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吉布斯函数的计算公式,什么是吉布斯函数判据

时间:2022-09-20来源:华宇网校作者:监理工程师网课 监理工程师网课试听

吉布斯函数的计算公式?

定义式:G=H-TS

吉布斯自由能(Gibbs free energy)在化学热力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(free energy)在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能F与吉布斯的定压自由能G的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。

等温公式:

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 Q

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,Q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Q的表达上表现出来。

什么是吉布斯函数?

吉布斯函数就是吉布斯自由能,定义式:G=H-TS。由美国物理化学家吉布斯定义,单位为J或KJ,由于H,T,S都是状态函数,G也是状态函数。相关量就是H,T,S。补充:吉布斯自由能变 △G=△H一T △S,称为吉布斯一赫姆霍兹公式。△G

化学反应的摩尔吉布斯自由能变怎么计算?

1.如果能查出来各物质的标准摩尔吉布斯,则用公式:反应过程的吉布斯=生成物的吉布斯之和-反应物的吉布斯之和2.如果不能查到各物质的标准摩尔吉布斯,那就查得各物质的标准摩尔生成焓ΔHf和标准摩尔熵S,这样:ΔGr=ΔHr-TΔSrΔHr=ΣγΔHfΔSr=ΣγS其中:γ为分子计量数,生成物为正,反应物为负。

原电池的标准电动势怎么计算?

根绝奈斯特(nernst)公式计算:

E=E(标准)-RT(lnJ)/zF。

E(标准)=正极电极电势-负极电极电势。

J为反应商,形式和平衡常数一样,但值是即时的值。

z为总反应转移的电子数,F为法拉第常数。

ΔG=-nFE,如果能算出实际吉布斯自由能变,也可以用这个公式算实际电动势。

标准摩尔生成吉布斯函数?

标准摩尔生成自由能,一般是指标准摩尔生成吉布斯自由能,意为在规定温度(T)和标准压力p下,由稳定态单质生成1mol化合物或不稳定单质和其他形式的物质的自由能。

多数化学反应时在常温、定压条件下发生的,因此用吉布斯自由能的变化来判断反应的自发性是很方便的。有了吉布斯一亥姆霍兹方程△G=△H-T△S,并可以用△G值的正、负来判断过程的自发性。

那么与标准摩尔生成焓一样,可规定一套相对数值以计算体系的自由能改变量

吉布斯自由能和电势的公式?

ψZn2+/Zn=-0.762 ψCu2+/Cu=+0.342

所以电极电势为E0=ψCu2+/Cu-ψZn2+/Zn=0.342+0.762=1.104V

因为电池反应的标准吉布斯自由能G=-nFE0=-RTlnK0

所以K0=exp(nFE0/RT) =e^85.962896 [ n=2 F=96485 R=8.314 T=298

吉布斯函数的概述?

当体系发生变化时,G也随之变化。其改变值△G,称为体系的吉布斯自由能变,只取决于变化的始态与终态,而与变化的途径无关: △G=G终一G始

按照吉布斯自由能的定义,可以推出当体系从状态1变化到状态2时,体系的吉布斯自由能变为:△G=G2一Gl=△H一△(TS)

对于等温条件下的反应而言,有T2=T1=T

则 △G=△H一T △S

上式称为吉布斯一赫姆霍兹公式(亦称吉布斯等温方程)。由此可以看出,△G包含了△H和△S的因素,若用△G作为自发反应方向的判据时,实质包含了△H和△S两方面的影响,即同时考虑到推动化学反应的两个主要因素。因而用△G作判据更为全面可靠。而且只要是在等温、等压条件下发生的反应,都可用△G作为反应方向性的判据,而大部分化学反应都可归入到这一范畴中,因而用△G作为判别化学反应方向性的判据是很方便可行的。

如果一个封闭系统经历一个等温定压过程,则有:

ΔG≤W′(2)式中ΔG为此过程系统的吉布斯函数的变化值,W′为该过程中的非体积功,不等号表示该过程为不可逆过程,等号表示该过程为可逆过程。式(2)表明,在等温定压过程中,一个封闭系统吉布斯函数的减少值等于该系统在此过程中所能做的大非体积功。

如果一个封闭系统经历一个等温定压且无非体积功的过程,则根据式(2)可得:

ΔG≤0(3)式(3)表明,在封闭系统中,等温定压且不作非体积功的过程总是自动地向着系统的吉布斯函数减小的方向进行,直到系统的吉布斯函数达到一个小值为止。因此,在上述条件下,系统吉布斯函数的变化可以作为过程方向和限度的判断依据,尤其是在相平衡及化学平衡的热力学研究中,吉布斯函数是一个极其有用的热力学函数。

吉布斯自由能公式使用条件?

熵判据的使用条件是在封闭且绝热的系统中;吉布斯函数判据的使用条件是在恒温、恒压、不做非体积功的条件下。

熵判据的公式为dS-δQ/T≥0,当系统经绝热过程由始态到终态时,系统的熵变不会小于0,在绝热可逆过程中,熵变等于0;在绝热不可逆过程中,熵变大于0。

吉布斯函数的公式为G=H-TS,用吉布斯函数ΔG的变化来判断过程进行的方向和限度。若ΔG=0则说明系统达到平衡,ΔG<0则说明过程能自发进行,ΔG0说明过程不能自发进行。

扩展资料

熵判据与反应方向的关系:

1、多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应,熵变都是正值,为熵增加反应。

2、有些熵增加的反应在常温下不能自发进行,但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。

3、个别熵减少的反应,在一定条件下也可自发进行。如铝热反应在点燃的条件下即可自发进行。

在任意条件下,当系统处于一定状态时就有确定的吉布斯自由能G,

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