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第1节 摩尔反应Gibbs自由能的计算 一 Gibbs自由能的规定值 由处于各自标准态下，温度T 时的最稳定单质生成处于标准态下，温度为T 时1摩尔化合物B过程的Gibbs自由能的变化称为该化合物的标准摩尔生成自由能。 一 Gibbs自由能的规定值 水溶液中离子的标准摩尔生成自由能是在规定： 一 Gibbs自由能的规定值 对溶液中的溶质B，其标准态并不是纯物质在 p 、T下的状态，如果含量采用质量摩尔浓度b 表示，则其标准态( ) 一 Gibbs自由能的规定值 B(纯态, s或l , p?) 一 Gibbs自由能的规定值 二 标准摩尔反应Gibbs自由能的计算 二 标准摩尔反应Gibbs自由能的计算 焓函数： 三 标准摩尔反应Gibbs自由能与温度的关系 按照Gibbs- Helmholtz方程，若反应物、产物均处各自的标准状态，则 三 标准摩尔反应Gibbs自由能与温度的关系 若已知T1 时的 (T1)，要求T2 时的 (T2)，只需对上式积分便可得 例5-1 P121 用四种方法求化学反应 C(石墨) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) 在298.15 K及500 K时的 。 例5-1 P121 参考文献 Ref: 第 5 章 化学反应系统热力学 摩尔反应Gibbs自由能的计算 一 化学反应的自发方向和限度 二 化学反应标准平衡常数 三 各种因素对化学反应平衡的影响 四 一、 Gibbs自由能的规定值 二、标准摩尔反应Gibbs自由能的计算 三、标准摩尔反应Gibbs自由能与温度的关系 最稳定纯单质的标准生成自由能等于零。 1 标准摩尔Gibbs 自由能 2 标准摩尔生成Gibbs自由能 (H+,298.15K,aq,∞) = 0 且由处于标准态下的最稳定单质溶于大量水中生成处于标准态下1mol离子过程的Gibbs自由能变来确定的。 热力学数据表中列出了各种离子(B)的标准摩尔生成自由能。 是该溶质在1 p? 、T、 b = b? 时仍服从享利定律的状态。 该状态下溶质B的标准摩尔生成自由能可以通过下面方法求得： 若纯物质B在298.15K时, 是固体(或液体)，溶质的浓度采用质量摩尔浓度 b ，则 B在溶液中的标准生成自由能： (B,298.15K, b?) 纯B物质的标准生成自由能： (B,298.15K) 3 溶液中溶质的标准摩尔生成Gibbs 自由能 B(饱和溶液, p? ，γB,b , bS) B(溶液, p? , b = b? ) 显然 ΔG1+ΔG2 = (B,298.15K, b? ) － (B,298.15K) 3 溶液中溶质的标准摩尔生成Gibbs 自由能 ΔG1 = 0 (溶解平衡时的变化过程为可逆过程) bS －－物质B的饱和溶解度 ； －－活度系数 可算出溶质的标准摩尔生成自由能 3 溶液中溶质的标准摩尔生成Gibbs 自由能 1 由标准摩尔生成Gibbs 自由能计算 2 由反应焓和反应熵计算 温度T = 298.15 K时的化学热力学数据表中已列出可查表直接计算。 按 Gibbs 自由能的定义 G = H – TS , 对等温等压化学反应必定有关系式 3 由自由能函数与焓函数计算 ［ (298.15K) - (0K)］ 自由能函数： 当 0 ,　则 随温度升高减小 ; ＜0 ， 则 随温度升高而增加。 可以利用 = f (T) 的关系式，求出 (T2)。若 = 0 ，那么 与温度无关，积分得 解： 从表中查出298.15K的标准热力学数据，可以求出 (298.15K) = (197.91+130.59) - (188.72+5.69) = 134.09 (J·K-1·mol-1) (298.15K) = (-110.52+0.0) - (241.83+0.0) = 131.31(kJ·mol-1) (298.15K) = (-137.27+0.0) - (-228.59+0.0) = 91.33 (kJ·mol-1) 也可以用 ， 求出 (298.15K) (298.15K) = 91.33 (kJ·mol-1) ， (T)=126.61+1.576×10-2T (