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高中化学热力学复习1自由能变和标准自由能变课件讲述
△G和△Gθ在使用上的区别
由此可见,反应的自发性是和体系中各物质的起始分压或起始浓度有关的,除了指定是上述两种特定状态可用△Gθ去判断方向以外,其它状态都必须使用△G去判断。
事实上,由等温方程可见△G=△Gθ+RTlnQ,对于一个给定反应,△Gθ是一个定值,但却可以通过调节Q值来改变△G的大小和符号。换句话说,起始分压或浓度可以确定△G的大小和符号,从而确定反应的自发方向。
对通常条件下的反应,亦即各物质的起始浓度并非全处于标准状态时的反应,既然应该用△G去判别其反应的自发性,而且这又需要知道各物质的起始分压或起始浓度,这颇感不便。此外,由热力学数据表中查得的热力学数据都是标准态下的热力学数据,如果能用△Gθ去代替△G进行判别,那该是多么方便呀。于是人们就探讨在什么样的情况下可以用△Gθ代替△G来判别的问题。
相反,若一反应的△Gθ正值很大,则K值极小(K1),即使开始时只有反应物,但只要由反应物生成极少一点产物,反应就达到了平衡,变为实际上、或是从可觉察的程度上来看是不自发进行的。这时,用△Gθ判断也是可以的。同样道理,若△Gθ的正值较小,则亦容易在判别上带来错误。
由此看来, 当△Gθ的负值或正值越大,或是在K越远离1的条件下,就可以用△Gθ去代替△G判别任意状态时反应的自发性。习惯上,认为Kθ=10-7时,便可作为不发生或是在可觉察程度上不发生的量度。此时△Gθ=-RTlnK=40 kJ·mol-1,以此作为参考界限。当△Gθ 40 kJ·mol-1和△Gθ 40 kJ·mol-1或K107和K10-7作为反应实际上是自发和非自发的判断依据;而当-40△Gθ 40 kJ·mol-1、10-7K107时,用△Gθ判别会带来错误的可能,因为此时各物质的起始分压或浓度所起的作用较大之故,此时,就应该用△G去判别反应的自发性。
焓变及熵变在△G中的贡献
化合物
SO2
CO2
FeS
SO3
SiF4
MgO
△fHmθ/kJ·mol-1
-297
-394
- 95
-395
- 1548
-602
△fGmθ/kJ·mol-1
-300
-395
- 98
-370
- 1506
-569
下面列出几种化合物的标准生成焓和标准生成自由能。
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