應(yīng)的可能性在有機合成中，可能有若干條路線，用計算 的方法，看那條路線的值最小，則可能性最大。若 的值是一個很大的正數(shù)，則該反應(yīng)基本上不能進(jìn)行。rmGrmG(3)用 值求出熱力學(xué)平衡常數(shù) 值rmGpK 根據(jù) 與溫度的關(guān)系，可以決定用升溫還是降溫的辦法使反應(yīng)順利進(jìn)行。pK11 Ellingham 圖在冶金工業(yè)中的幾個反應(yīng)21(1) M(s)O (g)MO(s)222111(2) C(s)O (g)CO (g)22221(3) C(s)O (g)CO(g)2221(4) CO(g)O (g