ΔG判据与Δ_rG_m判据的区别

简要说明ΔG与ΔrGm作为方向性判据的区别。其中ΔG判据的适用条件是封闭系统的等温等压过程;而ΔrGm判据是ΔG判据应用于化学反应系统时的进一步推演。ΔrGm代表反应系统在某一时刻的势函数,作为方向性判据,只需要W'=0,而不需要等温等压条件。     

化学反应ΔrGm的物理意义

△rGm是物理化学中常用的重要物理量,在相应的教材中都有一定的介绍.本文从范霍夫反应等温式出发,经简单的处理,清晰地揭示了△rGm的涵义在有限体系内化学反应的△rGm是由两种因素贡献的,即等温等压下发生的纯化学反应的△rGm*及等温等压下产物与反应物的混合引起的△mixG相迭加的结果,且后者是随反应时间不断改变的.     

也谈△G与△G°的差别及相互关系

ΔG与ΔG°的差别及相互关系是物理化学教学中的一个重要问题。《化学通报》1981年第7期中读者提出了这个问题,并由褚德萤同志作了解答。这里,谈谈我们对这一问题的看法。第一、ΔG和ΔG°的定量关系式对于等温等压下任意给定的化学反应     

电化学中E和Δ_rG_m的非唯一对应性

指出了电化学反应中n值的非唯一确定性 ,阐述了电化学反应的Gibbs自由能改变值ΔrGm 与其可逆电池电动势E之间的非唯一对应关系。     

关于-RTlnK_c~■=Δ_rG_m~■(c~■)的讨论

在等温等压条件下,通过pB=cBRT关系转换,所得关系式证明了-RTlnK—cΟ=ΔrG—mΟ(c—Ο)。还分析推证出ΔrG—mΟ(c—Ο)和ΔrG—mΟ(p—Ο)、ΔrH—Οm(c—Ο)和ΔrHΟ—m(p—Ο)、ΔrSΟ—m(c—Ο)和ΔrSΟ—m(p—Ο)、ΔrUΟ—m(c—Ο)和ΔrHΟ—m(cΟ—)以及ΔrG—Οm(c—Ο)和ΔrA—mΟ(c—Ο)之间的几个关系式,进一步证实了-RTlnK—cΟ=ΔrGΟ—m(c—Ο)。     

化学反应自发性的本质含义

结合了热力学第一、第二定律及范特霍夫等温方程,利用ΔrGm的正负来探讨“自发”一词的本质含义,并指出了高中化学教科书中对于“自发”一词的不当解释,以便在教学中更好地帮助学生将“平衡移动原理”与“化学反应进行的方向”有机结合,有利于学生化学知识体系的形成与核心素养的提升。     

物理化学教材中各类化学反应等温式的完整导出和介绍

本文介绍在物理化学教材中,以化学势为主线,籍此系统而又完整地导出各类化学反应的等温式。一方面可进一步巩固和强化学生对各类物质化学势及其表达式的理解和应用,另一方面还可以非常直接地明晰各类化学反应等温式的来龙去脉,并帮助学生正确理解和计算各类化学反应标准摩尔Gibbs自由能Δ_r G_m^?、标准平衡常数(又称热力学平衡常数) K^?和反应商Q,从而有助于取得较好的教学效果。     

5-氯水杨醛缩2,5-二甲基苯胺的液相生成反应的热动力学

采用RD496-CK2000微热量计测定了5-氯水杨醛缩2,5-二甲基苯胺(CHMB)的液相生成反应热动力学曲线。根据物理化学的基本原理推导的等温等压下不可逆化学反应的热动力学研究方程,计算了该反应的热动力学参数(活化焓、活化熵及活化自由能)、速率常数和动力学参数(表观活化能、指前因子及反应级数)。     

电化学中E和ΔrGm的非唯一对应性

指出了电化学反应中n值的非唯一确定性，阐述了电化学反应的Gibbs自由能改变值△rGm与其可逆电池电动势E之间的非唯一对应关系。     

由四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓/十二烷基苯磺酸钠/水形成的双水相体系的热力学研究

在298.15 K下使用目测法和浊度法绘制了四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓([Bmim]BF4)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/水组成的三元体系相图,得到了一个靠近离子液体和水一侧的狭窄双水相(ATPS)区域。从双水相区域周围选择不同组成的样品,用等温滴定微量热(ITC)方法测定了这些样品中逐滴加入纯水后体系热量的变化,发现随样品中水含量的增加,量热曲线上分别出现了较弱的吸热和放热过程,而且这两个过程的位置与三元相图中双水相的形成和消失的位置基本吻合,这说明ITC对于双水相体系的热力学研究是一种可行有效的方法。实验结果表明,双水相的形成是一个吸热过程(ΔH0),而消失是放热过程(ΔH0)。由于双水相的形成是等温等压下的热力学自发过程(ΔG0),因此可以判断该体系中双水相的形成是一个熵驱动过程,而消失是一个熵-焓共驱过程。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/十二烷基苯磺酸钠/水形成双水相体系的热力学研究

