余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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热力学平衡常数、标准摩尔吉布斯函数变、标准电动势与化学反应的自发性

已有 1216 次阅读 2023-11-24 10:31 |系统分类:教学心得

       热力学平衡常数(Kθ)、标准摩尔吉布斯函数变(ΔrGθm)及原电池的标准电动势(Eθ)也常用来判定化

学反应的自发性. 本文拟介绍自发性判据的有关边界条件出处,供参考.

  1. 热力学平衡常数(Kθ)与化学反应的自发性

    对于25℃非标态下化学反应:aA+bB=cC+dD,热力学经常根据热力学平衡常数的相对大小判定自发

性,热力学规定,

      Kθ>1时,化学反应自发;

      Kθ<10-7时,化学反应非自发;

      10-7<Kθ<1时,化学自发性需做进一步判定.

       以上也称化学反应的平衡常数(或Kθ)判据.

  2.标准摩尔吉布斯函数变(ΔrGθm)与化学反应的自发性

        热力学规定:ΔrGθm=-RT·lnKθ       (1)

        将式(1)代入平衡常数判据可得:

         ΔrGθm<0时,化学反应自发;

        ΔrGθm40kJ·mol-1时,化学反应非自发;

       0<ΔrGθm<40kJ·mol-1时,化学自发性需做进一步判定.

        以上也称自发性判据中的吉布斯函数(或G)判据.

   3.标准电动势(Eθ)与原电池反应的自发性

      对于标准原电池,ΔrGθm=-ZFEθ      (2)

      将式(2)代入G判据可得25℃非标态下原电池反应(Z=2mol

      Eθ>0,原电池反应自发;

      Eθ≤-0.2V时,原电池反应非自发;

      -0.2V<Eθ<0时,原电池反应的自发性需做进一步判定.

       以上也称自发性判据中的电动势(或Eθ)判据.

       另需指出,由于电动势与原电池反应电子转移数(或Z)无关,电动势判据中“Z=2mol"的条件无需注明.

    4.结论

      对于25℃非标态下化学反应,如果10-7<Kθ<1,0<ΔrGθm<40kJ·mol-1-0.2V<Eθ<0时,化学反应的

自发性需做进一步判定.





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