标准摩尔生成吉布斯函数是什么?
吉布斯函数一般指吉布斯自由能。
吉布斯自由能在化学热力州蔽悄学中为判断过程进行的方向而引入的热力学函数。又称自由焓、吉布斯自由能或自由能。自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。
自由能在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能F与吉册渣布斯的定压自由能G的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。
特点
ΔG叫做吉布斯自由能变
吉布斯自由能的变化可作为并告恒温、恒压过程自发与平衡的判据。
吉布斯自由能改变量。表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度。这个最大限度在可逆途径得到实现。反应进行方向和方式判据。
化学中,吉布斯自由能的表达式,以及怎么利用其判断一个化学反应能否自发进行?
ΔG=ΔH-TΔS (Kj/mol) 吉布斯自由能相关书籍封面(1)
G叫做吉布斯自由能因为H、T、S均为ΔG叫做吉布斯自由能变 吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据吉布斯自由能改变量表明状态函数G是体系所具有侍衫的在等温等压下做非体积功的能力反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度这个最大限度在可逆途径得到实现反应进行方向和方式判据吉布斯自由能的镇姿变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据状态函数,所以G为状态函数吉布斯自由能随温度和压强变化很大为了求出非标准状况下的吉布斯自由能,可以使用范老旅腔特霍夫等温公式:ΔG = ΔG0 + RT ln J 其中,ΔG0是同一温度、标准压强下的吉布斯自由能,R是气体常数,J是反应熵温度的变化在ΔG0的使用上表现出来,不同的温度使用不同的ΔG0非标准状况的ΔG0需要通过定义式(即吉布斯等温公式)计算压强或浓度的变化在J的表达上表现出来>W非 反应以不可逆方式自发进行 =W非 反应以可逆方式进行 0时,K,1,
反应的标准摩尔吉布斯函数变和反应的吉布斯函数变有什么区别,为什么后者能判断反向性而前者不能
ΔG=ΔH-TΔS (Kj/mol) 吉布斯自由能相关书籍封面(1) G叫做吉布斯自由能。因为H、T、S均为状态函数,所以G为状态函数吉布滚凳斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。 吉布斯自由能改变量。表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度。这个最大限度在可逆途径得到实现。反应进行方向和方式判据。 吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。 吉布斯自由能随温度和压强变化很大。为了求出非标准状况下的吉布斯自由能,可以使用范特霍夫等温公式: ΔG = ΔG0 + RT ln J 其中,ΔG0是同一温度、标准压强下的吉布斯自由能,R是气体常数,J是反应熵。 温度的变化在ΔG0的使用上表现出来,不同的温度使用不同的ΔG0。非标准状况的ΔG0需要通过定义式(即吉布斯等温公式)计算。压强或浓度的变化在J的表达上表现出来 >W非 反应以不可逆方式自发进行 =W非大肆旅 反应以可逆方式进行 <W非 不能进行 若反应在等温等压下进行不做非体积功,即W非=0则 <0 反应以不可逆方式自发进行 =0 反应以可逆方式进行 >0 不能进行 等温等压下体系的吉布斯自由能减小的方向是不做非体积功的化学反应进行的方向。 任何等温等压下不做非体积功的自发过程的吉布斯自由能都将减少。 在等温等压反应中,如果吉布斯自由能为负,则正反应为自发,反之则逆反应雹颂自发。如果为0,则反应处于平衡状态。此时根据范特霍夫等温公式,ΔG = ΔG0 + RT ln J,J变成平衡常数,于是有: ΔG0 = -RT ln K 要注意,使用范特霍夫等温公式时,ΔG和ΔG0的温度一定要相等。 这样我们可以推出以下结论: ΔG0>0时,K<1; ΔG0=0时,K=1; ΔG0<0时,K>1。
吉布斯函数的作为判据应用
因为没有闹厅说明温度和压力。
注意!
