苏 州 中 学 高 一 化 学 竞 赛 辅 导 讲 义 2006-4-10 1 吉 布 斯 自 由 能 和 化 学 平 衡 1． 化 学 反 应 的 方 向 性 自 然 界 发 生 的 一 切 过 程 都 必 须 遵 循 热 力 学 第 一 定 律 ， 保 持 能 量 守 恒 。 但 在 不 违 背 热 力 学第 一 定 律 的 前 提 下 ， 过 程 是 否 发 生 ， 若 能 发 生 的 话 ， 将 又 会 进 行 到 什 么 程 度 ， 热 力 学 第 一 定律 却 不 能 回 答 。 本 章 从 系 统 能 量 变 化 的 角 度 讨 论 化 学 反 应 的 方 向 性 。 1.1 自 发 过 程 在 一 定 条 件 下 不 需 要 外 界 对 系 统 作 功 就 能 自 动 进 行 的 过 程 或 反 应 称 为 自 发 过 程 或 自 发反 应 。 相 反 ， 它 们 的 逆 过 程 或 逆 反 应 是 非 自 发 的 。 焓 变 不 能 作 为 化 学 反 应 自 发 性 的 判 据 。 1.2 吉 布 斯 自 由 能 （ 1） 吉 布 斯 自 由 能 及 自 发 过 程 的 判 据 依 据 反 应 自 发 性 与 焓 、 熵 及 温 度 间 的 关 系 ， 物 理 化 学 家 吉 布 斯 （ Gibbs J W） 提 出 了 一个 新 的 状 态 函 数 G， 它 具有广度 性 质， 称 为 吉 布 斯 自 由 能 ， 其定 义 为 ： G=H–TS （ 1-1） 在 等温 过 程 中 ， 吉 布 斯 自 由 能 变 为 ： Δ G=Δ H–TΔ S （ 1-2） 称 为 吉 布 斯 –亥姆霍兹（ Gibbs-HelmholTz） 方 程 。 将 此式应 用于化 学 反 应 ， 得到 ： mrG=mrH–TmrS （ 1-3） 若 反 应 在 标准状 态 下 进 行 ， 则： mrG= mrH–TmrS （ 1-4） mrG和mrG分别称 为 化 学 反 应 的 摩尔吉 布 斯 自 由 能 （ 变 ） 和 标准摩尔吉 布 斯 自 由 能（ 变 ）， 两者的 值均与 反 应 式的 写法有关 ， SI单位为 J·mol-1或 kJ·mol-1。 在 等温 定 压且系 统 不 做非 体积功 条 件 下 发 生 的 过 程 ， 若 ： Δ G<0 发 生 的 过 程 能 自 发 进 行 ； Δ G=0 系 统 处于平 衡 状 态 ； Δ G>0...
