本文拟结合准静态过程假说，衡算25℃时，CaCO₃(s)热分解过程相关物质的标准化学势^[1]，供参考.

1. CaCO₃(s)热分解过程相关物质平衡时的物质的量及分压

   设：敞口反应器外压恒定为100kPa，反应器内干空气的体积为10dm³.

      则：干空气的物质的量（n₀）为：

       n_o=pV/(RT)=100kPa×10dm³/(8.314J·mol^-1·K^-1×298.15K)=0.4034mol

备注：假设CaCO₃(s)热分解过程，反应器内干空气的物质的量恒定.

       25℃、敞口反应器内CaCO₃(s)的热分解反应可表示为：

                              CaCO₃(s)    →    CaO(s)    +    CO₂(g)

初始/mol               n                            0                 0

平衡/mol              n-x                          x                 x

       则：n_总(g)=n₀+x=0.4034+x (mol)

              p^eq(CO₂,g)=[x/(n₀+x)]·p^θ=[x/(0.4034+x)]·p^θ 

        将相关数据代入复合式热力学平衡常数表示式可得：

              （1）

     2. CaCO₃(s)热分解过程相关物质的标准化学势的衡算

       25℃、敞口反应器内CaCO₃(s)的热处理反应的Δ_rG^θ_m=130.4kJ·mol^-1. 

       依热力学基本原理可得如下式（2）、（3）、（4）及（5）：

       Δ_rG^θ_m=μ^θ(CaO,s)+μ^θ(CO₂,g)-μ^θ(CaCO₃,s)                        （2）

       μ^θ(CaO,s)=-RT·ln{n^eq(CaO,s)/n^θ}                                       （3）

       μ^θ(CaCO₃,s)=-RT·ln{n^eq(CaCO₃,s)/n^θ}                               （4）

       μ^θ(CO₂,g)=-RT·ln{p^eq(CO₂,g)/p^θ}                                        （5）

       将25℃时n^eq(CaO,s)、n^eq(CaCO₃及p^eq(CO₂,g)分别代入式（3）、（4）、（5）及（2）可得如下表1.

表1. 25℃时μ^θ(CaO,s)、μ^θ(CaCO₃,s)、μ^θ(CO₂,g)及Δ_rG^θ_m数据

     表1数据显示，随着25℃、敞口反应器内CaCO₃(s)的投入量(n)的增加，系统中“μ^θ(CaO,s)、μ^θ(CaCO₃,s)、

μ^θ(CO₂,g)”的数值均减小；且在计算误差允许范围内，衡算得到的Δ_rG^θ_m均为130.4kJ·mol^-1，表明相关物质

的标准化学势计算公式正确.   

    3. 结论

      25℃、敞口反应器内CaCO₃(s)的热分解过程的热力学衡算，再次验证了相关物质标准化学势计算公

式正确，即： μ^θ(CaO,s)=-RT·ln{n^eq(CaO,s)/n^θ}， μ^θ(CaCO₃,s)=-RT·ln{n^eq(CaCO₃,s)/n^θ}及

 μ^θ(CO₂,g)=-RT·ln{p^eq(CO₂,g)/p^θ}.

参考文献

[1]余高奇.CaCO3的物质的量对其分解压的影响.科学网博客,2025,3,14.