工程化学教案 第一意 同理，当T时，T△S,致使T△S<△H,此时水将凝固为冰，即冰→水的过程为非自 发，相反，水→冰则可自发进行。 综之：AH<T△S,冰→水，过程可自发进行 △H=T△S,冰→水，平衡状态 AH>T△S,冰→水，非自发，但逆过程是自发的 由此，推得自发过程或反应的条件为（充要条件）：△H<T△S→△H.T△S<0→ (-TS)(H-TS)<0令G=H.TS(1878年，美国JW.Gibbs) 恒温时，△G=AH-TAS,故恒温恒压自发过程或反应的条件为：△，G=A,H-T△，S<0,G称 为体系的Gibbs函数。△，G称为Gibbs函数变，其相当于有用功。如下表所示： 反应自发性 实例 一定自发 Zn+2H→Zm2*+出 一定非自发 低温有利于自发 3fe+202→Fe04 高温有利于自发CaC0,→Ca0+C02 这样Gibbs函数判据就是： 吉布斯函数变△G是等温等压下，不做非体积功的过程（包括反应）方向的判据即： △G<0,过程自发，作为反应，则反应自动向生成产物方向进行。 △G>0,过程非自发，作为反应，则正反应非自发，反应逆向进行 △G=0,达平衡，反应达最大限度（此时产率最高）。 注意：如果化学反应在恒温恒压条件下，除体积功外还有非体积功w',则吉布斯函数格变判 据就变为： ·△G〉-w’自发过程 -△G〈-w·非自发过程 -AG=-w’平衡状态 该式意义是：在等温、等压下，一个封闭系统所能做的最大非体积功(~w')等于其吉 布斯自由能的减少(-△G) 5 工程化学教案 第一章 • • 15 同理，当 T时，TrS ，致使 TrS  < rH，此时水将凝固为冰，即冰→水的过程为非自 发，相反，水→冰则可自发进行。 综之：H < TS，冰→水，过程可自发进行 H = TS，冰→水，平衡状态 H > TS，冰→水，非自发，但逆过程是自发的 由此，推得自发过程或反应的条件为（充要条件）：H < TS → H - TS < 0 → (H2 - TS2) - (H1 - TS1) < 0 令 G = H - TS（1878 年，美国 J.W.Gibbs） 恒温时，G = H - TS，故恒温恒压自发过程或反应的条件为：rG = rH - TrS < 0，G 称 为体系的 Gibbs 函数。rG 称为 Gibbs 函数变，其相当于有用功。如下表所示： rH rS rG 反应自发性 实例 − + − 一定自发 Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 + − + 一定非自发 − − —— 低温有利于自发 3Fe + 2O2 → Fe3O4 + + —— 高温有利于自发 CaCO3 → CaO + CO2 这样 Gibbs 函数判据就是： 吉布斯函数变ΔG是等温等压下，不做非体积功的过程 (包括反应)方向的判据即： ΔG<0 ，过程自发，作为反应，则反应自动向生成产物方向进行。 ΔG>0 ，过程非自发，作为反应，则正反应非自发，反应逆向进行。 ΔG = 0，达平衡，反应达最大限度（此时产率最高）。 注意：如果化学反应在恒温恒压条件下，除体积功外还有非体积功 w ’ ,则吉布斯函数焓变判 据就变为： -ΔG > - w ’ 自发过程 -ΔG < - w ’ 非自发过程 -ΔG = - w ’ 平衡状态 该式意义是：在等温、等压下，一个封闭系统所能做的最大非体积功（- w ’）等于其吉 布斯自由能的减少（-ΔG）