陕西师范火学精品课程……《物理化学》 当△Gm6=41.84-0kJmo时,有可能通过改变O使平衡向着更有利于生成产物的 方向转化; 当△Gn<-4184kJmo时,反应可以正向自发进行。 Note:这些界定只是近似的,不是一定如此。 二. Gibbs自由能变化A1GmnO计算 般可以通地下述几种方法获得 1.通过测定反应的平衡常数来计算△Gm°; 2.用已知反应的△Gm计算所未知反应的△Gn°; 3.根据公式△Gmn=△1Hn0.T△Sn0来计算△Gm°,其中反应的标准摩尔焓变△Hm可通 过热化学方法由实验测定或由物质的标准摩尔生成焓计算得到,反应的标准摩尔熵 △Sm°则可通过热容Cn的测定或直接从热力学第三定律的规定熵的计算获得 通过电化学方法,设计可逆电池,使反应在电池中进行,然后由公式△Gn=-E°F 来计算,式中E是可逆电池的标准电动势,F是法拉第常数,z是电池反应式中的 得失电子数。在电化学一章中将介绍与此式有关的内容 5.用统计热力学方法计算出不同物质的配分函数,进而可求得反应的△Gn°,在统计 热力学一章讨论; 6.利用物质的标准摩尔生成吉布斯自由能△Gm来计算△Gm,下面予以介绍。 三.物质的标准摩尔生成吉布斯自由能AGm° 获得△Gm的一个简便而又通用的方法就是仿效热化学中计算反应热的方法,即选 定某种状态作为标准来定义物质的标准生成吉布斯自由能,然后根据状态函数的性质来 计算化学反应的△G 在温度T、标准压力p°下,由稳定单质生成1mol化合物时反应的标准吉布斯自由 能变化△GnO称为该化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能,用符号△Gm表示。例如, 在298.15K时,反应 C(石墨,p°+O(g,p°)=CO2(g,p° 的标准摩尔吉布斯自由能变化△Gm=-39438 kJmol,有 △CGm°[CO2(g,298.5K)=△Gm=-39438kJmo △Gm°是一个相对值,即相对于反应温度T和压力p°下,稳定单质的标准生成吉布斯自 由能为零而言的。根据这一定义,稳定单质的△Gn=0。△Gm的量纲为 J mol 第13页共21页 004-7-15陕西师范大学精品课程 …… 《物理化学》 第 13 页 共 21 页 2004-7-15 当 ∆rGm Ө= 41.84-0 kJ·mol-1 时，有可能通过改变 Qa 使平衡向着更有利于生成产物的 方向转化； 当 ∆rGm Ө< -41.84 kJ·mol-1 时，反应可以正向自发进行。 Note: 这些界定只是近似的，不是一定如此。 二． Gibbs 自由能变化 ∆rGm Ө计算 ∆rGm Ө 一般可以通地下述几种方法获得： 1．通过测定反应的平衡常数来计算 ∆rGm Ө ； 2．用已知反应的 ∆rGm Ө 计算所未知反应的 ∆rGm Ө ； 3．根据公式 ∆rGm Ө = ∆rHm Ө- T∆rSm Ө 来计算 ∆rGm Ө，其中反应的标准摩尔焓变 ∆rHm Ө 可通 过热化学方法由实验测定或由物质的标准摩尔生成焓计算得到，反应的标准摩尔熵 ∆rSm Ө则可通过热容 Cp 的测定或直接从热力学第三定律的规定熵的计算获得； 4．通过电化学方法，设计可逆电池，使反应在电池中进行，然后由公式 ∆rGm Ө = -zEӨF 来计算，式中 EӨ是可逆电池的标准电动势，F 是法拉第常数，z 是电池反应式中的 得失电子数。在电化学一章中将介绍与此式有关的内容； 5．用统计热力学方法计算出不同物质的配分函数，进而可求得反应的 ∆rGm Ө，在统计 热力学一章讨论； 6．利用物质的标准摩尔生成吉布斯自由能 ∆fGm Ө 来计算 ∆rGm Ө，下面予以介绍。 三．物质的标准摩尔生成吉布斯自由能 ∆fGm Ө 获得 ∆rGm Ө 的一个简便而又通用的方法就是仿效热化学中计算反应热的方法，即选 定某种状态作为标准来定义物质的标准生成吉布斯自由能，然后根据状态函数的性质来 计算化学反应的 ∆rGm Ө。 在温度 T、标准压力 p Ө下，由稳定单质生成 1mol 化合物时反应的标准吉布斯自由 能变化 ∆rGm Ө 称为该化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能，用符号 ∆fGm Ө表示。例如， 在 298.15 K 时，反应 C(石墨，p Ө) + O2(g，p Ө) = CO2(g，p Ө) 的标准摩尔吉布斯自由能变化 ∆rGm Ө = -394.38 kJ·mol-1，有 ∆fGm Ө [CO2(g，298.15K)] =∆rGm Ө= -394.38 kJ·mol-1 ∆fGm Ө是一个相对值，即相对于反应温度 T 和压力 p Ө下，稳定单质的标准生成吉布斯自 由能为零而言的。根据这一定义，稳定单质的 ∆fGm Ө=0。∆fGm Ө的量纲为 J·mol-1