本文拟介绍标态下化学反应（或相变）热力学计算的意义，供参考.

1. 标准态热力学计算的公式

   准静态过程假说认为标态下的化学反应（或相变）仅能通过范特霍夫平衡箱实现， 标态下的热力学计算

仅为一理论模型.

      标态下的热力学计算通常特指利用25℃、标态下热力学数据计算出某指定温度下化学反应的焓变

[Δ_rH^θ_m（T）]、熵变[Δ_rS^θ_m（T）]、吉布斯自由能变[Δ_rG^θ_m（T）]及标准平衡常数[K^θ（T）]等. 

      设某化学反应：aA+bB=cC+dD                                 （1）

   1.1 化学反应的标准摩尔焓变的热力学计算公式

       化学反应的标准摩尔焓变的热力学计算公式参见如下式（2）、（3）及（4）所示.

                 （2）

                          （3）  

                                                        （4）

         式（2）、（3）及（4）中“v_i”代表i物质的化学计量系数；  “C_p,m,i”代表i物质的摩尔定压热容；

“Δ_rC_p,m”代表化学反应的摩尔定压热容，下同.

    1.2 化学反应的标准摩尔熵变的计算公式

       化学反应的标准摩尔熵变的热力学计算公式参见如下式（5）及（6）所示.

                   （5）

                          （6）

    1.3 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算公式    

       化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的热力学计算公式参见如下式（7）所示.

                                 （7）

      将式（2）及（5）分别代入式（7），并整理可得：

            （8）

      另：298.15K时，化学反应的吉布斯自由能变计算公式参见如下式（9）所示.

                     （9）

  2. 标态下化学反应（或相变）热力学计算的意义

      标态下化学反应（或相变）热力学计算的意义主要包括如下三个方面.

   2.1 热力学平衡常数（K^θ）

      获取化学反应（或相变）在任意温度下的热力学平衡常数，是标态下热力学计算的最重要意义.

      热力学平衡常数的计算公式参见如下式（10）所示.

                       （10）

    2.2 转变温度（T_C）

       获取化学反应（或相变）的转变（或平衡）温度，也是标态下热力学计算的重要意义.

       由式（8）可得化学反应（或相变）的转变温度的计算公式：

                        （11）

     2.3 自发性的判定

       用“Δ_rG^θ_m”判定化学反应（或相变）自发性判据为：

       恒温恒压及环境不提供有效功的前提下，①如果化学反应（或相变）的“Δ_rG^θ_m<0”，则该反应有希望自

发进行；②如果化学反应（或相变）的“0<Δ_rG^θ_m<40kJ·mol^-1”，则该反应（或相变）的自发性受到怀疑，

自发性需作进一步判定；③如果化学反应（或相变）的“Δ_rG^θ_m>40kJ·mol^-1”，则该反应（或相变）非自发^[1].

   3. 结论

       ⑴标态下的化学反应（或相变）仅能通过范特霍夫平衡箱实现， 标态下的热力学计算仅为一理论模型；

       ⑵化学反应（或相变）热力学平衡常数（K^θ）及转变温度（T_C）的获取，及自发性的判定，是标态下化学

反应（或相变）热力学计算的主要意义.

参考文献

[1]余高奇. 化学反应的计量关系. https://blog.sciencenet.cn/blog-3474471-1434682.html.  科学网博客, 2024,5.

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