物理化学

自由能与平衡

恒温恒压下，吉布斯自由能决定自发方向；平衡对应于组成约束下 G 的极小值。

在 T、P 固定的变化中， $\Delta G<0$ 表示正向自发， $\Delta G>0$ 表示逆向自发， $\Delta G=0$ 表示平衡。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位，并在解释结果前检查量纲。

\Delta G = \Delta H - T\Delta S, \qquad \Delta_r G = \Delta_r G^\circ + RT\ln Q

定义: 吉布斯自由能

G=H−TS 是适用于等温等压过程的热力学势。 $\Delta H$ 反映能量变化， $T\Delta S$ 体现温度 T 下的熵贡献。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态，不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

某过程 $\Delta H=20$ kJ/mol、 $\Delta S=100$ J/(mol·K)，温度300 K。求 $\Delta G$ 。

解答

将熵换算为0.100 kJ/(mol·K)： $\Delta G=20-300(0.100)=-10$ kJ/mol。负值表示该条件下过程有利。

化学平衡时 $\Delta_rG=0$ 且 $Q=K$ 。纯物质相变时两相化学势相等，这是相图的基础。

根据上例给定数据，得出哪个结果？

哪项陈述符合本课内容？