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热力学平衡常数(Kθ)、标准摩尔吉布斯函数变(ΔrGθm)及原电池的标准电动势(Eθ)也常用来判定化
学反应的自发性. 本文拟介绍自发性判据的有关边界条件出处,供参考.
热力学平衡常数(Kθ)与化学反应的自发性
对于25℃非标态下化学反应:aA+bB=cC+dD,热力学经常根据热力学平衡常数的相对大小判定自发
性,热力学规定,
Kθ>1时,化学反应自发;
Kθ<10-7时,化学反应非自发;
10-7<Kθ<1时,化学自发性需做进一步判定.
以上也称化学反应的平衡常数(或Kθ)判据.
2.标准摩尔吉布斯函数变(ΔrGθm)与化学反应的自发性
热力学规定:ΔrGθm=-RT·lnKθ (1)
将式(1)代入平衡常数判据可得:
ΔrGθm<0时,化学反应自发;
ΔrGθm≥40kJ·mol-1时,化学反应非自发;
0<ΔrGθm<40kJ·mol-1时,化学自发性需做进一步判定.
以上也称自发性判据中的吉布斯函数(或G)判据.
3.标准电动势(Eθ)与原电池反应的自发性
对于标准原电池,ΔrGθm=-ZFEθ (2)
将式(2)代入G判据可得25℃非标态下原电池反应(Z=2mol):
Eθ>0,原电池反应自发;
Eθ≤-0.2V时,原电池反应非自发;
-0.2V<Eθ<0时,原电池反应的自发性需做进一步判定.
以上也称自发性判据中的电动势(或Eθ)判据.
另需指出,由于电动势与原电池反应电子转移数(或Z)无关,电动势判据中“Z=2mol"的条件无需注明.
4.结论
对于25℃非标态下化学反应,如果10-7<Kθ<1,0<ΔrGθm<40kJ·mol-1或-0.2V<Eθ<0时,化学反应的
自发性需做进一步判定.
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GMT+8, 2024-11-23 17:25
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