化学反应进行的方向

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化学反应进行的方向

实验室k / 2019-04-29

判断化学反应方向的一个重要热力学函数是自由能，其符号为G。在恒温恒压下一个体系的自由能降低就是能作出的最大有用功。利用△G＝△H－T△S这个重要公式，就能从过程的焓变和熵变两方面综合地来考察过程的自由能变化，由下述关系就可判断化学反应自发进行的方向：

△G	<0	>0	＝0
反应方向	自发进行（正向）	不自发进行（逆向）	达成平衡

由上述公式也可由△H与△S取值的正负号由下述关系直接来判别反应自发的方向：

△H	△S	△G＝△H－T△S	结论
－	＋	永远是－	任何温度都是自发变化
＋	－	永远是＋	任何温度都是不自发变化
－	－	低温可能是－高温可能是＋	低温可能自发变化高温可能非自发变化
＋	＋	低温可能是＋高温可能是－	低温可能非自发变化高温可能自发变化

这也就是温度对反应自发性（方向）的影响。

当指定标准状态下稳定单质的自由能为零时，化合物的标准自由能也就是标准状态下由稳定单质生成1摩尔该化合物时的自由能变化，称为该化合物的标准生成自由能，用△Gf0表示。可用求反应△H0类似的公式由△Gf0来求任一反应的△G0。

函数比较	内能 U	焓 H	自由能 G	熵 S
相同点	都是状态函数：其变化值只决定于始态与终态而与途径无关。都具有广度性质：有加合性，数值与参与变化物质的量有关。正逆过程各函数的改变量相同，但符号相反。各函数改变量的计算符合盖斯定律。
不同点	含义不同
	无绝对值			有绝对值
	不为零	标准状态下稳定单质取值为零		不为零
	通常单位 kJ·mol-1			通常为 J·K-1·mol-1
	△U随温度无明显变化	△H随温度无明显变化	△G随温度有明显变化	△S随温度无明显变化

应注意，化合物的焓值和自由能值都是人为指定标准状态下稳定单质值为零而得，只具有相对的意义。而物质的熵值则是根据绝对零度时熵值为零而算得，故称绝对熵。

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