G和G在使用上的区别

《G和G在使用上的区别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、△G和△Gθ在使用上的区别在无机化学的学习中已经知道，严格地，必须用△G来判断一个反应或一个过程的自发性。△G＝△Gθ＋RTlnQ，△Gθ＝－RTlnK，当达到平衡时，其标志是△G＝0，而不是△Gθ＝0(△Gθ＝0，意味着K＝1)。而且，只要反应的K≠1，达到平衡时，Q＝K，此时，Q≠1，RTlnQ≠0，即△G≠△Gθ。只有在极为特殊的情况下：①标准态(Q＝1)，②Q＝＝1(但不是标准态)，在这两种情况下，△G＝－RTlnK＋RTlnQ＝△Gθ＋RTln1＝△Gθ。这时，△G与△Gθ才无区别。因此,要用

2、△Gθ判断反应或过程的方向,必须在上述两种特殊情况下进行,离开了这两种特殊情况而使用△Gθ显然是不合适的。(c(C)／cθ)c(c(D)／cθ)d(c(A)／cθ)a(c(B)／cθ)b除了上述两种情况之外，就必须使用△G。△G＝△Gθ＋RTlnQ＝－RTlnK＋RTlnQ＝RTlnQ／K可见△G的值和符号，全取决于Q与K的值。当Q／K>1,Q>K,△G>0,Q／K<1,Q

3、任意状态离平衡状态有多远。如，对于一个反应Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu在通常使用标准电极电势或标准电动势去进行判断时Eθ(Zn2＋/Zn)0标准电极电势Eθ上面的“θ”，意指(Zn2＋)＝(Cu2＋)＝1mol·l－1的情形，此时Q＝＝1，()为任一时刻的浓度。反应的平衡常数＝1037，[]为平衡浓度。△Gθ＝－2FEθ＝－RTlnK＝－211.078kJ·mol－1<0显然，Q＝＝1<<10371037时

4、，或Q>>K，△G>0,逆向为自发，即铜置换锌便是自发的了(然而在这种情况下，其标准电动势Eθ仍大于0，△Gθ仍小于0)。(Zn2＋)／cθ(Cu2＋)／cθ[Zn2＋]／cθ[Cu2＋]／cθ(Zn2＋)／cθ(Cu2＋)／cθ(Zn2＋)／cθ(Cu2＋)／cθ由此可见，反应的自发性是和体系中各物质的起始分压或起始浓度有关的，除了指定是上述两种特定状态可用△Gθ去判断方向以外，其它状态都必须使用△G去判断。事实上，由等温方程可见△G＝△Gθ＋RTlnQ，对于一个给定反应，△Gθ是一个定值，但却可以通

5、过调节Q值来改变△G的大小和符号。换句话说，起始分压或浓度可以确定△G的大小和符号，从而确定反应的自发方向。再如：CaSO4Ca2＋(aq)＋SO42－(aq)，Kspθ＝[Ca2＋][SO42－]／(cθ)2＝9.1×10－6△Gθ＝－RTlnKspθ＝28.7kJ·mol－1>0表明在标准状态下,即(Ca2＋)和(SO42－)均为1mol·L－1时，CaSO4的溶解是非自发的；相反，其逆过程亦即1mol·L－1的Ca2＋和1mol·L－1的SO42－遇到一起发生沉淀却是自发的(逆过程的△Gθ＝－28

6、.7kJ·mol－1<0)，这完全符合事实,这时沉淀过程将一直进行到固液相达到平衡，亦即离子浓度积减小到等于Ksp时为止。如果溶液中起始离子浓度积比Ksp还要小,则△G＝RTlnQ/Kspθ<0,必将引起自发的溶解,直到建立新的固液平衡，△G＝0为止。对通常条件下的反应，亦即各物质的起始浓度并非全处于标准状态时的反应，既然应该用△G去判别其反应的自发性，而且这又需要知道各物质的起始分压或起始浓度，这颇感不便。此外，由热力学数据表中查得的热力学数据都是标准态下的热力学数据，如果能用△Gθ去代替△G进行判别

7、，那该是多么方便呀。于是人们就探讨在什么样的情况下可以用△Gθ代替△G来判别的问题。若某反应，其△Gθ负值很大，如等于－500kJ·mol－1，则lgK＝－≈88，K＝1088>>1表明该反应达到平衡时，生成物远远多于反应物，其相差的倍数已经达到了无法改变的程度，纵然是开始时该体系只有生成物,但只要逆反应一进行,反应就很快达到平衡。如果体系中生成物的浓度很大，但与反应物相比，其相差的倍数还不象K值那么巨大，Q>1088，Q

8、自发性一般不会带来错误。而另有一反应，其△Gθ负值较小，如等于－10kJ·mol－1，则lgK＝－＝1.75，K＝57表明该反应达到平衡时，生成物并不过于优势地压倒反应物的数量，若一般地认为该反应正向是自发的，则如果开始时生成物已经很多，超过反应物的倍数已大于57倍的情况，即Q>57，Q>K,△G>0。逆向反应反而是自发的,前面的判断便成了错误。－500×1032.303×8.314×298－10×1032.303×8.314×298相反，