【2017年整理】第二章 自由能、化学势和溶液 公式.doc

第二章 自由能、化学势和溶液 公式 1．第一和第二定律的联合公式为 2．吉布斯自由能定义式 G = U + PV – TS = H – TS △G＝ △H－T △S （G----体系的状态函数, ( J ) , 绝对值无法测量 ） 3．在定温定压下，有如下关系： ΔG=W’最大 4．吉布斯自由能判据 不可逆过程, 自发过程 = 可逆过程, 平衡态 反方向为自发过程 5．判断过程方向及平衡条件的总结 状态 函数 体系 应用条件 判 据 S 隔离 任意过程 DS 0 自发过程 = 0 可逆过程, 平衡 S 封闭 任意过程 DS体 + DS环 0 自发 = 0 可逆, 平衡 G 封闭 定温定压 W’=0 0 自发 DG = 0 平衡, 可逆 0 反方向自发 F 封闭 定温定容 不做其它功 0 自发 DF = 0 平衡, 可逆 0 反方向自发 6定压下．对任意相变或化学变化 7．定温物理变化DG的计算（W’＝0的封闭体系） . 理想气体定温过程 . 纯液体或纯固体的定温过程 . 定温定压可逆相变 dG = -SdT + VdP dT＝0 dP＝0 DG T , P, W = 0 。定温定压不可逆相变 必须设计可逆过程 来求算, 由于△G定温条件下的计算公式简单, 因此设计定温变压可逆途径 求解. 而计算不可逆相变的 DH 和 DS 时 , 是设计定压变温可逆途径进行求解. 8．化学反应DG的计算 化学反应△ r Gmθ的计算 。由物质的△fGmθ求算 △rGθm = ∑νB△fGθm ,B 。由反应的△rHθm 和 △rSθm 求算 △rGθm = △rHθm - T△rSθm 。估计该反应能自发进行的最高温度 0 不可逆过程, 自发过程 △rGθm = △rHθm - T△rSθm = 0 可逆过程, 平衡态 0 反方向为自发过程 9．在指定压力下温度对反应自发性的影响 ΔH ΔS ΔG=ΔH-TΔS 反应的自发性 － + － 在任意温度下反应均可自发 + － + 任意温度下反应都不能自发 + + 低温时＋ 高温时－ 在低温下反应不能自发 在高温下反应能自发进行 － － 低温时－ 高温时＋ 在低温下反应能自发进行 在高温下反应不能自发进 转折温度 T = ΔH /ΔS 10．偏摩尔量的定义式: 条件：定温定压 （Z代表任一广度性质 ） 对于纯物质的均相系统，偏摩尔量即为该物质的摩尔量 11．偏摩尔量的集合公式 12．化学势定义式 13．化学势（偏摩尔吉布斯自由能）集合公式 在一定的温度, 压力和浓度的条件下,多组分体系处于一定的状态, 体系的吉布斯自由能可用下式计算 纯组分： 14.化学势与温度的关系 15.化学势与压力的关系 16.化学势判据 在定温、定压、W′=0 的封闭体系中 自发过程 ￡ 0 = 可逆过程或平衡态 反方向为自发过程 17.化学势判据与相平衡 设在定温、定压、W′=0 的条件下, 有dni mol 的 i 物质从 a相转移到 b 相， dG T, P, W′=0 = (μiβ -μiα)dni (1)若 μiβ μiα 则 dG 0 ; 物质从α→β相的转移 是自发过程; (2)若 μiβ μiα 则 dG 0 ; 物质从β→α相的转移是自发过程; (3)若 μiβ = μiα 则 dG = 0 ; 体系处于相平衡状态. 18.化学势判据与化学平衡 对定温、定压、W′= 0 ，且 x = 1mol 的化学反应 aA + bB ? gG + hH 0 , 反应正方向自发 = 0 , 反应达到平衡