§4.2标准生成自由能与平衡常数的计算 、标准摩尔生成吉布斯自由能 因为大多数化学反映均可控制为等温等压反应,所以体系在等温等压过程中的△G便对 判断化学反映进行的方向显得特别有意义。但是由于物质的一些热力学函数的绝对值尚未知 道,于是便对计算体系在反应过程中的△G带来了困难。由于AG本身就是相对值,因而可以 用处理物质焓值的相似方法来计算反应体系的AG。 规定:标准状态下稳定单质的自由能为04G”(B)=0 4G0(石墨)=0,4G0(金刚石)≠0 由标准状态下的稳定单质生成标准状态下1mol的化合物所引起的自由能的改变称为该 化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能AGa。“f”代表生成( formation)上标代表反应物 和生成物都各自处于标准压力P,但这里没有指定温度(通常手册上所给的表值,大都是 298.15K的数值)。根据这一定义,则稳定单质的标准摩尔生成吉布斯自由能都等于零 例4-2-1在298.15K时,反应 N2(g, P"H3/2 H2(g, P)=NH3(g, P) 已知合成1moNH3反应的△Gm为-16.635K因为在P时,稳定单质N和H的△G°都为0,所 以△G°m(NH3)=△c°=-16.635KJ.kg 对于有离子参加的反应,规定(aq,m= =Imol kg)的摩尔生成吉布斯自由能△(H, m=1 monks)=0,由此可求出其他离子的标准生成吉布斯自由能。在电解质溶液中 通常浓度的单位是质量摩尔浓度。此时各物质的标准态是m=1 mol kg,且具有稀溶液性质的 假象状态。 在附录中列出了一些化合物在29815K时的△Gm有了这些数据,就能很方便地计算任 意反应在29815K时的△Gm值。例如对于任意反应 dd +ee =gG hH 若浓度采用物质的量浓度c(单位为 modem3)表示,所取的标准态为c=1 molar3,则各物 都处于标准态的反应是 其平衡常数可用下式子求出 4G=-RTIn K e 而反应过程中的AG°均可按下式简单地计算出:§4.2 标准生成自由能与平衡常数的计算 一、标准摩尔生成吉布斯自由能 因为大多数化学反映均可控制为等温等压反应，所以体系在等温等压过程中的∆G 便对 判断化学反映进行的方向显得特别有意义。但是由于物质的一些热力学函数的绝对值尚未知 道，于是便对计算体系在反应过程中的∆G 带来了困难。由于∆G 本身就是相对值，因而可以 用处理物质焓值的相似方法来计算反应体系的∆G。 规定：标准状态下稳定单质的自由能为 0 θ ∆ m rG （B）=0, θ ∆ m rG (石墨)=0， θ ∆ m rG （金刚石）≠0 由标准状态下的稳定单质生成标准状态下 1mol的化合物所引起的自由能的改变称为该 化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能∆fGθ m。“f”代表生成（formation）上标θ代表反应物 和生成物都各自处于标准压力Pθ ,但这里没有指定温度（通常手册上所给的表值，大都是 298.15K的数值）。根据这一定义，则稳定单质的标准摩尔生成吉布斯自由能都等于零。 例 4-2-1 在 298.15K 时，反应 1/2 N2(g,Pθ )+3/2 H2(g,Pθ ) = NH3(g,Pθ ) 已知合成 1molNH3反应的∆rGθ m为-16.635Kj.因为在Pθ 时，稳定单质N2和H2的∆fGθ 都为 0， 所 以∆fGθ m（NH3）=∆rGθ m=-16.635KJ.kg-1 对于有离子参加的反应，规定H + (aq, mH + =1mol.kg-1)的摩尔生成吉布斯自由能∆fGθ m（H+ , aq, mH + =1mol.kg-1）=0, 由此可求出其他离子的标准生成吉布斯自由能。在电解质溶液中， 通常浓度的单位是质量摩尔浓度。此时各物质的标准态是mB=1mol.kg-1,且具有稀溶液性质的 假象状态。 在附录中列出了一些化合物在 298.15K时的∆fGθ m.有了这些数据，就能很方便地计算任 意反应在 298.15K时的∆rGθ m值。例如对于任意反应 dD + eE = gG + hH 若浓度采用物质的量浓度c（单位为mol.cm -3）表示，所取的标准态为c θ =1 mol.cm -3，则各物 都处于标准态的反应是 dD（c θ ） + eE（c θ ） θ ∆rGm = gG（c θ ） + hH（c θ ） 其平衡常数可用下式子求出 θ ∆ m rG =-RTln K θ 而反应过程中的 θ ∆ m rG 均可按下式简单地计算出：