陕西师范火学精品课程……《物理化学》 与反应体系所处的实际状态有关,即与各物质的活度商Q有关。在恒定温度和压力的 条件下,可以根据△Gm的正负来判断化学反应自发进行的方向,而△Gm0的正负一般 不能指示化学反应自发进行的方向 △Gn0直接与化学平衡常数相联系,故在讨论化学平衡中具有特别重要的意义。 △GnO的一些应用举例如下 1.由△Gm计算K 根据公式△Gn=-R7nK°,K=exp(-△Gm°/R。由于标准平衡常数K可以指示 反应的限度,所以△Gm0也是指示反应限度的量。由此式求得K后,可进一步计算出 体系在一定温度下的平衡组成 2.从某些反应的△Gm计算另一些反应的△Gm 例如,C(s)+O2(g)=CO2(g) △Gm(1) CO(g)+1/2 O(g)=CO(g) △Gm0(2) C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 反应(3)的平衡常数很难直接测定,因为在碳的氧化过程中,很难控制使碳只氧化到CO 而不生成CO2。但如已知△Gm°(1)和△Gm°(2),因为(1)(2)=(3),则△Gm°(3)可由下 △Gm°(3)=△Gm°(1)△Gm°(2) 求得,从而可求出反应(3)的平衡常数 RnK3O=-R7lnK°+RnK2°则K3°=K1°/K2° 3.利用△Gm可大体估计反应的可能性 在一般情况下,△Gm虽然不能作为判别反应方向的依据,但由化学反应等温式可 知,若△Gm°的绝对值很大,则△Gm的正负号就基本上取决于△Gm的符号,除非 Q很大或者很小,这在实际中往往是难以办到的。例如,反应Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s) 在29815K时的△Gnm°=-3182 k]. mol。欲使此反应不能进行,Q>6×103,即O2的分 压要小于32×100Pa,才能使△Gm>0,实际上这是不可能实现的。所以,根据此反应 的△Gm°数值,便能估计到该反应能够正向自发进行,而且能够反应得很彻底 同理,若ΔGn是一个很大的正值,则在一般情况下△Gm的值也大致为正值,很 难通过改变a的数值使ΔGm改变符号。这就是说在给定条件下不能正向自发进行。那 么,△Gm°的值要有多大才能用来估计反应进行的方向呢?这没有一定的标准。一般地, 当△Gm6>41:84 k]. mol1时,可以认为反应不大可能自发进行; 第12页共21页 004-7-15陕西师范大学精品课程 …… 《物理化学》 第 12 页 共 21 页 2004-7-15 与反应体系所处的实际状态有关，即与各物质的活度商 Qa 有关。在恒定温度和压力的 条件下，可以根据 ∆rGm的正负来判断化学反应自发进行的方向，而 ∆rGm Ө 的正负一般 不能指示化学反应自发进行的方向。 ∆rGm Ө 直接与化学平衡常数相联系，故在讨论化学平衡中具有特别重要的意义。 ∆rGm Ө 的一些应用举例如下： 1．由 ∆rGm Ө计算 Ka Ө 根据公式 ∆rGm Ө = -RTlnKa Ө，Ka Ө = exp(-∆rGm Ө/RT)。由于标准平衡常数 Ka Ө 可以指示 反应的限度，所以 ∆rGm Ө 也是指示反应限度的量。由此式求得 Ka Ө 后，可进一步计算出 体系在一定温度下的平衡组成。 2．从某些反应的 ∆rGm Ө 计算另一些反应的 ∆rGm Ө 例如， C(s)+O2(g) =CO2(g) ∆rGm Ө (1) CO(g)+1/2 O2(g) = CO2(g) ∆rGm Ө (2) C(s) +1/2 O2(g) = CO(g) ∆rGm Ө (3) 反应(3)的平衡常数很难直接测定，因为在碳的氧化过程中，很难控制使碳只氧化到 CO 而不生成 CO2。但如已知 ∆rGm Ө (1)和 ∆rGm Ө (2)，因为(1)- (2) = (3)，则 ∆rGm Ө (3)可由下 式： ∆rGm Ө (3)=∆rGm Ө (1)- ∆rGm Ө (2) 求得，从而可求出反应(3)的平衡常数。 -RTln K3 Ө = -RTln K1 Ө+ RTln K2 Ө 则 K3 Ө = K1 Ө/K2 Ө 3．利用 ∆rGm Ө 可大体估计反应的可能性 在一般情况下，∆rGm Ө 虽然不能作为判别反应方向的依据，但由化学反应等温式可 知，若 ∆rGm Ө 的绝对值很大，则 ∆rGm的正负号就基本上取决于 ∆rGm Ө 的符号， 除非 Qa 很大或者很小，这在实际中往往是难以办到的。例如，反应 Zn(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) 在 298.15K 时的 ∆rGm Ө= -318.2 kJ·mol-1。欲使此反应不能进行，Qp>6×1055，即 O2 的分 压要小于 3.2×10-107 Pa，才能使 ∆rGm>0，实际上这是不可能实现的。所以，根据此反应 的 ∆rGm Ө 数值，便能估计到该反应能够正向自发进行，而且能够反应得很彻底。 同理，若 ∆rGm Ө 是一个很大的正值，则在一般情况下 ∆rGm的值也大致为正值，很 难通过改变 Qa 的数值使 ∆rGm改变符号。这就是说在给定条件下不能正向自发进行。那 么，∆rGm Ө 的值要有多大才能用来估计反应进行的方向呢?这没有一定的标准。一般地， 当 ∆rGm Ө> 41.84 kJ·mol-1 时，可以认为反应不大可能自发进行；