反应进度和反应吉布斯自由能: advancement of reaction 设有一处于恒温恒压下的封闭体系,有如下反应: aa+bB++cc +dd+ 设反应进行了一极小量,对各反应物分别为: d dd, da,db 因各物质的计量系数不同,以上各量也不尽相同 为了对反应进程有统一的表示,定义: ds--dnA/a=-dnB/b=dnd/c=dnp/d 反应进度( advancement of reaction
•一. 反应进度和反应吉布斯自由能: •advancement of reaction： • 设有一处于恒温恒压下的封闭体系,有如下反应: • aA + bB +… D cC + dD +… • 设反应进行了一极小量,对各反应物分别为： d[C],d[D],－d[A], －d[B] • 因各物质的计量系数不同,以上各量也不尽相同. • 为了对反应进程有统一的表示,定义: • dx=－dnA /a=－dnB /b=dnC /c=dnD /d (1) • x:反应进度(advancement of reaction)
若按化学反应方程式的系数关系完成一个式 量的反应量时,则该反应的进度 mo 反应进度可一般地表示为: ds=dn: / dn =v ds (2) i:反应体系的某一组分i; V:i组分的计量系数,产物为正;反应物为负
•若按化学反应方程式的系数关系完成一个式 量的反应量时,则该反应的进度 • x=1 mol •反应进度可一般地表示为: • dx=dni /ni dni =nidx (2) •i: 反应体系的某一组分i; •ni :i组分的计量系数,产物为正;反应物为负
reaction Gibbs free energy 设反应体系中进行了极微小的量d有: dG=-SdT+vdp+∑Hdn ·设反应的恒温恒压下进行 dG=∑dn (dT=0,dp=0) ·代入反应进度 dG=(∑叫v)d(dn=v;dξ) ∴(0G08h,p=∑vH ·定义 △Gm=(G/03)h,=∑v;H (4) ·△G:反应吉布斯自由能变化
•reaction Gibbs free energy : •设反应体系中进行了极微小的量dx,有: • dG=－SdT+Vdp+∑midni •设反应的恒温恒压下进行: • dG=∑midni (dT=0, dp=0) •代入反应进度: • dG=(∑mini )dx (dni =nidx) •∴ (¶G/¶x)T,p =∑ni mi (3) •定义： • DrGm=(¶G/¶x)T,p =∑ni mi (4) •DrGm：反应吉布斯自由能变化
(OG/)r的物理含义是: 在恒温,恒压,各组分浓度不变的条件下,在无 穷大的反应体系中进行1mo化学反应的体系吉 布斯自由能改变值 △Gn并不是某一实际体系反应1mo物质时的吉 布斯自由能变化,是在恒温恒压下体系中进行 极微量化学反应所引起的体系吉布斯自由能变 化与反应进度变化之比 dG/de)T ΔG是一个强度量,若将体系的G对反应进度 作图则△G表示曲线G=(2)在反应进度为处 的斜率 △Gn的单位是:Jmo-1
•(¶G/¶x)T,p的物理含义是: •在恒温,恒压,各组分浓度不变的条件下，在无 穷大的反应体系中进行1mol化学反应的体系吉 布斯自由能改变值. •DrGm并不是某一实际体系反应1mol物质时的吉 布斯自由能变化, 是在恒温恒压下,体系中进行 极微量化学反应所引起的体系吉布斯自由能变 化与反应进度变化之比(dG/dx)T,p. •DrGm是一个强度量,若将体系的G对反应进度x 作图,则DrGm表示曲线G=f(x)在反应进度为x处 的斜率. •DrGm的单位是: J.mol-1
化学反应的平衡条件: 一般化学反应在等温,等压条件下进行,在这种条件下, 可用吉布斯自由能作为过程方向的判据 △Gn<0反应自动正向进行; △,Gn>0反应自动逆向进行; △G=0反应达平衡. 若反应体系是一均相体系,则反应不可能向某一方进 行到底,反应体系一定会达到某一平衡点,当反应达化 学平衡时,体系的吉布斯自由能G的值处于最低点,体 系达到稳定状态.此时,体系向任一方向进行,体系的 吉布斯自由能都会升高
•二. 化学反应的平衡条件: • 一般化学反应在等温,等压条件下进行,在这种条件下, 可用吉布斯自由能作为过程方向的判据. • DrGm<0 反应自动正向进行; • DrGm>0 反应自动逆向进行; • DrGm=0 反应达平衡. • 若反应体系是一均相体系,则反应不可能向某一方进 行到底,反应体系一定会达到某一平衡点,当反应达化 学平衡时,体系的吉布斯自由能G的值处于最低点,体 系达到稳定状态.此时,体系向任一方向进行,体系的 吉布斯自由能都会升高