判断反应进行方向和限度的依据只能是△rGm,而不能是△rGmΘ
△rGmΘ的大小可以估计反映趋势,但不能液尘隐作为准确的判据,除非△rGm = △rGmΘ
当标准态确定时,△rGmΘ为常数
利用△rGm作为判据时,必须是温度、压力一定的兄历情况下才可以
化学平衡中的吉布斯自由能是怎么回事,又与熵判据和焓判据有什么关系
化学反应自发性判断:
考虑ΔH和ΔS两个扮举因素的影响,可分为以下四种情清升况
1)ΔH<0,ΔS>0;ΔG<0正向自发
2)ΔH>0,ΔS<0;ΔG>0正向非自发
3)ΔH>0,ΔS>0;升温至某温度时,ΔG由正值变为负值,高温有利于正向自发
4)ΔH<0,ΔS<0;降温至某温答缺老度时,ΔG由正值变为负值,低温有利于正向自发
恒温恒压凝固相吉布斯函数的变化
ΔG=ΔH-TΔS (Kj/mol) 吉布斯自由能相关书籍封面(1)
G叫做吉布斯自由能。因为H、T、S均为ΔG叫做吉布斯自由能变 吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。 吉布斯自由能改变量。表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。反应过程中G的减少量是体系做非体积功的最大限度。这个最大限度在可逆途径得到实现。反应进行方向和方式判据。 吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。状态函数所以G为状态函数。吉布斯自由能随温度和压强变化很大。为了求出非标准状况下的吉布斯自由能,可以使用范特霍夫等温公式: ΔG = ΔG0 + RT ln J 其中,ΔG0是同一温度、标准压强下的吉布斯自由能,R是气体常数,J是反应熵。 温度的变化在ΔG0的使用上表现出来,不同的温度使用不同的ΔG0。非标准状况的ΔG0需要通过定义式(即吉布斯等温公式)计算。压强或浓度的变化在J的表达上表现出来。>W非 反应以不可逆方式自发进行 =W非 反应以可逆方式进行 <W非 不能进行 若反应在等温等压下进行不做非体积功,即W非=0则 <0 反应以不可逆方式自发进行 =0 反应以可逆方式进行 >0 不能进行 等温等压下体系的吉布斯自由能减小的方向是不做非体积功的化学反应进行的方向。 任何等温等压下不做非体积功的自发过程的吉布斯自由能都将减少。在温度T时,当反应物和生成物都处于标准态,发生反应进度 标准自由能推理过程
为1 mol的化学反应Gibbs自由能的变化值灶旅,称为标准摩尔反应吉布斯自由能变化值,用表示 标准吉布斯自由能与一般反应的吉布斯自由能的关系:在等温等压反应中,如果吉布斯自由能为负,则正反应为自发,反之则逆反应自发。如果为0,则反应处于平衡状态。此时根据范特霍夫等温公式,ΔG = ΔG0 + RT ln J,J变成平衡常数,于是有: ΔG0 = -RT ln K 要注意,使用范特霍夫等温公式时,ΔG和ΔG0的温度一定要相等。 这样我们可以推出以下结论: ΔG0>0时,K<1; ΔG0=0时,K=1; ΔG0<0时,K>1。 熵判据
dS-δQ/T≥0 (6) 式中:不等号适用于不可逆过程,等号适用于可逆过程。由于不可逆过程是所有自发过程之共同特征,而可逆过程的每一步微小变化,都无限接近于平衡状态,因此这一平衡状态正是不薯或可逆过程所能达到的限度。因此上式也可作为判断这一过程自发与否的判据,称为“熵判据”。 焓变:恒温恒压无非体积功的化学反应热效应,你就理解成决定吸热还是放热的吧。
一般来说能量越低越稳定,所以化学反应有向放热方向进行的趋势。这就是焓隐手凳判据。
焓是体系内能与压强和体积之积的和:H=U+pV。
对于恒温恒容或恒温恒压且非体积功为零的过程,使用亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据来,判断
自发变化的方向和限度,只需要计算系统的变化,很方便。
(1)pVT
变化过程
理想气体恒温过程:
凝聚态恒温变压过程,当压力变化不是太大时,过程的ΔA和脊拦ΔG可近似为零
(2)相变化过程
可逆相变:
不可逆相变:需要设计一条包含PVT变化和可逆相变的途径,从而简接计算。
亥姆霍兹函数
A是状态函数,
只要状态一定,其值就一定,而不在乎是否发生的是恒温还是可逆过程。
只是在恒温可逆过程中,系统所作的最大功闷丛(-W)才等于亥姆霍兹能的减少△A。
亥姆霍兹函数和吉布斯函数均为状态函数,均为广度量,具有能量单位,绝对值均无法确定。
求算ΔA、ΔG的方法一般是从定义式出发,结合过程ΔU、ΔH及ΔS
计算关键还是求熵变。
亥姆霍兹函数推导条件是恒温恒压,非体积功为零;而吉布斯函数推导条件是恒温恒压,非体积功为
零樱罩胡
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