在298.15 K下使用目测法和浊度法绘制了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF₄)＋十二烷基苯磺酸钠(SDBS)＋水体系的三元相图,得到了狭窄的靠近离子液体和水一侧的双水相(ATPS)区域。从三元相图的双水相区域周围选择不同组成的样品,用等温滴定微量热(ITC)测定了样品中逐滴加入三次水后体系热量的变化,发现随样品中水含量的增加,量热曲线会出现一个不太明显的吸热和放热过程,且与三元相图中双水相的形成和消失的位置完全吻合,这说明ITC对于双水相体系的热力学研究是一种可行且有效的方法。对本文体系双水相的研究结果表明,双水相的形成是吸热过程(ΔH > 0),而消失是放热过程(ΔH < 0),由于双水相的形成是等温等压下的热力学自发过程(ΔG < 0),因此可以判断该体系双水相的形成是一个熵驱动过程,而消失是一个熵焓共驱过程。     

等压过程和等温过程概念辨析

等压过程是指环境压力恒定不变而系统的始终态压力相等并等于环境压力的过程;等温过程是指环境温度恒定不变而系统的始终态温度相等并等于环境温度的过程。与等温等压条件下的相平衡特征相同,在等温等容条件下,当系统中的每一种组分在不同相中的化学势相等时,整个系统才会处于相平衡状态。     

化学反应的热动力学方程及其应用

材料学、电子学和计算机技术促进了微量热计对“动态热化学”的研究,该原理被应用于RD496-Ⅲ型微量热计中,由其得到的热动力学数据,依物理化学的基本原理可推导出等温等压下不可逆化学反应的热动力学研究方程,从中可简便地求出所研究反应的热动力学参数(活化焓、活化熵及活化自由能),速率常数和动力学参数(表观活化能、指前因子及反应级数),并以实验示例说明其应用。     

生成物是CO还是CO_2?

初中化学课本109页C还原CuO的实验,其反应产物是Cu和CO_2;高中化学课本下册70页C还原SiO_2产物为Si和CO。为什么C在这两个相类似的反应里被氧化的产物不一样呢?现从热力学角度分析如下。在等温等压下,自由能变化(△G)的正负决定着化学反应进行的方向和程度,而△G又与△H、△S及T密切相关。根据吉布斯-赫姆霍兹公式△G=△H-T△S,可以计算△G的大小。为了计算需要,现将有关物质的热力学数据列表如下:     

关于化学反应等温式的几个问题

化学反应等温式主要用来判断指定条件下化学反应的趋势,它在研究化学平衡理论和化工生产中有很重要的作用,下面就有关的几个问题进行探讨。     

三元均相反应图

我们认为,有可能绘制一种等温等压下的化学反应图,便于人们全面、直观地认识和分析一个化学反应的过程和平衡组成变化的规律或进行近似的组成计算。通过对三元均相体系的研究,我们发现,可按计量系数的不同将反应分类,各类反应图有确定的几何特点,从而可对反应过程中体系组成的变化、物料比、反应度、平衡组成及平衡的移动等问题作出全面、迅速、简明的回答,这对于反应规律的研究和教学都会有一定的帮助。张索林等曾研究过这种图,但未从基本规律和几何特点上总结;蔡经炳从公式出发讨论了浓度对平衡的影     

规范不同均相化学反应的热力学性质表示及其关系

尝试对均相化学反应的热力学性质表述进行规范,如浓度的表示形式、不同标准状态、B组分标准状态化学势μBo、标准吉布斯自由能变化量△rGm,ao、平衡常数Kao、反应的热效应△rHm,ao等。     

两种大孔吸附树脂对麻黄碱和伪麻黄碱的吸附动力学和热力学研究

通过等温静态吸附实验研究大孔树脂AB-8和D101对麻黄碱及伪麻黄碱的等温吸附过程,根据Langmuir平衡吸附速率方程考察两种树脂对两种成分吸附的平衡速率常数,用Van’t Hoff公式计算各热力学参数(ΔHm,ΔGm及ΔSm)。结果表明麻黄碱、伪麻黄碱的吸附平衡数据符合Freundlich吸附等温方程和Langmuir平衡吸附速率方程,相关性良好。吸附的焓变(ΔHm)和熵变(ΔSm)均大于零,吉布斯自由能变(ΔGm)均小于零,表明麻黄碱及伪麻黄碱在树脂上的吸附属于自发的物理吸附过程。     

物理化学中一些公式相似的解释

一、问题的提出在物理化学的不同章节中,有许多形式相同或相似的公式;例如化学反应的等压方程,     

异丁烷脱氢制异丁烯体系的热力学分析

对等温反应条件下的异丁烷脱氢制异丁烯反应进行了热力学分析,以获得等温反应条件下,压力和温度或其他反应条件与异丁烷脱氢反应的自由能ΔrG与热焓值ΔrH之间的关系。考察了不同反应条件(压力、温度和进料方式等)对于异丁烷脱氢反应的转化率的影响,为今后异丁烷脱氢制异丁烯工艺的开发提供热力学基础数据的支持。