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△G的性质与△H相似 (I)标准摩尔生成Gibbs函数(△rGm): 在标准态下,由最稳定的纯态单质生成1Dol某物质时的Gibbs自由能变.本书以△G£,T表示. 同样,热力学中规定,任何最稳定的纯态单质在任何温度下的标准摩尔生成Gibs函数为零. (2)化学反应的Gibbs自由能变(△rm):一由反应物,生成物△Pf求△rm(也可简写为△GP) 例题:求SiH4(g)+202(g)=Si02(s)+2H0(g)的△G298. 解:查附录得: 物质 △Gf/kJ·o1-1 SiHa(g) 56.9 0p(g) 0 Si02(s) -856.3 H20(g) -228.6 △GP298={(-856.3)+(←-228.6)×2}-(56.9+0) -1370.4kJ·01-1 由△PT=△PT-T△PT求解 例题:由△P7=△P-T△s°r求解Si4(g)+202(g)=Si02(s)+2H20(g)的△°298 解:查附录得:物质 △P/kJ·mo1-1s°/J·ol-1·K-1 SiHg(g) 34.3 204.6 02(g 205.2 Si02(s) -910.7 41.5 20(g) -241.8 188.8 △P298={(-910.7)+(←-241.8)×2}-(34.3+0×2) -1428.6kJ·m01-1 △5°298=(41.5+188.8×2) ,(204.6+205.2×2 =-195.9J·mo1-1.K-1 △6C29g△P298-7△°298 -1428.6-298×(-195.9×10-3) -1370.2kJ·o1 当温度不是298K时,可用△PT》△P298-T△°298近似求解. 例题:求500K时反应SiH(g)+202(g) =Si02(s) +2H20(g)的△P50, 解:前面已求得△f298=-1428.6kJ·o11:△5°298=-195.9J·o11·K1 △G°500△P298-7△°298=(-1428.6)-500×(-195.9×10-3) -1330.6kJ·m01-1 2反成方向的判据: (1)Gibbs自由能判据及最小自由能原理:Gibbs自由能判据:△C,p 在恒温恒压只做体积功的条件下,任何自发过程总是朝者Gibbs自由能减小的方向进行.当△GTD=0时, 反应达到一种平衡状态,系统的Gbbs自由能降低到最小值(最小自由能原理). (2②)经验判据:通常情况下,若△P〈-40kJ·mo1-,往往△GT0. 因此,一般只有|△GP|>40kJ·mo11时,才能用△G°来代替△GT判断反应的方向. 若反应的△ST很小,且反应在常温下进行,据△GT=△-T△S此时△GT》△这情况下就可用△H 米代替△G判断化学反应的自发性. (3)温度对反应自发性的影响:由Gibbs公式△GT=△所-T△ST不难看出温度对△GT有明显的影响,从 而可以改变反应方向.温度对反应自发性的影响△H △S 6 △G 的性质与△H 相似. (1)标准摩尔生成 Gibbs 函数(△fG o m): 在标准态下,由最稳定的纯态单质生成 1mol 某物质时的 Gibbs 自由能变.本书以△G o f,T 表示. 同样,热力学中规定,任何最稳定的纯态单质在任何温度下的标准摩尔生成 Gibbs 函数为零. (2)化学反应的 Gibbs 自由能变(△rG o m):¬由反应物,生成物△G o f 求△rG o m(也可简写为△G o T): 例题:求 SiH4(g) + 2O2(g) = SiO2(s) + 2H2O(g)的△G o 298. 解: 查附录得: 物质 △G o f/kJ·mol-1 SiH4(g) 56.9 O2(g) 0 SiO2(s) -856.3 H2O(g) -228.6 △G o 298 = {(-856.3) + (-228.6)×2} - (56.9 + 0) = -1370.4kJ·mol-1 由△G o T = △H o T - T△S o T 求解. 例题:由△G o T = △H o T - T△S o T 求解 SiH4(g) + 2O2(g) = SiO2(s) + 2H2O(g)的△G o 298 解: 查附录得: 物质 △H o f/kJ·mol-1 S o / J·mol-1·K-1 SiH4(g) 34.3 204.6 O2(g) 0 205.2 SiO2(s) -910.7 41.5 H2O(g) -241.8 188.8 △H o 298 = {(-910.7) + (-241.8)×2} - (34.3 + 0×2) = -1428.6kJ·mol-1 △S o 298 = (41.5 + 188.8×2) - (204.6 + 205.2×2) = -195.9 J·mol-1·K-1 △G o 298= △H o 298 - T△S o 298= -1428.6 - 298×(-195.9×10-3) = -1370.2kJ·mol-1 当温度不是 298K 时,可用△G o T » △H o 298 - T△S o 298 近似求解. 例题:求 500K 时反应 SiH4(g) + 2O2(g) = SiO2(s) + 2H2O(g)的△G o 500. 解: 前面已求得△H o 298 = -1428.6kJ·mol-1; △S o 298 = -195.9 J·mol-1·K-1 △G o 500 » △H o 298 - T△S o 298 = (-1428.6) - 500×(-195.9×10-3) = -1330.6kJ·mol-1. 2.反应方向的判据: (1)Gibbs 自由能判据及最小自由能原理:Gibbs 自由能判据:△GT,p 在恒温恒压只做体积功的条件下,任何自发过程总是朝着 Gibbs 自由能减小的方向进行.当△GT,p = 0 时, 反应达到一种平衡状态,系统的 Gibbs 自由能降低到最小值(最小自由能原理). (2)经验判据:通常情况下,若△G o T < -40kJ·mol-1,往往△GT < 0. 因此,一般只有│△G o │> 40kJ·mol-1 时,才能用△G o 来代替△GT 判断反应的方向. 若反应的△ST 很小,且反应在常温下进行,据△GT = △HT - T△ST,此时△GT » △HT.这情况下就可用△H 来代替△G 判断化学反应的自发性. (3)温度对反应自发性的影响:由 Gibbs 公式△GT = △HT - T△ST 不难看出温度对△GT 有明显的影响,从 而可以改变反应方向.温度对反应自发性的影响△H △S △G
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