4.2.1 化学反应等温式

若反应

任意时刻的反应吉布斯自由能为△_rG_m，反应相对商为Q^Θ，则有

△_rG_m=△_rG_m^Θ+RTInQ^Θ

这就是化学反应等温式。该关系式的由来、推导以及物理意义将在物理化学中学习。利用该式可以求算反应的非标准吉布斯自由能变。

4.2.2 K^Θ与=△_rG_m^Θ的关系

当体系处于平衡状态时

△_rG_m=0               Q^Θ=K^Θ

代入化学反应等温式，得

0=△_rG_m^Θ+RTInK^Θ

即

△_rG_m^Θ=-RTInk^Θ

关系式建立了标准吉布斯自由能变△_rG_m^Θ和标准平衡常数之间的联系，由热力学数据△_rG_m^Θ可以计算化学反应的标准平衡常数KΘ。

将式△_rG_m^Θ=-RTInK^Θ代入化学反应等温式△_rG_m=△_rG_m^Θ+RTInQ^Θ，得

△_rG_m=-RTInK^Θ+RTInQ^Θ

整理得

该式将反应处于非标准态时的吉布斯自由能变△_rG_m和反应相对商Q^Θ与标准平衡常数K^Θ之比联系起来，根据比值的大小可判断△_rG_m的符号，即可判断反应的方向。

当Q^Θ<K^Θ时 △_rG_m<0反应正向进行

当Q^Θ=K^Θ时 △_rG_m=0反应达到平衡

当Q^Θ>K^Θ时 △_rG_m>0反应逆向进行

【例4-4】将1mol SO₂、2mol O₂和7mol Ne混合后，气体在常压下进行反应

反应在912K达到平衡，有70%的SO₂转化成SO₃求反应的△_rG_m^Θ。

解 由反应方程式，反应平衡后各气体的物质的量为

反应后气体总的物质的量为

n=nso₂+nO₂+nso₃+n_Ne=9.65 mol

反应后各气体的摩尔分数为

由气体分压定律，气体的分压等于其摩尔分数与总压的乘积，则反应后各气体的分压

反应的标准平衡常数为

所以

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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