Monday, June 15, 2015

gibbs ΔG反应自发进行(向外提供非体积功,你们就认为释放后降低能量就好了) ΔG=0 反应达到平衡 ΔGo = -2.303RTlgK 平衡常数K的推导简易推导过程。因为是等温过程,所以平衡常数只与温度有关

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化学老师阿正

所以非标况下的吉布斯自由能变化可以由这个公式推导


摘要:具体包括两种,一种是亥姆赫兹自由能,另一种就是我们高中选修四书本上的吉布斯自由能。q是反应商,上课讲过了。ln认识吧,e为底的对数。所以非标况下的吉布斯自由能变化可以由这个公式推导。
关于化学平衡常数 2014-10-28 化学老师阿正 化学老师阿正 化学老师阿正_图1

关于平衡常数
焓变、熵变
焓和熵是什么意思呢?我们高中学习的ΔH无非就是吸放热而已。熵干脆就是阅读内容。而实际上,焓是一个热力学函数,H=U+pV (焓=系统内能+外部给的体积功);熵是体系混乱度的一种量度(热力学第三定律,纯物质在绝对零度时,熵都是0,可以理解为绝对的整齐不混乱。)
自由能(free energy)
什么叫做自由能?同学们高中物理可能接触过系统内能这个概念。而自由能指 的是系统内能减少量中可以对外做功的能量。具体包括两种,一种是亥姆赫兹自由能,另一种就是我们高中选修四书本上的吉布斯自由能。
吉布斯自由能G=U-TS+PV(内能+体积功-系统内部抽风带来的内耗),而U+PV被定义为焓H,故G=H-TS,所以吉布斯自由能变化量ΔG=ΔH-TΔS(高中应该见过吧)
标准吉布斯自由能指的是温度在25℃(298.15K),一个标准大气压(因为数字太多怕麻烦把101325pa改为100kpa),只有这样的状态之下发生的反应,自由能的变化可以叫做标准吉布斯自由能。这不是坑爹呢么?怎么可
能所有化学反应都在这条件下进行啊!?要不是这条件咋办啊?往下看吧
范特霍夫等温方程
ΔG = ΔGo + RTlnQ
Q是反应商,上课讲过了。ln认识吧,e为底的对数。所以非标况下的吉布斯自由能变化可以由这个公式推导。
等温等压反应过程中(变温变压的要用到微积分,这个就不讲了)
ΔG>0 正反应非自发 ,逆反应自发
ΔG反应自发进行(向外提供非体积功,你们就认为释放后降低能量就好了)
ΔG=0 反应达到平衡
反应达到平衡??这个好耳熟是不是,这个时候的反应商Q=K对吧。所以变形一下
0 = ΔGo + RTlnK
ln不好算?这个好办,lnK约等于2.203lgK,替换一下。
于是有
ΔGo = -2.303RTlgK
再变形!
lgK= ΔGo
-2.303RT
这就是传说中平衡常数K的推导简易推导过程。因为是等温过程,所以平衡常数只与温度有关。
这些东西高考绝逼不会考到,但是你们应该可以看出来,其实我们学的化学平衡,是热力学发展过来的,你们的课本编排,顺序其实是十分合理的。如果不明白这些背景,就别瞎吐槽课本编排不合理啦。
文/化学老师阿正

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